汽車電磁兼容標準的發(fā)展和變化

1 汽車電磁兼容標準化組織

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

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

國際上各大型汽車公司都有自己的企業(yè)電磁兼容標準，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集團等，其企業(yè)標準比國際上通用的標準要嚴格很多。

2 電磁兼容標準分類及發(fā)展變化

盡管汽車電磁兼容的標準種類繁多，但以測試方法可歸結為傳導發(fā)射、傳導抗擾度、輻射發(fā)射和輻射抗擾度四個方面的標準。

2.1 傳導發(fā)射

傳導發(fā)射又分為瞬態(tài)發(fā)射和連續(xù)發(fā)射，瞬態(tài)發(fā)射是指被測設備在接通或切斷瞬間通過電源線所產(chǎn)生的干擾信號，連續(xù)發(fā)射是被測設備持續(xù)對電源線所產(chǎn)生的干擾。多數(shù)瞬態(tài)傳導發(fā)射的測量基本上是采用ISO 7637-2 標準規(guī)定的測試方法，但各個標準所規(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。對于連續(xù)型傳導發(fā)射的測量大多數(shù)標準在近年來修訂后基本上采用等同于CISPR25的測量方法。對于連續(xù)傳導發(fā)射CISPR25第三版在其第二版基礎上增加了點火系統(tǒng)測試的試驗方法，該方法最早只是在大眾企業(yè)標準中涵蓋，從這點可以看出國際標準也在借鑒其它標準中合理的試驗方法。

2.2 傳導抗擾度

傳導抗擾度測試分為電源線傳導抗擾度和信號線傳導抗擾度。

2.2.1 電源線的抗擾度

在電源線的抗擾度測試標準中，部分企業(yè)標準與ISO7637-2相比存在較大差異，如福特傳導抗擾度標準共分為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的電源線傳導抗擾度標準是模擬車輛運行中可能出現(xiàn)的感性負載切斷、開關的接通瞬間、電壓跌落和拋負載的四大類干擾現(xiàn)象，而福特電源線抗擾度標準除在感性負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，如模擬車輛充電時的連續(xù)干擾、交流地電壓偏移、供電電壓的短時中斷和電壓過載的干擾現(xiàn)象，福特標準在電源線傳導抗擾度方面提出更加廣泛和嚴格的要求。

2.2.2 信號線傳導抗擾度

2006版的ISO7637-3標準在1995版標準基礎上進行了較大的變更，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，該項要求在2002版的大眾標準中就已經(jīng)體現(xiàn)，增加該要求的目的是要在測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

對于輻射發(fā)射測量，無論是EEC指令還是企業(yè)標準，在測試方法上都是參照CISPR12及CISPR25，這也是汽車EMC標準的發(fā)展趨勢。

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)射測量的限值等同與CISPR12，整車窄帶輻射發(fā)射測量的限值不同與CISPR12，總體上比CISPR12更加嚴格。CISPR12第6版增加了均值限值線，即在點火鑰匙處于“on”，且發(fā)動機沒有起動的情況下采用均值檢波方式測量車輛的窄帶干擾信號，而峰值和準峰值檢波方式是在發(fā)動機運轉(zhuǎn)的情況下使用。即窄帶測量采用均值檢波，寬帶測量采用峰值和準峰值檢波方式，這也是窄帶測量從6dB法轉(zhuǎn)變到均值檢波法所發(fā)生的重大變化。

窄帶測量采用均值檢波器有以下幾個方面的的優(yōu)勢：

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

2.3.2 零部件輻射發(fā)射

對于零部件輻射發(fā)射測量，EEC所采用的標準限值與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標準的基礎上制定了自己的企業(yè)標準，在試驗方法和樣件布置上基本相同，但在測試頻段、限值和檢波方式都各有所不同。各企業(yè)標準都是依據(jù)其公司生產(chǎn)車輛所使用車載接收機的特性和使用頻率來制定頻段范圍和限值大小，同時由于各款車型所銷售的國家及用途的不同，所要保護的頻段范圍不同，一般情況只保護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，擴充的頻段包括DAB、GPS、GSM、3G和Bluetooth，同時子頻段范圍也作了較大的調(diào)整。在測量限值的規(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峰值；現(xiàn)限值分為峰值/準峰值限值和均值限值，檢波方式為峰值、準峰值和均值。

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，因而天線信號的本底噪聲將隨之增加，為了排除接收機本底噪聲和天線本底噪聲對測量結果的影響，第三版增加了有源天線本底噪聲測量方法。

2.4 輻射抗擾度

2.4.1 整車輻射抗擾度

多數(shù)輻射抗擾度標準的測試方法都等效于ISO 11451,如EEC指令和大眾的企業(yè)標準的整車抗擾度就分別等效于ISO 11451-2, ISO 11451-3, ISO 11451-4，但EEC指令和大眾標準所采用的抗擾度等級則相差很大，如EEC采用的場強為30V/m,大眾標準采用的場強為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，大眾標準則提高到3GHz，同時這兩個標準都依據(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），大眾標準占空比為50%。增加脈沖調(diào)制要求，也是為了涵蓋類似雷達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準的發(fā)展趨勢雷同于整車，EEC指令和大眾標準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 結論

3.1 適應新技術的發(fā)展

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

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
? 信號線傳導抗擾度增加慢速脈沖

3.3 測量方法愈趨合理
? 窄帶測量從6dB法轉(zhuǎn)變到均值檢波法。
? CISPR/D分會正在進行對有源天線的進一步研究工作。