汽車及車載電子設(shè)備的EMC標準以及系統(tǒng)實現(xiàn)

摘要：本文介紹了汽車及其車載電子設(shè)備的EMC標準，以及符合測試標準的EMC測試系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：汽車、EMC、標準、測試系統(tǒng)

目前在汽車及車載電子設(shè)備EMC測試領(lǐng)域，其標準主要有以下幾類：汽車電磁兼容國際標準，如ISO、CISPR等；歐洲汽車電磁兼容標準；美國汽車工程學會（SAE）電磁兼容標準等。當然，相對比較發(fā)達的大的汽車原廠，有自己的EMC測試標準和規(guī)范。我們國家的汽車行業(yè)在近年發(fā)展較快，但是總體來講我國在汽車電磁兼容測試標準和規(guī)范方面的發(fā)展相對滯后，不過近幾年的相關(guān)標準的更新以及新標準的發(fā)布，都證明了在標準制定方面的快速發(fā)展，以同步國內(nèi)汽車行業(yè)的發(fā)展。

 
對于原廠測試規(guī)范，各廠商的側(cè)重點有所不同，有的廠商注重汽車電子設(shè)備的EMC及其安全性能，有的廠商則注重于汽車EMC及其機械性能。然而，隨著汽車市場的國際化，汽車原廠在EMC標準及規(guī)范方面有統(tǒng)一的趨勢，以國際標準 CISPR 和ISO 作為設(shè)計規(guī)范參考。對于國內(nèi)的汽車工業(yè)要走向國際化市場，需要對這方面的發(fā)展和變化作以跟蹤，以適應(yīng)其標準，這樣才會在競爭中處于有利地位。

隨著科技的發(fā)展，汽車業(yè)的強勁增長，車載電子設(shè)備的增加，汽車EMC設(shè)計標準和規(guī)范就扮演著極為重要的角色?，F(xiàn)在， 汽車里的多媒體娛樂，藍牙通訊，衛(wèi)星定位，剎車，安全氣囊等系統(tǒng)都有可能對外界發(fā)出干擾信號，或者汽車進入強干擾區(qū)，因車載電子系統(tǒng)過于敏感而導致操作失靈，輕則造成駕駛不便，重則導致車禍，危及生命安全。所以，汽車電子電磁兼容包括干擾測試(EMI）和抗擾度測試(EMS)，兩種測試都含有輻射及傳導的測量要求。

基于上述標準和規(guī)范的發(fā)展趨勢、汽車及車載電子設(shè)備EMC性能的要求，更加突出了ISO和CISPR標準的重要性，下面就是相關(guān)的主要測試標準和規(guī)范。

對于汽車整車測試標準，有ISO 11451和CISPR 12，其中標準ISO11451分為ISO 11451-1-2000 《道路車輛.用窄帶發(fā)射的電磁能量進行電子干擾.車輛試驗方法.第1部分:總則和定義》，ISO 11451-2-2000 《道路車輛.用窄帶發(fā)射的電磁能量進行電子干擾.車輛試驗方法.第2部分:終止車輛輻射源》；而對應(yīng)于標準CISPR12：1997，被國內(nèi)等同采用，對應(yīng)的國標為GB 14023-2000《車輛、機動船和由火花點火發(fā)動機驅(qū)動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法》。

對于汽車零部件測試標準，有 ISO 11452和CISPR 25，其中標準ISO11452分為ISO 11452-1-2000 《道路車輛.用窄帶發(fā)射的電磁能量進行電子干擾.部件試驗方法.第1部分:總則和定義》，ISO 11452-2-2000 《道路車輛.用窄帶發(fā)射的電磁能量進行電子干擾.部件試驗方法.第2部分:吸收電磁室》；而對應(yīng)于標準CISPR25：1995，被國內(nèi)等同采用，對應(yīng)的國標為GB 18655-2002 《用于保護車載接收機的無線電騷擾特性的限值和測量方法》。

只有根據(jù)車輛限值進行的整車試驗才能被用于最終評價零部件的兼容性，因此部分標準對車輛和零部件的EMC性能提出了共同要求。

CISPR 12 和CISPR 25 是針對汽車和車載電子的騷擾特性的測量規(guī)范。內(nèi)容涵蓋了輻射及傳導測試以及各項測試的方法要求、測試布置、極限等。輻射測試主要是針對汽車及其車載設(shè)備，對于輻射測試，通過接收天線和測試接收機來進行測試。頻率為150kHz －1GHz，并且這一測試頻率的上限要進一步擴展，1GHz－18GHz頻段的測量方法正在考慮中。傳導測試則根據(jù)被測產(chǎn)品供電的電源線及其回線的長度的不同， 作出不同的測試布置。

