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電磁騷擾測(cè)試檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-23 06:41:02 更新時(shí)間：2025-07-22 06:41:02

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

電磁騷擾測(cè)試檢測(cè)：保障電子設(shè)備電磁兼容性的關(guān)鍵

在現(xiàn)代社會(huì)，由電氣和電子設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)意電磁能量——即電磁騷擾（Electromagnetic Disturbance, EMD）或電磁干擾（Electromagnetic Interference, EMI）——已成為一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。電磁騷擾可能導(dǎo)致鄰近設(shè)備性能下降、功能失常，甚至完全失效，在安全關(guān)鍵領(lǐng)域（如醫(yī)療、航空、汽車電子）引發(fā)嚴(yán)重后果。電磁騷擾測(cè)試檢測(cè)的核心目標(biāo)，就是評(píng)估設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中向外部環(huán)境發(fā)射的無(wú)用電磁能量水平，確保其符合相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求，不會(huì)對(duì)其他設(shè)備或系統(tǒng)造成不可接受的干擾。這是電磁兼容性（EMC）認(rèn)證中最基礎(chǔ)也最重要的強(qiáng)制性測(cè)試項(xiàng)目之一，貫穿于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)和上市的全生命周期。

核心檢測(cè)項(xiàng)目

電磁騷擾發(fā)射測(cè)試主要涵蓋兩大方向：

1. 傳導(dǎo)騷擾 (Conducted Emission, CE)： 測(cè)量被測(cè)設(shè)備（EUT）通過(guò)其電源線、信號(hào)線、控制線等有線端口傳導(dǎo)到公共電網(wǎng)或其他連接設(shè)備中的騷擾電壓或騷擾電流。頻率范圍通常在150 kHz 至 30 MHz (或擴(kuò)展至 9 kHz / 10 kHz 起)。具體項(xiàng)目包括：

電源端傳導(dǎo)騷擾電壓
電信端傳導(dǎo)騷擾電壓/電流
輔助設(shè)備端傳導(dǎo)騷擾

2. 輻射騷擾 (Radiated Emission, RE)： 測(cè)量被測(cè)設(shè)備（EUT）以電磁波形式通過(guò)空間輻射到環(huán)境中的騷擾場(chǎng)強(qiáng)。頻率范圍通常從30 MHz 開始，向上可延伸至 1 GHz, 6 GHz 甚至更高（如汽車電子、軍用設(shè)備可達(dá)18GHz或40GHz）。具體項(xiàng)目包括：

電場(chǎng)輻射騷擾
磁場(chǎng)輻射騷擾（針對(duì)低頻設(shè)備）

核心檢測(cè)儀器

電磁騷擾測(cè)試依賴于精密的儀器系統(tǒng)來(lái)捕捉和量化微弱的電磁信號(hào)：

1. 電磁騷擾接收機(jī) (EMI Receiver)： 這是測(cè)試的核心設(shè)備，專為EMC測(cè)試設(shè)計(jì)。不同于普通頻譜儀，它內(nèi)置多種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢波器（峰值Peak、準(zhǔn)峰值Quasi-Peak、平均值A(chǔ)verage、均方根值RMS），并嚴(yán)格遵循CISPR 16-1-1等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)帶寬、步進(jìn)、駐留時(shí)間等參數(shù)的要求。它負(fù)責(zé)測(cè)量線纜或空間中的騷擾信號(hào)電平。

2. 頻譜分析儀 (Spectrum Analyzer)： 在預(yù)測(cè)試或某些符合性測(cè)試場(chǎng)景（需配置預(yù)選器和標(biāo)準(zhǔn)要求的檢波器、帶寬）中可替代接收機(jī)。其寬頻率范圍和快速掃描特性在調(diào)試階段非常有用。

3. 線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò) (LISN)： 用于傳導(dǎo)騷擾測(cè)試。其核心作用包括：

在被測(cè)設(shè)備電源端口與電網(wǎng)之間提供穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)阻抗（通常50Ω//50μH）。
隔離電網(wǎng)背景噪聲，防止其干擾測(cè)試結(jié)果。
為測(cè)量接收機(jī)提供干凈的騷擾信號(hào)耦合路徑。
為被測(cè)設(shè)備提供純凈的供電。

4. 測(cè)量天線： 用于輻射騷擾測(cè)試，將空間電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為接收機(jī)可測(cè)量的電壓信號(hào)。常用類型包括：

雙錐天線 (Biconical Antenna)： 覆蓋30 MHz 至 300 MHz頻段。
對(duì)數(shù)周期天線 (Log-Periodic Antenna, LPDA)： 覆蓋300 MHz 至 1 GHz 或更高頻段。
喇叭天線 (Horn Antenna)： 覆蓋1 GHz 以上高頻段（如1-18 GHz, 18-40 GHz）。
環(huán)天線 (Loop Antenna)： 專門用于測(cè)量9 kHz - 30 MHz的低頻磁場(chǎng)騷擾。

5. 電流探頭 (Current Probe)： 用于測(cè)量非電源線（如信號(hào)線、控制線）上的騷擾電流（用于傳導(dǎo)或輻射測(cè)試的輔助手段）。

