汽車電子電氣部件的電磁騷擾技術(shù)要求

　　概述

　　汽車電磁騷擾特性是汽車電磁兼容性中的一部分，可以從兩個(gè)方面去考查。首先，考查汽車電磁騷擾對其周圍環(huán)境的影響，對此技術(shù)要求有國家標(biāo)準(zhǔn)GB14023-2000《車輛、機(jī)動(dòng)船和由火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法》，該標(biāo)準(zhǔn)已執(zhí)行多年，先后有4個(gè)版本，在此版本之前的版本分別為GB14023-92和GB6279-86，最早期的版本為部級標(biāo)準(zhǔn)JB3093-82；其次，考查汽車電磁騷擾對車輛內(nèi)部接收機(jī)的影響，對此技術(shù)要求有國家標(biāo)準(zhǔn)GB18655-2002《用于保護(hù)車載接收機(jī)的無線電騷擾特性的限值和測量方法》。以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均被列入國家發(fā)改委對新申報(bào)車輛強(qiáng)制檢驗(yàn)項(xiàng)目中。

　　本文就汽車電磁騷擾對車內(nèi)無線電接收機(jī)的影響及技術(shù)要求，談?wù)剣覙?biāo)準(zhǔn)GB18655-2002。該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過了幾年的操作，其指導(dǎo)思想有了更深刻的認(rèn)識。整車的騷擾限制應(yīng)作為參考，安裝在整車上的各種電子電器部件應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。


圖1 零部件測試圖例

　　技術(shù)要求說明

　　國家標(biāo)準(zhǔn)GB18655是汽車及其零部件的電磁兼容性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，主要用于考查汽車及其零部件產(chǎn)生的各種電磁騷擾對車內(nèi)無線電接收機(jī)的騷擾程度，并以騷擾限值形式加以限制。

　　國家標(biāo)準(zhǔn)GB18655-2002屬國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了150kHz~1000MHz頻率范圍的無線電騷擾限值和測量方法，適用于任何車輛和大型裝置及其電子或電氣零部件，其限值用于保護(hù)車載接收機(jī)免受同車內(nèi)的零部件或電子模塊產(chǎn)生的電磁騷擾。標(biāo)準(zhǔn)主體包括三個(gè)部分內(nèi)容和六個(gè)附錄，它們是：

　　第一部分：概述

　　第二部分：車載天線接收到的發(fā)射的測量

　　第三部分：車輛零部件和模塊的測量

　　附錄A：天線匹配單元——整車試驗(yàn)

　　附錄B：零部件試驗(yàn)屏蔽暗室的校準(zhǔn)過程

　　附錄C：電流探頭要求

　　附錄D：抑制騷擾的說明

　　附錄E：TEM小室尺寸

　　附錄F：人工電源網(wǎng)絡(luò)原理圖

　　概念說明

　　技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中有些概念可以廣義地去理解。

　　車載接收機(jī)：是指在電磁騷擾情況下，可能會影響正常工作或運(yùn)行的各種承受體。如：聲音和電視接收機(jī)、無線電話、車載移動(dòng)通訊等設(shè)備；車輛的含義包括：轎車、客車、乘用車、載貨車、電動(dòng)車輛、農(nóng)用拖拉機(jī)、工程機(jī)械車輛等。

　　針對電磁騷擾的特性和影響程度的大小，對其進(jìn)行分類。在該標(biāo)準(zhǔn)中將騷擾分成寬帶騷擾和窄帶騷擾，并給出了區(qū)別寬帶和窄帶騷擾常用判別方法，既采用干擾接收機(jī)的峰值檢波器和平均值檢波器分別測量，測量結(jié)果的差值是否大于6dB的方法。

