汽車及車載電子設(shè)備的EMC標(biāo)準(zhǔn)以及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

摘要：本文介紹了汽車及其車載電子設(shè)備的EMC標(biāo)準(zhǔn)，以及符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的EMC測(cè)試系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：汽車、EMC、標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試系統(tǒng)

目前在汽車及車載電子設(shè)備EMC測(cè)試領(lǐng)域，其標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾類：汽車電磁兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如ISO、CISPR等；歐洲汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)；美國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)（SAE）電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)等。當(dāng)然，相對(duì)比較發(fā)達(dá)的大的汽車原廠，有自己的EMC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。我們國(guó)家的汽車行業(yè)在近年發(fā)展較快，但是總體來(lái)講我國(guó)在汽車電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范方面的發(fā)展相對(duì)滯后，不過(guò)近幾年的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的更新以及新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，都證明了在標(biāo)準(zhǔn)制定方面的快速發(fā)展，以同步國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的發(fā)展。

 
對(duì)于原廠測(cè)試規(guī)范，各廠商的側(cè)重點(diǎn)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(jī)械性能。然而，隨著汽車市場(chǎng)的國(guó)際化，汽車原廠在EMC標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范方面有統(tǒng)一的趨勢(shì)，以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) CISPR 和ISO 作為設(shè)計(jì)規(guī)范參考。對(duì)于國(guó)內(nèi)的汽車工業(yè)要走向國(guó)際化市場(chǎng)，需要對(duì)這方面的發(fā)展和變化作以跟蹤，以適應(yīng)其標(biāo)準(zhǔn)，這樣才會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位。

隨著科技的發(fā)展，汽車業(yè)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，車載電子設(shè)備的增加，汽車EMC設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范就扮演著極為重要的角色?，F(xiàn)在， 汽車?yán)锏亩嗝襟w娛樂，藍(lán)牙通訊，衛(wèi)星定位，剎車，安全氣囊等系統(tǒng)都有可能對(duì)外界發(fā)出干擾信號(hào)，或者汽車進(jìn)入強(qiáng)干擾區(qū)，因車載電子系統(tǒng)過(guò)于敏感而導(dǎo)致操作失靈，輕則造成駕駛不便，重則導(dǎo)致車禍，危及生命安全。所以，汽車電子電磁兼容包括干擾測(cè)試(EMI）和抗擾度測(cè)試(EMS)，兩種測(cè)試都含有輻射及傳導(dǎo)的測(cè)量要求。

基于上述標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的發(fā)展趨勢(shì)、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(biāo)準(zhǔn)的重要性，下面就是相關(guān)的主要測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

對(duì)于汽車整車測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，有ISO 11451和CISPR 12，其中標(biāo)準(zhǔn)ISO11451分為ISO 11451-1-2000 《道路車輛.用窄帶發(fā)射的電磁能量進(jìn)行電子干擾.車輛試驗(yàn)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(jìn)行電子干擾.車輛試驗(yàn)方法.第2部分:終止車輛輻射源》；而對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)CISPR12：1997，被國(guó)內(nèi)等同采用，對(duì)應(yīng)的國(guó)標(biāo)為GB 14023-2000《車輛、機(jī)動(dòng)船和由火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的裝置的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法》。

對(duì)于汽車零部件測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，有 ISO 11452和CISPR 25，其中標(biāo)準(zhǔn)ISO11452分為ISO 11452-1-2000 《道路車輛.用窄帶發(fā)射的電磁能量進(jìn)行電子干擾.部件試驗(yàn)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(jìn)行電子干擾.部件試驗(yàn)方法.第2部分:吸收電磁室》；而對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)CISPR25：1995，被國(guó)內(nèi)等同采用，對(duì)應(yīng)的國(guó)標(biāo)為GB 18655-2002 《用于保護(hù)車載接收機(jī)的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法》。

只有根據(jù)車輛限值進(jìn)行的整車試驗(yàn)才能被用于最終評(píng)價(jià)零部件的兼容性，因此部分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(duì)汽車和車載電子的騷擾特性的測(cè)量規(guī)范。內(nèi)容涵蓋了輻射及傳導(dǎo)測(cè)試以及各項(xiàng)測(cè)試的方法要求、測(cè)試布置、極限等。輻射測(cè)試主要是針對(duì)汽車及其車載設(shè)備，對(duì)于輻射測(cè)試，通過(guò)接收天線和測(cè)試接收機(jī)來(lái)進(jìn)行測(cè)試。頻率為150kHz －1GHz，并且這一測(cè)試頻率的上限要進(jìn)一步擴(kuò)展，1GHz－18GHz頻段的測(cè)量方法正在考慮中。傳導(dǎo)測(cè)試則根據(jù)被測(cè)產(chǎn)品供電的電源線及其回線的長(zhǎng)度的不同， 作出不同的測(cè)試布置。

