電磁傳導(dǎo)和輻射發(fā)射是產(chǎn)品發(fā)射的射頻(RF)能量,調(diào)節(jié)射頻輻射水平以確保它們不會(huì)對(duì)其他電子產(chǎn)品造成不合理的傷害。在低頻率(小于約30MHz)下,大多數(shù)電子設(shè)備的導(dǎo)體和電纜作為天線是無(wú)效的,因此輻射發(fā)射不是問(wèn)題。在這些低頻率下,導(dǎo)體和電纜可以通過(guò)共用電源或負(fù)載傳導(dǎo)RF能量并引起其他電子產(chǎn)品的問(wèn)題,而在高頻率(大約30 MHz以上),導(dǎo)體和電纜的阻抗足以衰減傳導(dǎo)能量防止它成為一個(gè)問(wèn)題。但是,在這些更高的頻率下,
在美國(guó)銷(xiāo)售的大多數(shù)工業(yè)和消費(fèi)電子產(chǎn)品必須符合FCC法規(guī)Title 47 Part 15中所述的傳導(dǎo)和輻射排放標(biāo)準(zhǔn),通常稱為FCC第15部分。在歐洲銷(xiāo)售的產(chǎn)品的類似標(biāo)準(zhǔn)受歐洲法規(guī)管轄CISPR 22 / EN 55022.這兩套規(guī)定都描述了傳導(dǎo)和輻射發(fā)射的限值,并應(yīng)用于最終系統(tǒng),包括內(nèi)部或外部電源。雖然這兩套法規(guī)是由不同的組織創(chuàng)建和管理的,但它們的構(gòu)建是相似的或“協(xié)調(diào)一致的。
”協(xié)調(diào)這些法規(guī)的一個(gè)好處是,設(shè)計(jì)滿足一套法規(guī)的產(chǎn)品通??梢源_保它也滿足其他規(guī)定中規(guī)定的要求,傳導(dǎo)輻射規(guī)范涵蓋150 kHz至30 MHz頻率范圍內(nèi)的輻射。一組單獨(dú)的輻射發(fā)射規(guī)范涵蓋了30 MHz或更高的頻譜,傳導(dǎo)與輻射發(fā)射的測(cè)試程序和工具略有不同,用于緩解EMC問(wèn)題的濾波器組件相似但電氣值不同。
傳導(dǎo)發(fā)射頻帶低于輻射發(fā)射頻帶,因此,用于解決傳導(dǎo)發(fā)射的濾波器組件在電學(xué)和物理上將大于解決輻射發(fā)射所需的電氣和物理。傳導(dǎo)與輻射發(fā)射的測(cè)試程序和工具略有不同,用于緩解EMC問(wèn)題的濾波器組件相似但電氣值不同,傳導(dǎo)發(fā)射頻帶低于輻射發(fā)射頻帶,因此,用于解決傳導(dǎo)發(fā)射的濾波器組件在電學(xué)和物理上將大于解決輻射發(fā)射所需的電氣和物理。
傳導(dǎo)與輻射發(fā)射的測(cè)試程序和工具略有不同,用于緩解EMC問(wèn)題的濾波器組件相似但電氣值不同。傳導(dǎo)發(fā)射頻帶低于輻射發(fā)射頻帶,因此,用于解決傳導(dǎo)發(fā)射的濾波器組件在電學(xué)和物理上將大于解決輻射發(fā)射所需的電氣和物理。
EMC測(cè)試用于電源
大多數(shù)內(nèi)部安裝的電源都經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和測(cè)試,符合EMC法規(guī),并且測(cè)試是在配置為獨(dú)立產(chǎn)品的情況下執(zhí)行的,將電源安裝到系統(tǒng)后,還必須對(duì)完成的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試,以確保其符合EMC規(guī)定。將符合要求的電源集成到系統(tǒng)中可以最大限度地降低系統(tǒng)測(cè)試期間與EMC相關(guān)的問(wèn)題的可能性,但不能保證完成的系統(tǒng)將通過(guò)排放測(cè)試。
許多內(nèi)部安裝的電源供應(yīng)商將提供推薦的電路,以解決系統(tǒng)集成過(guò)程中遇到的EMC問(wèn)題,由于每種應(yīng)用的要求各不相同,因此這些建議由設(shè)計(jì)人員自行決定; 這條路,