　　針對汽車中各種騷擾源，按其特點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間長短劃分成三種類型，并給予不同的限值要求。具體分類為：

　　a) 連續(xù)或長持續(xù)時(shí)間型和自動(dòng)短持續(xù)時(shí)間型寬帶設(shè)備；

　　b) 手動(dòng)短持續(xù)時(shí)間型寬帶設(shè)備；

　　c) 窄帶設(shè)備。

　　以上的分類與劃分是基于這樣一種觀點(diǎn)，認(rèn)為連續(xù)發(fā)射的騷擾源比周期性或短時(shí)型工作的騷擾源有更嚴(yán)重的影響，窄帶騷擾源比寬帶騷擾源有更集中的騷擾能量，因此應(yīng)該有更嚴(yán)格地騷擾限值。例如：微處理器、數(shù)字邏輯電路、震蕩器、時(shí)鐘信號發(fā)生器等都屬于窄帶騷擾源的產(chǎn)品。


圖2 電波暗室

　　標(biāo)準(zhǔn)限值

　　整車騷擾限值。

　　零部件傳導(dǎo)騷擾限值：

　　·沿電源線的傳導(dǎo)騷擾限值，寬帶騷擾限值；窄帶騷擾限值。

　　·沿控制/信號線的傳導(dǎo)電流騷擾限值，寬帶騷擾限值；窄帶騷擾限值。

　　·零部件輻射騷擾限值，寬帶騷擾限值；窄帶騷擾限值。

　　試驗(yàn)手段

　　屏蔽室

　　屏蔽室應(yīng)具有一定的屏蔽外界電磁噪聲的效能，保證測試環(huán)境能滿足對電磁噪聲電平的要求。要求環(huán)境電磁噪聲電平應(yīng)比限值電平至少低6dB。

　　電波暗室

　　電波暗室的其它名稱為裝有吸波材料的屏蔽室(ALSE)，它是在屏蔽室的內(nèi)墻上和天花板上使用射頻吸波材料，吸收電磁波的反射能量，見圖2。具體要求：

　　a．ALSE的反射特性應(yīng)滿足70MHz~1000MHz頻率范圍內(nèi)，從墻和天花板的反射能量造成的最大誤差小于6dB。

　　b.在ALSE內(nèi)，所有與輻射發(fā)射測量無關(guān)的物品清除干凈，這樣有利于減少對測量結(jié)果的影響，這其中包括不必要的設(shè)備、電纜架、桌、椅、柜子等，與試驗(yàn)無關(guān)的人員應(yīng)離開ALSE現(xiàn)場。

　　干擾接收機(jī)

　　干擾接收機(jī)或稱測量接收機(jī)，應(yīng)符合GB/T6113.1對測量儀器設(shè)備技術(shù)參數(shù)的要求，應(yīng)具有峰值檢波器、準(zhǔn)峰值檢波器、平均值檢波器，測量時(shí)手動(dòng)或自動(dòng)頻率掃描方式均可使用。選擇最小掃描時(shí)間。測量接收機(jī)的帶寬應(yīng)適當(dāng)選取，應(yīng)使儀器的本底噪聲值至少比限值低6dB。

　　電源系統(tǒng)

　　電源系統(tǒng)應(yīng)有適當(dāng)?shù)恼{(diào)整功能，保證試驗(yàn)時(shí)對電壓的要求。12V電系統(tǒng)為13.5±0.5V；24V電系統(tǒng)為27V±1.0V。電源系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波，以使電源中的射頻噪聲比規(guī)定限值至少低6dB。

　　人工電源網(wǎng)絡(luò)

　　人工電源網(wǎng)絡(luò)(AN)或線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)。AN應(yīng)有一個(gè)標(biāo)稱為5mH的電感，測量端口有50W特性。

　　接地平板

　　測量傳導(dǎo)或輻射發(fā)射時(shí)應(yīng)采用一接地平板，見圖1。接地平板采用至少0.5mm厚銅板或鍍鋅鋼板，應(yīng)與屏蔽室搭接，其搭接直流電阻不超過2.5mW,搭接片間的距離不大于0.9m。