為了強(qiáng)調(diào)汽車的安全，在汽車EMC 測(cè)試中，其抗擾度測(cè)試(EMS)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和規(guī)范顯得更為重要。ISO 11451 和ISO 11452 是針對(duì)汽車與車載電子進(jìn)行的抗擾度性能的標(biāo)準(zhǔn)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(cè)試距離向測(cè)試產(chǎn)品施加場(chǎng)強(qiáng)，根據(jù)不同的測(cè)試等級(jí)，其場(chǎng)強(qiáng)要求不同，頻率從10kHz －18 GHz，而不同等級(jí)的場(chǎng)強(qiáng)意味著被測(cè)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(shuō)，越是對(duì)安全有直接和重大影響的被測(cè)件，場(chǎng)強(qiáng)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(hào)加到注入鉗上，有分開環(huán)或閉環(huán)測(cè)試。根據(jù)測(cè)試要求，整車的輻射抗擾度測(cè)試要在暗室內(nèi)進(jìn)行，而部件的輻射抗擾度測(cè)試相對(duì)靈活，可以在暗室、帶狀線或者TEM小室內(nèi)進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試。

總體來(lái)看，汽車與汽車電子市場(chǎng)在消費(fèi)者需求的驅(qū)動(dòng)下， 將強(qiáng)勁地增長(zhǎng)，同時(shí)會(huì)帶動(dòng)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(zhǎng)最強(qiáng)勁的需求之一 。所以，汽車電子電磁兼容是一項(xiàng)極為重要，不可忽視的領(lǐng)域。不論是以市場(chǎng)，經(jīng)濟(jì)或技術(shù)角度來(lái)看，它都是極有吸引力的。

針對(duì)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(biāo)準(zhǔn)，羅德與施瓦茨公司提供了相應(yīng)的EMC測(cè)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(cè)試要求。其對(duì)應(yīng)的EMC測(cè)試系統(tǒng)為R&S® TS9994，現(xiàn)將其測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介如下：

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

主要特性：

◆ 符合汽車EMC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
◆ 模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
   - 有多種模塊備選
   - 適應(yīng)未來(lái)需求的開放式設(shè)計(jì)
   - 可升級(jí)到完全符合認(rèn)證的測(cè)試系統(tǒng)
◆ 研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的理想選擇
   - 結(jié)構(gòu)緊湊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
   - 不需要特殊的基礎(chǔ)設(shè)施
◆ 抗擾度(EMS) 9kHz到2.5GHz,可達(dá)200V/m
◆ 發(fā)射(EMI) 9kHz 到3GHz
◆ 傳導(dǎo)和輻射測(cè)量
◆ 覆蓋了當(dāng)前和未來(lái)的無(wú)線波段
◆ 成熟的解決方案
◆ 測(cè)試軟件R&S®EMC32
   - 圖形化操作的設(shè)計(jì)思想（虛擬設(shè)備）
   - 直觀的用戶指導(dǎo)

應(yīng)用范圍

EMC測(cè)試系統(tǒng)R&S® TS9994可以在下列汽車零部件標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的頻率范圍和限定值內(nèi)，進(jìn)行測(cè)量：ISO11452、CISPR25與SAE J1113.由于采用了模塊化的設(shè)計(jì)，R&S® TS9994可以在后期升級(jí)到一個(gè)完全符合認(rèn)證的測(cè)試系統(tǒng)。

靈活的擴(kuò)展性

用戶可以根據(jù)自己的的需求，選擇不同等級(jí)所對(duì)應(yīng)的EMC擴(kuò)展系統(tǒng)：

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

等級(jí)6 是在GHz 范圍內(nèi)，對(duì)當(dāng)前和未來(lái)無(wú)線服務(wù)（GSM，UMTS，Bluetooth等）的EMS測(cè)試的一個(gè)擴(kuò)展。

測(cè)試系統(tǒng)軟件R&S® EMC32

測(cè)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(shí)現(xiàn)了手動(dòng)和全自動(dòng)測(cè)試的完美結(jié)合。

EUT 監(jiān)控

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