6. 電壓探頭 (Voltage Probe)： 用于在無(wú)法直接連接LISN或需要測(cè)量特定點(diǎn)電壓時(shí)測(cè)量騷擾電壓。

7. 測(cè)試軟件： 控制接收機(jī)/頻譜儀、轉(zhuǎn)臺(tái)、天線塔，自動(dòng)執(zhí)行測(cè)試流程（如頻率掃描、限值線比對(duì)、檢波器切換），采集、處理、存儲(chǔ)和生成測(cè)試報(bào)告。

8. 轉(zhuǎn)臺(tái)與天線塔： 在輻射騷擾測(cè)試中，轉(zhuǎn)臺(tái)用于旋轉(zhuǎn)EUT以尋找最大發(fā)射方向，天線塔用于升降天線以掃描不同高度（通常1-4米）。

核心檢測(cè)方法

電磁騷擾測(cè)試需在受控的電磁環(huán)境中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行：

1. 測(cè)試場(chǎng)地： * 電波暗室 (Semi-Anechoic Chamber, SAC)： 最常用的場(chǎng)地。墻壁和天花板覆蓋吸波材料模擬自由空間，地板為金屬接地平面。尺寸主要有3m法（測(cè)試距離3米）和10m法（測(cè)試距離10米，精度更高，成本也高）。 * 開闊試驗(yàn)場(chǎng) (Open Area Test Site, OATS)： 理想場(chǎng)地，無(wú)反射干擾，但受環(huán)境背景噪聲影響大，使用逐漸減少。 * 屏蔽室 (Shielded Room)： 主要用于傳導(dǎo)測(cè)試或作為暗室的基礎(chǔ)屏蔽殼體。單獨(dú)用于輻射測(cè)試精度較差（反射嚴(yán)重）。 * TEM/GTEM Cell： 用于小型EUT的輻射騷擾預(yù)測(cè)試或特定標(biāo)準(zhǔn)要求的測(cè)試。

2. 被測(cè)設(shè)備布置： EUT的擺放（如置于非導(dǎo)電桌或接地平面上）、線纜的走向（如電源線自然垂落長(zhǎng)度）、輔助設(shè)備的位置、工作狀態(tài)（選擇典型或最大騷擾模式）等都必須嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)（如CISPR 16-2系列, ANSI C63.4）的規(guī)定，以保證測(cè)試結(jié)果的一致性和可比性。

3. 測(cè)試步驟： * 預(yù)測(cè)試/調(diào)試： 在正式測(cè)試前進(jìn)行，快速掃描尋找可能的騷擾點(diǎn)，幫助定位問(wèn)題和優(yōu)化EUT設(shè)計(jì)。 * 正式測(cè)試： 按照選定的標(biāo)準(zhǔn)要求，連接好測(cè)試系統(tǒng)（LISN/天線、接收機(jī)等）。 * 傳導(dǎo)騷擾： 將LISN輸出端通過(guò)高質(zhì)量同軸電纜連接到接收機(jī)輸入端。測(cè)量每根相線/中線相對(duì)于參考地的騷擾電壓（或使用電流探頭測(cè)量騷擾電流）。接收機(jī)按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置頻率范圍、步進(jìn)、帶寬、檢波器（通常需要峰值+平均值，或峰值+準(zhǔn)峰值），掃描并記錄數(shù)據(jù)。 * 輻射騷擾： 將天線通過(guò)同軸電纜連接到接收機(jī)。天線放置在規(guī)定距離（3m/10m）和規(guī)定高度（如1-4米掃描）。EUT放置在轉(zhuǎn)臺(tái)中心。接收機(jī)按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置（通常峰值檢波器掃描）。固定天線高度，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)（0-360°）尋找EUT最大發(fā)射方位；在每個(gè)最大發(fā)射方位，升降天線高度尋找該方位最大發(fā)射點(diǎn)；記錄該點(diǎn)頻率和幅值。在整個(gè)頻率范圍內(nèi)重復(fù)此過(guò)程。最終使用準(zhǔn)峰值（或平均值）檢波器在峰值掃描找到的騷擾點(diǎn)進(jìn)行最終測(cè)量確認(rèn)。 * 數(shù)據(jù)評(píng)估： 將測(cè)量結(jié)果（電壓dBμV, 電流dBμA, 場(chǎng)強(qiáng)dBμV/m）與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值線進(jìn)行比較。所有測(cè)量點(diǎn)均需低于限值才算通過(guò)。

核心檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

電磁騷擾測(cè)試必須依據(jù)特定的產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)或通用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。最具影響力的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自：

1. CISPR (國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì))： * CISPR 11： 工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療 (ISM) 射頻設(shè)備。 * CISPR 14-1： 家用電器、電動(dòng)工具和類似器具。 * CISPR 15： 電氣照明和類似設(shè)備。 * CISPR 22 / CISPR 32： CISPR 22曾用于信息技術(shù)設(shè)備(ITE)，現(xiàn)已被CISPR 32取代。CISPR 32適用于信息技術(shù)設(shè)備(ITE)、多媒體設(shè)備(MME)及其組合設(shè)備，規(guī)定了傳導(dǎo)和輻射騷擾的限值和方法。是消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備的主要依據(jù)。 * CISPR 25：