　　電流探頭

　　電流探頭是一個(gè)將電流轉(zhuǎn)換成電壓的互感器，其校正因子被稱為轉(zhuǎn)換阻抗Zt。被測導(dǎo)體中的射頻電流Ip與測量接收機(jī)電壓讀數(shù)Es的關(guān)系為：Ip=Es/Zt 。
　　
　　電流探頭應(yīng)具有的特性：

　　a.頻率范圍：0.15MHz~ 108MHz；

　　b.飽和電流：應(yīng)大于最大預(yù)期電流的1.25倍；

　　c.額定輸出負(fù)載阻抗：(50＋j0)Ω；

　　d.電流鉗孔尺寸：足以進(jìn)行最粗電纜的試驗(yàn)。

　　天線

　　天線系統(tǒng)應(yīng)具有50Ω阻抗匹配特性，可以使用：

　　a.0.15MHz~30MHz    1m單極垂直天線；

　　b.30MHz~200MHz     可以水平和垂直極化的雙錐天線；

　　c.200MHz~1000MHz   可以水平和垂直極化的對數(shù)周期天線；

　　d.20MHz~1000MHz    復(fù)合寬頻帶天線。

　　適用產(chǎn)品分類與騷擾抑制

　　目的

　　國家標(biāo)準(zhǔn)GB18655的適用產(chǎn)品分兩大類：一類是汽車整車；另一類是安裝于汽車上的各種零部件和電子模塊。

　　該技術(shù)要求規(guī)定了適用的產(chǎn)品種類，但不僅限于列舉的產(chǎn)品。目的在于限制汽車及其零部件的無線電騷擾，保護(hù)車載無線電接收機(jī)能令人滿意地收到無線電信號。規(guī)定使用騷擾抑制器或必要的抑制措施，用于減小因車內(nèi)電器設(shè)備對其內(nèi)部電源的無線電騷擾能量，用于減小通過車內(nèi)的線束耦合對車載無線電接收天線端的騷擾能量。

　　整車產(chǎn)品

　　對整車產(chǎn)品的測試，主要考查車載無線電接收機(jī)天線的末端無線電騷擾電壓的大小。參見圖2。

　　零部件和電子模塊

　　零部件測試見圖1。

　　·寬帶騷擾源的產(chǎn)品

　　按持續(xù)時(shí)間長短劃分寬帶騷擾源的產(chǎn)品。

　　·窄帶騷擾源的產(chǎn)品

　　微處理器、數(shù)字邏輯電路、震蕩器、時(shí)鐘信號發(fā)生器等都屬于窄帶騷擾源的產(chǎn)品。這種騷擾源有較強(qiáng)的耦合能量，與有用信號相似且連續(xù)產(chǎn)生。因此這種騷擾更加有害。

　　騷擾抑制

　　為了成功地抑制車內(nèi)騷擾，首先需要識別騷擾源和騷擾的方式途徑。前面列舉了騷擾源的產(chǎn)生部件，而騷擾傳播的途徑可以有以下幾種方式(但不限于此)：

　　a.耦合到天線的騷擾；

　　b.耦合到天線電纜的騷擾；

　　c.通過電源供電電纜侵入接收機(jī)內(nèi)；

　　d.直接輻射侵入接收機(jī)；

　　e.耦合到與汽車接收機(jī)連接的其它所有電纜。

　　結(jié)語

　　汽車電磁騷擾的技術(shù)要求對于提高汽車整車的電磁兼容性、安全可靠性非常重要。國家標(biāo)準(zhǔn)GB18655的有效執(zhí)行，為保護(hù)車載接收機(jī)能正常運(yùn)行，對車輛內(nèi)部零部件的無線電騷擾特性提出了技術(shù)要求。時(shí)下大力發(fā)展汽車電子技術(shù)產(chǎn)品，各有關(guān)單位在開發(fā)汽車電子產(chǎn)品時(shí)、對于任何欲安裝于車輛上的電子電氣零部件時(shí)，應(yīng)充分考慮有關(guān)汽車電磁騷擾技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。