電磁兼容性測(cè)試范圍、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

依據(jù)相應(yīng)之電磁相容性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，電磁干擾(EMI)及電磁耐受性測(cè)試(EMS)在不同頻率范圍內(nèi)，采用不同之方式進(jìn)行。基于任意電子電機(jī)設(shè)備既可能是一個(gè)干擾源，也可能是被干擾者。因而，電磁相容性測(cè)試包含電磁干擾測(cè)試(EMI)及電磁耐受性測(cè)試(EMS)。由于電磁相容性測(cè)試種類太多，實(shí)在無法逐一詳細(xì)說明，本文就表１及表２摘要列舉了幾個(gè)典型EMC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范(含常見美軍軍規(guī)、歐美商規(guī)及車輛用EMC標(biāo)準(zhǔn))，在不同頻率范圍中之測(cè)試項(xiàng)目，從軍規(guī)EMC標(biāo)準(zhǔn)之演變，就可觀察到歐美商規(guī)EMC標(biāo)準(zhǔn)之趨勢(shì)。近年來，車輛工業(yè)界面對(duì)二十一世紀(jì)車輛設(shè)計(jì)新穎要求，紛紛成立車輛研發(fā)中心，由于國內(nèi)主要汽車制造廠均需符合相關(guān)車輛用EMC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，因此更需瞭解比較車輛EMC設(shè)計(jì)與測(cè)試驗(yàn)證之方法。
CE：傳導(dǎo)發(fā)射(Conducted Emission)，CS：傳導(dǎo)耐受性(Conducted usceptibility)，
RE：輻射發(fā)射(Radiated Emission)，RS：輻射耐受性(Radiated Susceptibility)。
一般電磁干擾(EMI，包括CE及RE)測(cè)試主要內(nèi)容有︰電子電機(jī)產(chǎn)品和設(shè)備在各種電磁雜訊環(huán)境中之傳導(dǎo)干擾和輻射干擾發(fā)射量之測(cè)試(例如電子電機(jī)設(shè)備之交換式電源之脈沖干擾和連續(xù)干擾)及各種訊號(hào)傳輸時(shí)，干擾傳遞特性之測(cè)試(例如如各種傳輸線之傳輸特性和屏蔽效果)。
而電磁耐受性(EMS，包括CS及RS)測(cè)試主要內(nèi)容則有︰
1.對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)之輻射耐受性測(cè)試
2.對(duì)電源線、控制線、訊號(hào)線、地線等注入干擾之傳導(dǎo)耐受性測(cè)試
3.對(duì)靜電放電和各種暫態(tài)電磁波(突波或電性快速暫態(tài))之耐受性測(cè)試

EMC測(cè)試場(chǎng)地之一般要求︰
如何有效地量測(cè)出實(shí)際待測(cè)產(chǎn)品設(shè)備溢出之雜訊，與產(chǎn)生類似EMI之干擾源，用來驗(yàn)證待測(cè)產(chǎn)品設(shè)備之電磁耐受性，都是EMC工程人員所必須掌握。因此，為了模擬復(fù)雜電磁雜訊環(huán)境及保證EMC測(cè)試結(jié)果之重復(fù)性、準(zhǔn)確性和可靠性，EMC測(cè)試對(duì)環(huán)境有較高之需求，測(cè)試場(chǎng)地可分為隔離室(包含 TEM/GTEM Cell等積向電磁波EMC測(cè)試室)、電波暗室和室外開放測(cè)試區(qū)之場(chǎng)地(open Area Test Site，OATS)等。這些EMC測(cè)試場(chǎng)地之功能、建材和限制條件簡(jiǎn)述如下：
就隔離室而言，隔離室之作法一方面是對(duì)外來電子電機(jī)干擾加以屏蔽，從而保證室內(nèi)電磁雜訊環(huán)境滿足要求，另一方面是對(duì)內(nèi)部如天線等發(fā)射源進(jìn)行屏蔽而不對(duì)外界造成干擾。