同樣,大多數(shù)墻插式和桌面式外部電源也經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和測(cè)試,符合EMC法規(guī)作為獨(dú)立單元,如果電源客戶是將電源與負(fù)載組合在一起的制造商,則他們將需要執(zhí)行測(cè)試以確保整個(gè)系統(tǒng)符合EMC規(guī)定。由于電路安裝在一個(gè)封閉的外殼中,因此與內(nèi)部安裝的電源相比,添加外部組件以解決EMC問(wèn)題對(duì)于墻上插座和桌面版本來(lái)說(shuō)將更具挑戰(zhàn)性。
電源的EMC監(jiān)管測(cè)試是使用靜態(tài)電阻負(fù)載執(zhí)行的,但幾乎所有電源都基于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)洌_(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器固有地產(chǎn)生傳導(dǎo)和輻射發(fā)射,這需要在電源設(shè)計(jì)中得到緩解,施加到電源的負(fù)載可能產(chǎn)生額外的排放。通過(guò)允許獨(dú)立電源測(cè)試結(jié)果中的余量考慮到負(fù)載施加到電源時(shí)的變化來(lái)解決組合電源和負(fù)載的傳導(dǎo)和輻射發(fā)射的不確定性。
早期測(cè)試的情況
延遲系統(tǒng)EMC測(cè)試的另一個(gè)常見(jiàn)原因是誤解了電源會(huì)導(dǎo)致EMC問(wèn)題,因此,如果電源已通過(guò)獨(dú)立的監(jiān)管測(cè)試,系統(tǒng)將通過(guò)測(cè)試,在許多情況下,電源是系統(tǒng)內(nèi)EMC問(wèn)題的責(zé)任的接受者,實(shí)際上,它只是“信使”。
雖然系統(tǒng)執(zhí)行和輻射EMC問(wèn)題通常在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)得到解決,但計(jì)劃中的那個(gè)階段可能是引入意外任務(wù)和延遲的最糟糕時(shí)間,更合理且通常成本更低的策略是在系統(tǒng)組裝開(kāi)始后立即執(zhí)行初步EMC一致性測(cè)試,在項(xiàng)目早期,計(jì)劃更靈活,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)更容易接受設(shè)計(jì)中的修改。
到項(xiàng)目結(jié)束時(shí),已經(jīng)在設(shè)計(jì)系統(tǒng)以滿足性能標(biāo)準(zhǔn)方面付出了很多努力,并且如果出現(xiàn)EMC合規(guī)性問(wèn)題,則電源被視為合規(guī)性工作的最簡(jiǎn)單目標(biāo),而不會(huì)影響其他系統(tǒng)性能參數(shù)。盡管該系統(tǒng)通常是RF發(fā)射的來(lái)源,但是電源的輸入和輸出上的電纜可以用作輻射發(fā)射的天線和用于傳導(dǎo)發(fā)射的導(dǎo)體。
通??梢栽陔娫粗刑砑釉肼曇种平M件以解決EMC問(wèn)題,但應(yīng)將此活動(dòng)視為減輕問(wèn)題的影響而不是解決問(wèn)題的根源,與電源相關(guān)的EMC抑制活動(dòng)需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的時(shí)間,并可能影響與電源相關(guān)的安全證書(shū)。安全證書(shū)的任何更改也需要電源供應(yīng)商的時(shí)間和資源,如果添加傳導(dǎo)和輻射發(fā)射抑制組件不足以充分減少EMC問(wèn)題,則可能需要修改系統(tǒng)電路以最小化RF信號(hào)的產(chǎn)生。
對(duì)于使用內(nèi)部電源的產(chǎn)品,EMC噪聲抑制組件可以添加到饋入電源的導(dǎo)線上,也可以添加到電源輸出和系統(tǒng)電源輸入之間的電纜上,旁路電容和鐵氧體磁芯是用于創(chuàng)建濾波器以解決EMC問(wèn)題的抑制組件。鐵氧體磁芯引入額外的電感阻抗與非預(yù)期噪聲的路徑串聯(lián),旁路電容提供低阻抗路徑來(lái)分流噪聲信號(hào),以最大限度地減少信號(hào)傳播。
