汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和變化

1 汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化組織

汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)分為國際標(biāo)準(zhǔn)、地區(qū)、國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)國際上制定電磁兼容方面的標(biāo)準(zhǔn)化組織有國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）、國際電工委員會(huì)（IEC）、國際電工委員會(huì)無線電干擾特別委員會(huì)（CISPR）。

地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)主要是歐洲ECE法規(guī)和EEC指令。國家性標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)有美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI），美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)（FCC），美國汽車工程協(xié)會(huì)（SAE），德國郵電部（FTZ），德國電氣工程師協(xié)會(huì)（VDE），英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（BSI），日本民間干擾控制委員會(huì)（VCCI），上述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的作用是與國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)，并且制定各國家自己的標(biāo)準(zhǔn)。

國際上各大型汽車公司都有自己的企業(yè)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，如美國福特公司、通用公司，德國大眾、寶馬,意大利的FIAT公司和法國的PSA集團(tuán)等，其企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)比國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格很多。

2 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)分類及發(fā)展變化

盡管汽車電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)種類繁多，但以測(cè)試方法可歸結(jié)為傳導(dǎo)發(fā)射、傳導(dǎo)抗擾度、輻射發(fā)射和輻射抗擾度四個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 傳導(dǎo)發(fā)射

傳導(dǎo)發(fā)射又分為瞬態(tài)發(fā)射和連續(xù)發(fā)射，瞬態(tài)發(fā)射是指被測(cè)設(shè)備在接通或切斷瞬間通過電源線所產(chǎn)生的干擾信號(hào)，連續(xù)發(fā)射是被測(cè)設(shè)備持續(xù)對(duì)電源線所產(chǎn)生的干擾。多數(shù)瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射的測(cè)量基本上是采用ISO 7637-2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試方法，但各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的限值有所不同，如福特公司規(guī)定的限值為-150V/＋100V，而FIAT公司規(guī)定的限值為-60V/＋60V。對(duì)于連續(xù)型傳導(dǎo)發(fā)射的測(cè)量大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)在近年來修訂后基本上采用等同于CISPR25的測(cè)量方法。對(duì)于連續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射CISPR25第三版在其第二版基礎(chǔ)上增加了點(diǎn)火系統(tǒng)測(cè)試的試驗(yàn)方法，該方法最早只是在大眾企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中涵蓋，從這點(diǎn)可以看出國際標(biāo)準(zhǔn)也在借鑒其它標(biāo)準(zhǔn)中合理的試驗(yàn)方法。

2.2 傳導(dǎo)抗擾度

傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試分為電源線傳導(dǎo)抗擾度和信號(hào)線傳導(dǎo)抗擾度。

2.2.1 電源線的抗擾度

在電源線的抗擾度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中，部分企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與ISO7637-2相比存在較大差異，如福特傳導(dǎo)抗擾度標(biāo)準(zhǔn)共分為6大類19種波形，而ISO7637-2則分為5大類8種波形，克萊斯勒的分為7類13種波形。ISO的電源線傳導(dǎo)抗擾度標(biāo)準(zhǔn)是模擬車輛運(yùn)行中可能出現(xiàn)的感性負(fù)載切斷、開關(guān)的接通瞬間、電壓跌落和拋負(fù)載的四大類干擾現(xiàn)象，而福特電源線抗擾度標(biāo)準(zhǔn)除在感性負(fù)載切斷和電壓跌落類似與ISO7637外，其余四類干擾現(xiàn)象均不同與ISO7637-2，如模擬車輛充電時(shí)的連續(xù)干擾、交流地電壓偏移、供電電壓的短時(shí)中斷和電壓過載的干擾現(xiàn)象，福特標(biāo)準(zhǔn)在電源線傳導(dǎo)抗擾度方面提出更加廣泛和嚴(yán)格的要求。

2.2.2 信號(hào)線傳導(dǎo)抗擾度

2006版的ISO7637-3標(biāo)準(zhǔn)在1995版標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了較大的變更，增加了直接電容器耦合（DCC）方法和感性耦合鉗（ICC）方法，亦即增加了慢速脈沖（ISO7637-2中的脈沖1和脈沖2）的要求，該項(xiàng)要求在2002版的大眾標(biāo)準(zhǔn)中就已經(jīng)體現(xiàn)，增加該要求的目的是要在測(cè)試中覆蓋所有可能出現(xiàn)在線路中的電磁干擾現(xiàn)象，以保證車輛電子系統(tǒng)的可靠性。

2.3 輻射發(fā)射

對(duì)于輻射發(fā)射測(cè)量，無論是EEC指令還是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在測(cè)試方法上都是參照CISPR12及CISPR25，這也是汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)。