MIL-STD-461及其它相關(guān)電磁相容性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，許多測(cè)試項(xiàng)目必須在隔離室內(nèi)進(jìn)行，隔離室為一個(gè)由金屬材料做成之六面體，其建材形式為鍍鋅鋼板式、銅網(wǎng)式、多層復(fù)合金板式等等不勝枚舉。影響隔離室性能之主要原因有︰屏蔽門、屏蔽材料、電源濾波器、通風(fēng)波導(dǎo)、安裝及焊接接縫、接地等。從屏蔽效益來看，鋼板式最好，在10kHz至18GHz頻率范圍，可滿足屏蔽效益80~120dB之要求。在使用隔離室進(jìn)行電磁相容性測(cè)試時(shí)，要注意隔離室之共振及反射。
隔離室有許多個(gè)共振頻率，當(dāng)隔離室共振時(shí)，其屏蔽效益大幅下降，并且會(huì)造成很大之測(cè)試誤差，因此在進(jìn)行EMC測(cè)試時(shí)應(yīng)避免這些共振頻率。天線等發(fā)射源將會(huì)在隔離室壁面上產(chǎn)生多重反射，從而影響測(cè)試結(jié)果，往往誤差大到30～40dB，為此在條件許可之各種狀況下，在體積較大之隔離室內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)使待測(cè)件在保證入射為平面波之前提下，縮短待測(cè)件與接收天線之距離，對(duì)于最近之反射路徑，針對(duì)反射點(diǎn)局部加貼吸波材料，可以減少反射波。
就電波暗室(全電波暗室或半電波暗室)而言，全電波暗室是針對(duì)一般隔離室各內(nèi)壁面反射，將會(huì)影響測(cè)試結(jié)果，因而在六個(gè)壁面上，加裝吸波材料而形成之隔離室 (為了模擬室外開放測(cè)試區(qū)之場(chǎng)地測(cè)試，接地地板上不貼吸波材料之電波暗室稱為半電波暗室)。吸波材料一般採用介質(zhì)損耗型(如聚氨脂類之泡沫塑料，亞鐵磁磚等)，為了確保其耐燃燒特性需在碳酸溶液中滲透，吸波材料通常作成圓錐狀、稜角錐狀及方楔形狀，以保持連續(xù)漸變之焦耳阻抗。軍規(guī) MIL-STD-462D對(duì)吸波材料之最小吸收量有所規(guī)定，即頻率80MHz～250MHz至少6dB，頻率大于250MHz則至少10dB以上。而為了保證內(nèi)部測(cè)試場(chǎng)之均勻，吸波體之長(zhǎng)度相對(duì)于隔離室工作頻率下限，所對(duì)應(yīng)之波長(zhǎng)要足夠長(zhǎng)(1/4波長(zhǎng)效果較好)，吸波體之體積也會(huì)限制吸波材料之有效工作頻率(一般在30MHz以上)減小了隔離室之有效空間，電波暗室之屏蔽效益要求與隔離室相同。此外，商規(guī)EMC測(cè)試對(duì)電波暗室之場(chǎng)地衰減 (Site Attenuation，SA) 規(guī)定NSA (Normalized SA)要在理論值±4dB之范圍；對(duì)電波暗室內(nèi)部測(cè)試場(chǎng)強(qiáng)之均勻度，則要求執(zhí)行16點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)之均勻度校正試驗(yàn)，此試驗(yàn)之測(cè)試方法詳加說明如圖，發(fā)射天線與待測(cè)場(chǎng)強(qiáng)之均勻面(1.5m×1.5m)相距3公尺，16點(diǎn)均勻面正方形(4點(diǎn)×4點(diǎn)，點(diǎn)距0.5m)場(chǎng)強(qiáng)之均勻度，至少要求其中12點(diǎn) (75%) 要符合規(guī)格需求，這種測(cè)試方法與1993年版之軍規(guī)MIL-STD-462D要求相當(dāng)就室外開放測(cè)試區(qū)之場(chǎng)地(OATS)而言，開放測(cè)試區(qū)之場(chǎng)地通常用于精確測(cè)量待測(cè)件之發(fā)射極限值，OATS要求平坦開闊，遠(yuǎn)離建筑標(biāo)地、塔臺(tái)、電線、樹林、地下電纜和金屬管道，環(huán)境電磁干擾背景要很小(如一般電磁相容性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求至少低于允許之極限值6dB)，接地地板可為鋼板或其他低阻金屬結(jié)構(gòu)，場(chǎng)地尺寸在不同之EMC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求不盡相同。