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亚搏官网-一文读懂EMC测试实质

2020-09-17 03:02:01

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亚搏官网:一、电磁辐射升空测试实质电磁辐射升空测试实质上就是测试产品中两种等效天线所产生的电磁辐射信号,第一种是等效天线信号环路,环路是产生的电磁辐射等效天线,这种电磁辐射产生的源头是环路中流动着的电流信号(这种电流信号一般来说为长时间工作信号,它是一种差模信号,如时钟信号及其谐波),如图1右图。图1环路沦为等效电磁辐射天线如果环路面积为S的环路中流动着电流强度为I、频率为F的信号,那么,在自由空间中,距环路D均须产生的辐射强度为:式中,E为电场强度,单位为μV/m;S为环路面积,单位为cm2;I为电流强度,单位为A;F为信号频率,单位为MHz;D为距离,单位为m。电子产品中任何信号的传送都不存在环路,如果信号是交变的,那么信号所在的环路都会产生电磁辐射,当产品中信号的电流大小、频率确认后,信号环路产生的辐射强度与环路面积有关,因此,掌控信号环路的面积是掌控EMC问题的一个最重要的课题。

产品中产生有意电磁辐射的另一种等效天线模型是单极天线(如图2(a)右图),或平面偶极子天线(如图2(b)右图),这些被等效成单极天线或平面偶极子天线的导体一般来说是产品中的电缆或其他尺寸较长的导体。这种电磁辐射产生的源头是电缆或其他尺寸较长的导体中(等效天线)流动着的共模电流信号。它一般来说不是电缆或宽尺寸导体中的简单工作信号,而是一种宿主的“多余”信号,研究这种产生共模电磁辐射的共模电流大小是研究电磁辐射升空问题的重点。

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图2单极天线和偶极子天线电磁辐射模型如图2右图,如果在天线上流动着电流强度为I、频率为F的信号,那么,在距天线D均须产生的辐射强度为:当F≥30MHz,D≥1m并且L<λ/2时,当L≥λ/2时,上述式中,E为电场强度,单位为μV/m;I为电流强度,单位为μA;F为信号频率,单位为MHz;D为距离,单位为m;L为电缆长度,单位为m。在电子产品中,除了产品功能电路原理图所阐释的信息外,还不存在十分多不得而知的信息,如信号线与信号线之间的寄生电容、宿主互感,信号线与参照地之间的寄生电容,信号线的引线电感,等等。这些参数都是频率涉及参数,而且值都较小,在直流或低频情况下,一般来说被设计者忽视,但是在电磁辐射升空所考虑到的高频范围内,这些参数将不会产生更加最重要的影响。

也是这些原因使得产品中的这些等效天线(电缆或宽尺寸导体)中宿主着一种非希望的共模电流,它的电流强度较小(一般来说在mA级以下或μA级),但是它是产生产品电磁辐射升空的主要原因。通过大量的实践证明大部分产品中的电磁辐射升空问题产生于产品中这种等效的单极天线或偶极子天线,尤其是随着多层PCB技术应用于,信号的环路面积被掌控得更加小,长时间工作信号环路所产生的电磁辐射更加受限。

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对于军标和汽车电子相关产品的电磁辐射升空测试,标准不会拒绝在试验台上铺设参照相接地板,并把EUT还包括EUT上的电缆(等效电磁辐射升空天线)摆放在离该参照相接地板5cm低的绝缘支架上,这块参照相接地板将对电磁辐射升空结果产生相当大的影响。在理论上,当EUT中沦为电磁辐射升空等效天线的电缆摆放在离参照接地平面h的高度时(如图3右图)。图3置放参照相接地板上的电缆电磁辐射升空被参照相接地板波动当h≤λ/10时,当h>λ/10时,中,h为电磁辐射升空等效天线的电缆摆放在离参照接地平面h的高度,单位为(m);E0为电磁辐射升空等效天线的电缆在自由空间中的辐射强度,单位为(V/m);E(h)为电磁辐射升空等效天线的电缆摆放在离参照接地平面h的高度时向空间辐射强度,单位为(V/m);λ为波长,单位为(m)。

根据单极天线和偶极子天线电磁辐射模型的电磁辐射原理,既然构成单极天线和偶极子天线电磁辐射的原因是天线上的共模电流(对应到产品中就是电缆上或宽尺寸导体上的共模电流),那么在军标和汽车电子相关标准中规定的电磁辐射升空测试条件下,某些被测产品中等效天线上某种程度大小的共模电流,在同等测试距离的情况下,将比其他标准规定的电磁辐射升空测试条件时所测出的电磁辐射升空更加较低。CISPR25标准中规定的电磁辐射升空限值和产品中等效单极天线和偶极子天线产生电磁辐射升空所必须的共模电流大小的关系闻表格1。表格1CISPR25标准中规定的电磁辐射升空限值和产品中等效单极天线和偶极子天线产生电磁辐射升空所必须的共模电流大小的关系?而EN55022或CISPR22标准中规定的电磁辐射升空限值和产品中等效单极天线和偶极子天线产生电磁辐射升空所必须的共模电流大小的关系闻表格2。

表格2EN55022或CISPR22标准中规定的电磁辐射升空限值和产品中等效单极天线和偶极子天线产生电磁辐射升空所必须的共模电流大小的关系。-亚搏官网。

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