电磁兼容作业电磁兼容标准与测试班级：电气工程及其自动化0703班姓名：***学号：*********电磁兼容标准及测试一．概述随着科学技术的发展，特别是微电子、信息、通讯等高科技的迅速进步与发展，对电磁骚扰的控制与防护提出了繁多而又复杂的问题。

在世界各国，特别是欧洲的一些先进国家，经过几十年对电磁干扰和抗干扰等问题的研究和控制，已将这些技术研究形成了一门新兴的学科——电磁兼容（Electromagnetic Compatibility）。

电磁兼容就是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备（分系统，系统、广义的还包括生物体），可以共存并不致引起降级的一门科学，国家标准GB/T 4365-1995《电磁兼容术语》对电磁兼容所下的定义为：“设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”。

就是说在规定的电磁环境中，任何设备、系统都不因受电磁干扰而降低工作性能，并且其本身所发射的电磁能量也不大于规定的极限值，以免影响其它设备或系统的正常工作，从而达到互不干扰而共存的目地。

国际无线电干扰特别委员会（法文缩写是CISPR）是国际电工委员会（IEC）的一个特别委员会，它成立于1934年，是最早开始系统地对电磁兼容进行研究的国际性的标准化组织。

该委员会成立的初衷主要是保护广播、通讯不受电磁干扰的影响。

围绕这方面的问题，对车辆、家电、电动工具、工科医射频设备、高压架空线路等提出了一系列骚扰限值（包括射频辐射和传导两方面,工作频率多在9kHz～18GHz）和测试方法的标准。

近几年来随着它的业务范围不断扩大，也开展了一些抗扰度标准的研究。

它更主要的重点还是研究电磁骚扰限值及其测量方法。

二、电磁兼容标准早在一九三四年国际电工委员会就成立了无线电干扰特别委员会简称CISPR，专门研究无线电干扰问题，制定有关标准，旨在保护广播接收效果。

当初只有少数国家参加该委员会，如比利时、法国、荷兰和英国等。

经过多年的发展人们对电磁兼容的认识发生了深刻的变化，1989年欧洲共同体委员会颁发了89/336/EEC指令，明确规定，自1996年1月1日起，所有电子、电器产品须经过EMC性能的认证，否则将禁止其在欧共体市场销售。

此举在世界范围内引起较大反响，EMC已成影响国际贸易的一项重要指标。

随着技术的发展CISPR工作范围也由当初保护广播接收业务扩展到涉及保护无线电接收的所有业务。

国际电工委员会IEC有两个专们从事电磁兼容标准化工作的技术委员会：一个就是CISPR成立于1934年；另一个是电磁兼容委员会TC77，成立于1981年。

CISPR最初关心的主要是广播接收频段的无线电骚扰问题，之后在EMC标准化工作方面进行了不懈的努力。

CISPR已基本上将工业和民用产品的EMC考虑在其标准中。

CISPR 还起草了通用射频骚扰限额值国际标准草案，这样，对那些新开发的以及暂时还不能与现有CISPR产品标准相对应的产品，可以用射频骚扰限额值来加以限制。

几年前CISPR将其工作频率范围扩展为DC~400GHz，目前实际工作范围为9kHz~18GHz，以前的CISPR标准主要涉及无线电干扰限额值及其测量方法，近年来在抗扰度方面加强了研究，并已制定了一些标准。

TC77最初主要关心低压电网系统的EMC 问题（9kHz以下频段），后来将其工作范围扩大到整个EMC所涉及的频率范围及产品。

目前CISPR已制定有CISPR22（1997）《信息技术设备的无线电骚扰特性的测量方法及限值》等14个标准；TC77也已制定了25个IEC标准，其中IEC61000-4系列标准是目前国际上比较完整和系统的抗扰度基础标准。

我国的EMC测试及标准化工作始于六十年代，当时国内的一些院所建立了相对简陋的试验室，开展无线电干扰（骚扰）测试研究，同时参考前苏联和欧美国家标准制定我国的EMC标准。

自从1986年成立了全国无线电干扰标准化委员会后，我国才开始有组织有系统地对应CISPR/IEC开展国内EMC标准化工作。

目前全国无线电干扰标准化委员会已成立了八个分技术委员会，其中七个分会与CISPR/A、B、C…F、G分会相对应，S分会是根据我国国情而成立的，它主要涉及无线电系统与非无线电系统之间的电磁兼容问题。

目前我国已制定了六十多项EMC国家标准，其中基础标准为GB4365-1995电磁兼容术语；GB/T6113-1995无线电干扰和抗扰度测量设备规范。

三、电磁兼容测试电磁兼容测试贯穿在产品的设计、开发生产、使用和维护的整个周期，对设备达到电磁兼容起到至关重要的作用。

电磁兼容(EMC)测试按其目的可分为诊断测试和达标测试。

诊断测试的目的是调查产生电磁兼容问题的原因，确定产生噪声和被干扰的具体部位，从而为采取抑制措施做准备。

达标测试是根据有关电磁兼容标准规定的方法对设备进行测试，评估其是否达到标准提出的要求。

产品在定型和进人市场之前必须进行达标测试。

电磁兼容(EMC)测试按其内容可分为电磁骚扰（EMI）发射测试和设备的抗扰度（EMS）测试。

EMI测试是测量设备向外界发射的骚扰，EMS测试时给设备外加各种骚扰，测试设备的敏感度，即抗干扰能力。

应该指出的是电磁兼容测试并不仅仅是根据标准的规定进行的简单操作。

同样的测量仪器、场地和测试步骤，不同的人操作得出的结果可能大相径庭，这主要取决于操作人员的素质。

电磁兼容测试人员应具备广泛的知识，因为电磁兼容问题涉及到电磁场、微波、传输线、天线、电波传播、电路、计算机等基础理论；同时还应对各种被检测的设备的工作原理要有大概的了解，对标准规定的方法要进行仔细的研究，知其然，还要知其所以然。