2.3.1 整車輻射發(fā)射

現(xiàn)在EEC指令的整車寬帶輻射發(fā)射測(cè)量的限值等同與CISPR12，整車窄帶輻射發(fā)射測(cè)量的限值不同與CISPR12，總體上比CISPR12更加嚴(yán)格。CISPR12第6版增加了均值限值線，即在點(diǎn)火鑰匙處于“on”，且發(fā)動(dòng)機(jī)沒有起動(dòng)的情況下采用均值檢波方式測(cè)量車輛的窄帶干擾信號(hào)，而峰值和準(zhǔn)峰值檢波方式是在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下使用。即窄帶測(cè)量采用均值檢波，寬帶測(cè)量采用峰值和準(zhǔn)峰值檢波方式，這也是窄帶測(cè)量從6dB法轉(zhuǎn)變到均值檢波法所發(fā)生的重大變化。

窄帶測(cè)量采用均值檢波器有以下幾個(gè)方面的的優(yōu)勢(shì)：

? 能夠抑制騷擾信號(hào)中的脈沖干擾成分，更加有效的測(cè)量窄帶信號(hào)成分。
? 抑制幅度調(diào)制成分，測(cè)量出幅度調(diào)制信號(hào)中的載波電平。
? 對(duì)于間歇的、不穩(wěn)定的和漂移的窄帶信號(hào)可以檢測(cè)出來。

2.3.2 零部件輻射發(fā)射

對(duì)于零部件輻射發(fā)射測(cè)量，EEC所采用的標(biāo)準(zhǔn)限值與CISPR25相比要寬松很多，頻率范圍也不同，EEC頻率范圍是30M-1GHz，而CISPR25頻率范圍為150 kHz～2500 MHz。國外企業(yè)如VOLKWAGEN、BMW、GM、FORD和PSA等都在CISPR25標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在試驗(yàn)方法和樣件布置上基本相同，但在測(cè)試頻段、限值和檢波方式都各有所不同。各企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是依據(jù)其公司生產(chǎn)車輛所使用車載接收機(jī)的特性和使用頻率來制定頻段范圍和限值大小，同時(shí)由于各款車型所銷售的國家及用途的不同，所要保護(hù)的頻段范圍不同，一般情況只保護(hù)該車型所涉及的頻段。

第三版CISPR25的和第二版相比變化較大。第二版的頻率范圍為150 kHz～1000 MHz,而第三版已經(jīng)將頻率范圍的上限提高到2.5GHz，擴(kuò)充的頻段包括DAB、GPS、GSM、3G和Bluetooth，同時(shí)子頻段范圍也作了較大的調(diào)整。在測(cè)量限值的規(guī)定上也有較大的變化，原限值分寬帶和窄帶限值，檢波方式為峰值和準(zhǔn)峰值；現(xiàn)限值分為峰值/準(zhǔn)峰值限值和均值限值，檢波方式為峰值、準(zhǔn)峰值和均值。

現(xiàn)在愈來愈多的乘用車上使用窗式天線，窗式天線需要使用放大器，因而天線信號(hào)的本底噪聲將隨之增加，為了排除接收機(jī)本底噪聲和天線本底噪聲對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，第三版增加了有源天線本底噪聲測(cè)量方法。

2.4 輻射抗擾度

2.4.1 整車輻射抗擾度

多數(shù)輻射抗擾度標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法都等效于ISO 11451,如EEC指令和大眾的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的整車抗擾度就分別等效于ISO 11451-2, ISO 11451-3, ISO 11451-4，但EEC指令和大眾標(biāo)準(zhǔn)所采用的抗擾度等級(jí)則相差很大，如EEC采用的場(chǎng)強(qiáng)為30V/m,大眾標(biāo)準(zhǔn)采用的場(chǎng)強(qiáng)為150 V/m。EEC指令從2004年版本開始，將抗擾度的頻率上限提高到2GHz，大眾標(biāo)準(zhǔn)則提高到3GHz，同時(shí)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都依據(jù)ISO 11451-1增加了脈沖調(diào)制的要求，脈沖調(diào)整的頻率為217Hz，但占空比EEC指令為12.5％（等同于ISO），大眾標(biāo)準(zhǔn)占空比為50%。增加脈沖調(diào)制要求，也是為了涵蓋類似雷達(dá)波的這種電磁干擾源。

2.4.2 零部件輻射抗擾度

零部件輻射抗擾度的標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)雷同于整車，EEC指令和大眾標(biāo)準(zhǔn)的抗擾度頻率上限也分別提高到2GHz和3GHz，也增加了脈沖調(diào)制。

3 結(jié)論

3.1 適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展

? CISPR25頻率范圍由150 kHz～1000 MHz 提高到150 kHz～ 2.5GHz以適應(yīng)DVB，GPS,GSM,3G和Bluetooth技術(shù)在汽車上的使用。
? 有源天線的使用，其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性受到一定程度的質(zhì)疑。有源天線的放大特性、非線性、失真和信噪比都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，因此在標(biāo)準(zhǔn)中增加了有源天線本底噪聲測(cè)量方法。

3.2 涵蓋所有電磁現(xiàn)象
? 輻射抗擾度增加脈沖調(diào)制功能
? 信號(hào)線傳導(dǎo)抗擾度增加慢速脈沖

3.3 測(cè)量方法愈趨合理
? 窄帶測(cè)量從6dB法轉(zhuǎn)變到均值檢波法。
? CISPR/D分會(huì)正在進(jìn)行對(duì)有源天線的進(jìn)一步研究工作。