做電子行業(yè)的,肯定都多多少少會(huì)聽(tīng)說(shuō)過(guò)EMC或者涉及到EMC,但是很多時(shí)候,又不太清楚EMC到底是什么,或者會(huì)犯一些范圍上的錯(cuò)誤,覺(jué)得哪些東西才算是EMC,另一些就不是了,那我們今天就從初學(xué)者的角度出發(fā),帶大家認(rèn)識(shí)一下EMC的定義和什么是EMC測(cè)試。筆者我會(huì)盡量以讓大家易懂的說(shuō)法來(lái)講解,一些說(shuō)法可能不夠嚴(yán)謹(jǐn),建議已經(jīng)有初步了解想要深入了解各種定義和規(guī)范的工程師,還是直接看相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的白皮書(shū)比較好。首先呢,EMC中文名叫電磁兼容,那好說(shuō),顧名思義就是和電磁場(chǎng)兼容。那何謂兼容?兼容就是,現(xiàn)有的電磁場(chǎng)不影響你,你也不要影響現(xiàn)有的電磁場(chǎng),大家相安無(wú)事,那就叫兼容。但是吧,但凡你的設(shè)備帶點(diǎn)電,多少會(huì)受到外界電磁場(chǎng)影響,也多少會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)對(duì)外界進(jìn)行影響,所以兼容并不是要求絕對(duì)的不影響,只要是別人對(duì)你設(shè)備的影響,你的設(shè)備可以扛住,不影響正常工作就算是你的設(shè)備對(duì)環(huán)境兼容;你對(duì)別人的干擾,也不要影響別人工作,那就是環(huán)境對(duì)你的設(shè)備兼容。
剛才說(shuō)到的,其實(shí)是兩個(gè)方面,一方面是抗干擾(EMI),另一方面是干擾(EMS),EMI和EMS加起來(lái),也就構(gòu)成了EMC。如果覺(jué)得上面一大段字看著費(fèi)勁,那我們也可以直接看下面這個(gè)圖。??
正如前面所說(shuō),EMC包括了EMS和EMI兩部分,那自然EMC測(cè)試也包含了EMS和EMI測(cè)試,只有兩邊規(guī)定要進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)都通過(guò)了,我們才會(huì)認(rèn)為該設(shè)備的EMC測(cè)試通過(guò)。EMS測(cè)試,或者說(shuō)抗干擾測(cè)試,主要包含了3大類(lèi)測(cè)試,分別是:輻射(發(fā)射)抗擾、傳導(dǎo)抗擾、脈沖抗擾,其中脈沖抗擾的范疇非常廣,包括了一種我們可能在整個(gè)EMC領(lǐng)域聽(tīng)得最多,在很多實(shí)驗(yàn)室、工廠(chǎng)車(chē)間都會(huì)用得到的測(cè)試:ESD抗擾測(cè)試,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是防靜電測(cè)試,防靜電有多重要就不用我說(shuō)了,畢竟就算儀器不怕電,冬天手被東西的靜電電到,人也不好受吧。此外,脈沖抗擾還包括了PQF電壓瞬變抗擾(簡(jiǎn)單理解為防瞬間掉電/超電壓供電干擾)、浪涌(Surge)抗擾(或者說(shuō)防雷擊)、EFT快速瞬時(shí)脈沖抗擾、PFMT電源頻率磁場(chǎng)抗擾等。而EMI測(cè)試,或者說(shuō)干擾度測(cè)試,包含的東西則少一些,主要包括了兩大類(lèi):輻射放射測(cè)試和傳導(dǎo)放射測(cè)試。上面提到的類(lèi)型中,有4個(gè)非常相似,又不好理解——輻射抗擾、傳導(dǎo)抗擾、輻射放射和傳導(dǎo)放射,別著急,筆者我這就給你捋清楚:我們可以把每個(gè)類(lèi)型的4個(gè)字,拆成前后各兩個(gè)字看。
前兩個(gè)字的“輻射”,簡(jiǎn)單說(shuō)就是原本就打算對(duì)外發(fā)射電磁波的情況,這個(gè)廣義的電磁波包括了射頻微波、光、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等;而“傳導(dǎo)”,指的則是原本不打算對(duì)外發(fā)射電磁波或者原本就是要接收電磁波的情形。
后兩個(gè)字的“抗擾”就不用多說(shuō)了,就是抗干擾,一般來(lái)說(shuō),測(cè)試方法就是把設(shè)備放在特定的干擾電磁場(chǎng)環(huán)境(指定方向、強(qiáng)度、頻率、變化規(guī)律、時(shí)間等),然后進(jìn)行一系列的設(shè)備功能測(cè)試,看通過(guò)率是否達(dá)到指標(biāo)要求。而“放射”則指的是,產(chǎn)生了向外發(fā)射的電磁波。這種向外發(fā)射,對(duì)于原本就打算對(duì)外發(fā)射的情況(輻射放射),如發(fā)射天線(xiàn),則直接測(cè)的是他的實(shí)際發(fā)射強(qiáng)度、功率等;對(duì)于不打算對(duì)外發(fā)射的情況(傳導(dǎo)放射),比如高頻或者大功率電路走線(xiàn),會(huì)無(wú)可避免產(chǎn)生一些外溢電磁波,那測(cè)的就是這個(gè)外溢的參數(shù)。
為了簡(jiǎn)化理解輻射抗擾、傳導(dǎo)抗擾、輻射放射和傳導(dǎo)放射,我畫(huà)了下面這幅圖:??