在实际测试中，要善于发现问题，并且能用所学原理解决问题，从而不断地积累经验。

3.1电磁骚扰发射测试电磁骚扰发射（EMI）包括辐射发射（RE）和传导发射（CE）。

辐射发射测试是测量受试设备（EUT）通过空间传播的骚扰辐射场强。

传导发射测试是测量受试设备（EUT）通过电源线或信号线向外发射的骚扰电压和电流。

3.1.1 骚扰的辐射发射测试（9KHz～18GHz）在30MHz～18GHz频率段，测量骚扰的电场强度。

1GHz以下使用开阔场地或半电波暗室，模拟半自由空间；1GHz以上使用全电波暗室，模拟自由空间。

如采用替代法测量，则测试场地可用开阔场地、半电波暗室或全电波暗室，测量结果用发射功率表示。

在9KHz～30MHz频率段，测量骚扰的磁场强度。

如果EUT较小，则将其放在大磁环天线（LLA）中，测量骚扰磁场的感应电流。

如果EUT较大，则采用远天线法，用单小环在规定距离测量骚扰的磁场强度。

3.1.1.1 30MHz～1000MHz频率段的辐射发射测试为了对辐射骚扰有一个统一的度量，标准不但对测量布置、测量方法作了规定，而且对骚扰测量仪、天线和测量场地都作了严格的规定，现分别加以讨论。

(1) 测量布置和测量方法标准要求测试在开阔场地或半电波暗室内进行，场地必须符合NSA （归一化场地衰减）的要求。

测试布置如图1所示。

测试天线和受试设备（EUT）之间的距离应符合远场条件，标准规定为3、10m或30m。

远场的场结构比较简单，电场方向、磁场方向和电波传播方向三者互相垂直，波阻抗即电场强度与磁场强度之比为377Ω，场强随距离一次方衰减。

近场的场结构比较复杂，在电波传播方向存在电场或磁场的分量，三者不一定互相垂直，波阻抗不为常数而是随距离变化，场强随距离平方或三次方衰减。

图1 30MHz～1000MHz辐射发射测试的布置比较近场和远场的特性可知，在远场条件下测量场强一致性和重复性较好，测量误差较小。

在远场条件下测试距离d应满足下列情况：a) d ≥λ/2π, 如EUT被看作是偶极子天线，则误差为3dB。

b) d ≥λ，可看作是平面波，如EUT被看作是偶极子天线，则误差为0.5dB。

c) d ≥ 2D2/λ， D为EUT的最大尺寸，该条件仅适用于D>>λ的情况。

在30MHz～1000MHz频率段，λ为10m～0.3m, d=3m、10m、30m时都符合上述远场条件。

国内暗室绝大部分只能进行3m法测试,而标准上给出的限值很多都是针对10m法测试的,所以应该将它们转换为3m法的限值,转换公式为：L2 ＝L1 (d1/d2)或L2 (dB) ＝ L1 (dB)+ 20lg(d1/d2)式中L1和 L2分别为测试距离为d1 和d2时的辐射限值,例如GB9245中仅规定了信息技术设备在10m 测量距离处的辐射骚扰限值，由此可转换为3m处限值，如表1所示。

表1 B级ITE在10m和3m处的辐射限值一般不同频率段的限值是不一样的，过渡频率点应该采取较低的限值，表1中230MHz的限值应取较低值：30dB(µV/m)（10m法），40dB(µV/m)(3m法)。

在确定测试距离时常遇到起始点和终止点的问题，起始点是被测设备（EUT）的边框，这在标准上有明确的规定。

终止点应该在天线的什么部位？当天线是对称振子天线或双锥天线时，终止点在天线的中间部位。

当天线是喇叭天线时,终止点应为喇叭口。

但当天线是对数周期天线和混合宽带天线时，终止点就不好确定，标准中也没有明确规定。

对数周期天线，根据其工作原理，在频率较高时是短振子起作用，；频率较低时是长振子起作用。

如果把终止点定在对数天线的顶端，则高频测量时距离约为3m，而低频测量时距离偏移较大。

由于天线接收的场强E∝f/d，而由距离引起的测量误差为△E∝f△d/d2，显然对于同样的距离偏移，频率越高，产生的场的测量误差就越高，所以笔者认为终止点放在对数周期天线的顶端比较合适。

如果天线上已有天线中心的标记，则终止点放在天线中心的标记处。

由于达标测试是测量EUT 可能辐射的最大值，所以EUT 应放在转台上（可360°旋转）以便寻找EUT 的最大骚扰辐射方向。

台式EUT 离地面高度通常为0.8m ，立式EUT 则直接放置地面，接触点与地面应绝缘。

接收天线的高度应该在1～4m （如测试距离为3m 或10m ）或2～6m （如测试距离为30m ）内扫描，记录最大辐射场强。

EUT 的辐射电磁波到达天线有两条途径，如图2所示。

一条是直达波A E ，一条是通过地面的反射波B E ，天线接收到的总场强为直达波和反射波的矢量和，即B A E E E +=由于二条路径长度不同，电磁波到达天线所需时间不同，因此A E 和B E 有一定相位差Δφ，总场强与Δφ有关。

如果A E 和B E 同相，则两者相加，总场强最大；如果A E 和B E 反相，则两图2 辐射电磁波的直达波和反射波 者相减，总场强最小。

Δφ与天线高度有关，当接收天线在1～4m 之间移动时，接收到的场强也以驻波方式变化，波峰和波谷间的高度差约为λ/2，因此可以保证在30MHz 仍能找到最大场强。