采用外部電源的系統(tǒng)在電源的輸入或輸出路徑上添加EMC抑制組件的能力可能更受限制。輻射發(fā)射問(wèn)題通常通過(guò)在電源和系統(tǒng)之間的電纜上放置鐵氧體磁芯來(lái)解決。與傳導(dǎo)發(fā)射相關(guān)的關(guān)注頻率足夠低,使得安裝在電源線周?chē)⒕徑釫MC問(wèn)題所需的鐵氧體磁芯的尺寸對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)是不可接受的。通過(guò)與電源供應(yīng)商合作修改現(xiàn)有電源的設(shè)計(jì)或選擇包含增強(qiáng)型傳導(dǎo)發(fā)射抑制組件的不同外部電源,通??梢宰钊菀椎亟鉀Q在具有外部電源的系統(tǒng)中觀察到的傳導(dǎo)發(fā)射問(wèn)題。
預(yù)合規(guī)測(cè)試
傳導(dǎo)和輻射發(fā)射的最終測(cè)試需要在經(jīng)過(guò)認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室中使用校準(zhǔn)的測(cè)試設(shè)備和受控的電氣環(huán)境進(jìn)行。測(cè)試實(shí)驗(yàn)室將合作在設(shè)計(jì)階段早期進(jìn)行預(yù)合規(guī)測(cè)試。如果設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)希望自己進(jìn)行預(yù)合規(guī)測(cè)試,則可以在具有最少量測(cè)試設(shè)備的房間中進(jìn)行測(cè)試。傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試所需的設(shè)備是線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)和頻譜分析儀。
LISN是一種無(wú)源網(wǎng)絡(luò),用于最大限度地降低商用電力線傳導(dǎo)的噪聲,還提供受控阻抗測(cè)試端口,用于監(jiān)測(cè)被測(cè)設(shè)備(EUT)的傳導(dǎo)發(fā)射。用于傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試的頻譜分析儀可以是一個(gè)基本模型,能夠執(zhí)行150 kHz至30 MHz的測(cè)量。許多頻譜分析儀供應(yīng)商都能夠執(zhí)行準(zhǔn)峰值測(cè)量,并在顯示屏中加入一致性參數(shù)限制,以簡(jiǎn)化EMC一致性測(cè)試。
可以使用頻譜分析儀和適當(dāng)?shù)奶炀€完成輻射發(fā)射的初步測(cè)試,頻譜分析儀應(yīng)具有從30 MHz到至少900 MHz進(jìn)行測(cè)量的能力。頻譜分析儀執(zhí)行準(zhǔn)峰值測(cè)量并在顯示屏中顯示一致性參數(shù)限制的能力將使初步測(cè)試任務(wù)更容易執(zhí)行,用于初步輻射發(fā)射測(cè)試的天線應(yīng)具有與頻譜分析儀類似的帶寬以及需要知道的增益與頻率特性,最好能夠在輻射發(fā)射EMC天線和EUT之間至少三米(10英尺)的電氣安靜的房間內(nèi)進(jìn)行輻射發(fā)射測(cè)試。
大多數(shù)管理團(tuán)隊(duì)都非常欣賞在預(yù)算范圍內(nèi)提前完成的項(xiàng)目,遺憾的是,EMC合規(guī)性問(wèn)題可能是項(xiàng)目最后一刻預(yù)算和計(jì)劃增加的常見(jiàn)來(lái)源,在項(xiàng)目的系統(tǒng)組裝階段執(zhí)行預(yù)執(zhí)行EMC測(cè)試有助于消除影響預(yù)算和計(jì)劃的設(shè)計(jì)的最后一刻更改。預(yù)合規(guī)性EMC測(cè)試還有助于確保在最終合規(guī)性測(cè)試期間不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題,全功能電源供應(yīng)商(如CUI)擁有設(shè)備和經(jīng)驗(yàn),可協(xié)助進(jìn)行電源設(shè)計(jì)和選擇,包括預(yù)合規(guī)和最終EMC測(cè)試。
閱讀本文的人還閱讀了:
RF傳導(dǎo)和輻射發(fā)射測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和方法
傳導(dǎo)EMI輻射典型問(wèn)題和常見(jiàn)解決方案