汽车组件的EMI抗扰性测试

作者：时间：2012-03-16 来源：网络

加入技术交流群
- 扫码加入
  和技术大咖面对面交流
  海量资料库查询

TEM单元一般以箱体形式存在，里面有一个隔离面，所以箱体的墙面作为传输线的一端，隔离面(或称隔膜，septum)作为另一端。TEM单元的几何构造对传输线的特性阻抗有决定性的影响。因为箱体是封闭的（除了很小的泄漏以外），单元外没有电磁场，因此这种单元可以不加外屏蔽应用于任何环境。

TEM单元的主要缺点是其存在频率上限，这一上限频率与其实体尺寸成反比(见表1)。当频率高于此上限时，其内部电磁场的结构中开始出现高次模，场的均匀性，尤其是确切尺寸决定的谐振频率处的场均匀性，也开始变差。TEM单元能够测量的最大EUT尺寸受其内部可用的场强均匀区域体积的限制，因此最大EUT尺寸和该单元可测的最高频率之间有着直接关系。TEM单元的最低测量频率可到DC，这也是它与辐射天线测量法的不同之处。

表1 TEM单元法的频率上限

1.1.3 带状线法和三平面法

这两种方法与TEM单元法有本质的区别。TEM单元法是一个封闭型测量方法，而带状线法和三平面法所采用的测试装置则是开放式传输线。也就是说，在采用这两种方法时，最大场虽然位于平面之间，但仍有能量辐射到外部，因此必须在一间屏蔽室内进行测试。ISO 11452-5和SAE J1113/23中都对带状线测试有所描述，而三平面测试只在SAE J1113/25中提到。

在带状线测试中，被测组件模块只暴露连接它与相关设备的电缆装置，并不暴露在平面间的最大场强。带状线平面作为传输线的源导体，其下放置1.5m长的电缆装置，测试的参考地平面则作为另一端导体。带状线产生的场会在电缆装置中感应出纵向电流，然后进入EUT耦合。因此，带状线测试几乎算是辐射场测试和传导测试这两种方法的混合。

三平面测试装置中，一个主动内导体夹在两个外平面中间，产生可通过运算得到的阻抗。被测模块放置于一个外平面和中心导体之间，中心导体的另一面是置空。由于整个测试的结构是对称的，因此可在这一面与EUT呈镜像位置的地方放置一个场强探针。

和TEM单元测试一样，带状线测试和三平面测试装置均有一个受其尺寸限制的频率上限。在等于或高于由该尺寸决定的谐振频率时，就会产生不受控制的电磁场高次模。这三种方法相对于辐射天线法的优势就在于，采用这三种方法时，只需要适当的功率就能够产生比辐射天线法大得多的场强，因为场强等于导体平面之间的电压除以它们之间的距离。

1.2 传导干扰测试

第二类测试方法叫做传导干扰测试，是直接将RF干扰施加在电缆装置中，取代了在被测模块放置之处施加电磁场。随着RF电流在电路结构(例如一块印刷电路板PCB)中传输，组件模块与外部装置的连接处就会产生一个电流，在电子线路中造成干扰。尽管这种方法与辐射场测试法得出的结果类似，但二者之间没有任何等同之处，因此这两种方法常用于进行完整测试，有时两种测试的频率范围还有重叠。

传导干扰测试最常采用的两种耦合方法，一是需要注入一个可控制其大小的干扰电流的电流注入法(bulk current injection，BCI)，二是注入一个可控制其大小的功率的直接注入法。

1.2.1 电流注入法(BCI)

采用BCI法时，将一个电流注入探针放在连接被测件的电缆装置之上，然后向该探针加入RF干扰。此时，探针作为第一电流变换器，而电缆装置作为第二电流变换器，因此，RF电流先在电缆装置中以共模方式流过，即电流在装置的所有导体上以同样的方式流通，然后再进入EUT的连接端口。

真正流过的电流由电流注入处装置的共模阻抗决定，在低频的情况下，这几乎完全由EUT和电缆装置另一端所连接的相关设备对地的阻抗决定。一旦电缆长度达到四分之一波长，阻抗的变化就十分重要，并且会降低测试的可重复性。

图2 电流注入法测试装置

电流注入探针会带来损耗，因而需要较大的驱动能力才能在EUT上设立起合理的干扰源。尽管如此，BCI法还是有一个很大的优点，那就是其非侵入性，因为探针可以简单地夹在任何直径不超过其最大可接受直径的电缆上，而不需进行任何直接的电缆导体连接，也不会影响电缆所连接的工作电路。

1.2.2 直接注入法

BCI法对驱动能力要求过高，而且在测试过程中与相关设备的隔离也不好，直接注入法的目的就是克服BCI法的这两个缺点。具体做法是将测试设备直接连接到EUT电缆上，透过一个宽频人工网络(Broadband Artificial Network，BAN)将RF功率注入EUT电缆，而不干扰EUT与其感应器和负载的接口(见图3)。