為了強調(diào)汽車的安全，在汽車EMC 測試中，其抗擾度測試(EMS)標準的設(shè)計和規(guī)范顯得更為重要。ISO 11451 和ISO 11452 是針對汽車與車載電子進行的抗擾度性能的標準和規(guī)范。其中，輻射抗擾度和大電流注入為連續(xù)波抗擾度。輻射抗擾度以一米的測試距離向測試產(chǎn)品施加場強，根據(jù)不同的測試等級，其場強要求不同，頻率從10kHz －18 GHz，而不同等級的場強意味著被測件在緊急情況下，在汽車安全方面所呈現(xiàn)的重要性。換句話說，越是對安全有直接和重大影響的被測件，場強的要求就越高，一般都從100V/m 或200V/m 開始。大電流注入法(BCI)， 一般都做到400MHz, 注入電流為100mA－200mA，采用功率放大器放大的信號加到注入鉗上，有分開環(huán)或閉環(huán)測試。根據(jù)測試要求，整車的輻射抗擾度測試要在暗室內(nèi)進行，而部件的輻射抗擾度測試相對靈活，可以在暗室、帶狀線或者TEM小室內(nèi)進行相關(guān)的測試。

總體來看，汽車與汽車電子市場在消費者需求的驅(qū)動下， 將強勁地增長，同時會帶動其它電子產(chǎn)業(yè)，而汽車安全系統(tǒng)是汽車電子領(lǐng)域增長最強勁的需求之一 。所以，汽車電子電磁兼容是一項極為重要，不可忽視的領(lǐng)域。不論是以市場，經(jīng)濟或技術(shù)角度來看，它都是極有吸引力的。

針對汽車及車載電子設(shè)備的EMC要求，依據(jù)ISO以及CISPR的相關(guān)標準，羅德與施瓦茨公司提供了相應(yīng)的EMC測試系統(tǒng)解決方案，完全能夠滿足汽車及車載電子設(shè)備的EMC性能測試要求。其對應(yīng)的EMC測試系統(tǒng)為R&S® TS9994，現(xiàn)將其測試系統(tǒng)簡介如下：

汽車及車載電子設(shè)備的EMC測試系統(tǒng)：R&S® TS9994

主要特性：

◆ 符合汽車EMC測試標準
◆ 模塊化系統(tǒng)設(shè)計
   - 有多種模塊備選
   - 適應(yīng)未來需求的開放式設(shè)計
   - 可升級到完全符合認證的測試系統(tǒng)
◆ 研發(fā)實驗室的理想選擇
   - 結(jié)構(gòu)緊湊的系統(tǒng)設(shè)計
   - 不需要特殊的基礎(chǔ)設(shè)施
◆ 抗擾度(EMS) 9kHz到2.5GHz,可達200V/m
◆ 發(fā)射(EMI) 9kHz 到3GHz
◆ 傳導和輻射測量
◆ 覆蓋了當前和未來的無線波段
◆ 成熟的解決方案
◆ 測試軟件R&S®EMC32
   - 圖形化操作的設(shè)計思想（虛擬設(shè)備）
   - 直觀的用戶指導

應(yīng)用范圍

EMC測試系統(tǒng)R&S® TS9994可以在下列汽車零部件標準所規(guī)定的頻率范圍和限定值內(nèi)，進行測量：ISO11452、CISPR25與SAE J1113.由于采用了模塊化的設(shè)計，R&S® TS9994可以在后期升級到一個完全符合認證的測試系統(tǒng)。

靈活的擴展性

用戶可以根據(jù)自己的的需求，選擇不同等級所對應(yīng)的EMC擴展系統(tǒng)：

等級    描述
1    輻射發(fā)射（EMI）9kHz 到3GHz發(fā)射（EMI）
2    輻射9kHz 到3GHz傳導10kHz 到108MHz
3    輻射敏感度（EMS）9kHz 到1GHz敏感度
4    輻射9kHz 到1GHz傳導1MHz到400MHz(BCI)
5    輻射＋傳導EMC 等級2 和4 的組合輻射敏感度（EMS）
6    1.7GHz到2.5GHz 等級4 和5 的擴充

等級6 是在GHz 范圍內(nèi)，對當前和未來無線服務(wù)（GSM，UMTS，Bluetooth等）的EMS測試的一個擴展。

測試系統(tǒng)軟件R&S® EMC32

測試軟件R&S® EMC32 是系統(tǒng)的一部分，它易于操作且界面直觀。實現(xiàn)了手動和全自動測試的完美結(jié)合。

EUT 監(jiān)控

系統(tǒng)提供了幾種進行EUT 監(jiān)控的替代方案：
◆ 通過IEEE/IEC 或RS-232-C 接口
◆ 模擬和數(shù)字I/O 板(NI)