了解完什么是EMC和EMC測(cè)試之后,你大概會(huì)想,“那我的產(chǎn)品需要進(jìn)行EMC測(cè)試嗎?”那這個(gè)問(wèn)題的話(huà),其實(shí)不好一概而論,如果你的產(chǎn)品是少量定制化的東西,那就根據(jù)客戶(hù)實(shí)際的要求來(lái)就好了;如果是批量上市產(chǎn)品的話(huà),就應(yīng)該遵循產(chǎn)品相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證規(guī)范,比方說(shuō)國(guó)內(nèi)的CCC認(rèn)證、歐盟的CE認(rèn)證等。一般來(lái)說(shuō)如果產(chǎn)品本身是帶無(wú)線(xiàn)電收發(fā)功能的,那EMC測(cè)試要求的測(cè)試項(xiàng)目數(shù)量也會(huì)相對(duì)多一些。具體而言,不同行業(yè)不同類(lèi)型產(chǎn)品之間的要求往往會(huì)有很大的不同,筆者不可能在這里一一列出,你應(yīng)該去查找自己產(chǎn)品相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證的白皮書(shū),里面一般會(huì)詳細(xì)說(shuō)明測(cè)試內(nèi)容、條件以及結(jié)果指標(biāo)要求等。測(cè)試的進(jìn)行,多數(shù)是在專(zhuān)業(yè)的測(cè)試機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,因?yàn)橐环矫鏈y(cè)試需要大量專(zhuān)用儀器設(shè)備甚至是專(zhuān)門(mén)的場(chǎng)地,另一方面測(cè)試方也需要得到認(rèn)證機(jī)構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)可。當(dāng)然,一些高校和企業(yè),也會(huì)搭建自己的EMC測(cè)試實(shí)驗(yàn)室,這一來(lái)是研發(fā)需要,二來(lái)也是為了節(jié)省時(shí)間成本,盡可能快地拿到檢測(cè)結(jié)果也有助于盡快修改完善產(chǎn)品,加快上市周期。?
為了將來(lái)產(chǎn)品順利通過(guò)EMC測(cè)試,你需要做點(diǎn)什么?首先,當(dāng)然不是等送測(cè),然后根據(jù)結(jié)果改,送測(cè)的時(shí)候意味著你的產(chǎn)品已經(jīng)基本定型,這個(gè)時(shí)候要改到符合EMC標(biāo)準(zhǔn),這是最費(fèi)勁也是耗費(fèi)成本最高的,最壞的可能甚至需要重新設(shè)計(jì)一遍。
比方說(shuō),假設(shè)我設(shè)計(jì)了一個(gè)家用WiFi路由器,設(shè)計(jì)發(fā)射功率很高,去到了60dBm,但是對(duì)于這類(lèi)產(chǎn)品的無(wú)線(xiàn)2.4G發(fā)射功率國(guó)內(nèi)要求是≤20dBm的(這就算是輻射放射要求),那我原本特地選用更貴的更低損耗、更大功率的射頻器件,成本就浪費(fèi)了,同時(shí)我還得想辦法把發(fā)射功率降下去:要是之前設(shè)計(jì)的功率是可調(diào)的還好,長(zhǎng)期較低功率運(yùn)行頂多是有一些參數(shù)劣化,但要是之前設(shè)計(jì)功率是固定的,那我還得考慮是要加一個(gè)衰減器,還是直接重新設(shè)計(jì)電路……正確的做法是,從一開(kāi)始定好產(chǎn)品定位之后,就立刻開(kāi)始查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),確定需要注意的EMC要求,并且在電路設(shè)計(jì)、外殼等物理設(shè)計(jì)上,把EMC要求的相關(guān)要素考慮進(jìn)去。比如,在設(shè)計(jì)電路時(shí)就做好電源濾波、在芯片器件選用時(shí),選用供電輸入電壓允許范圍較寬的型號(hào),避免過(guò)壓/欠壓干擾損壞、在外部接口處加上瞬態(tài)抑制二極管等。有條件的話(huà),還可以考慮搭建起簡(jiǎn)單的(甚至是完整的)EMC測(cè)試環(huán)境,以便在產(chǎn)品研發(fā)中前期進(jìn)行模塊級(jí)別的EMC測(cè)試,及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并修復(fù),若真的無(wú)可避免需要重新設(shè)計(jì),亦可最大程度降低損失。
虹科是一家在測(cè)試測(cè)量行業(yè)經(jīng)驗(yàn)超過(guò)10年的高科技公司,虹科與世界知名的測(cè)量行業(yè)巨頭公司Marvin Test、Pickering Interface以及Active Technology合作多年,提供領(lǐng)域內(nèi)頂尖水平的基于PXI/PXIe/PCI/LXI平臺(tái)的多種功能模塊,以及自動(dòng)化測(cè)試軟件平臺(tái)和測(cè)試系統(tǒng),通用臺(tái)式信號(hào)源設(shè)備等。事業(yè)部所有成員都受過(guò)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)業(yè)培訓(xùn),并獲得專(zhuān)業(yè)資格認(rèn)證,所有工程師平均5年+技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和水平一致贏得客戶(hù)極好口碑。我們積極參與行業(yè)協(xié)會(huì)的工作,為推廣先進(jìn)技術(shù)的普及做出了重要貢獻(xiàn)。至今,虹科已經(jīng)為全國(guó)用戶(hù)提供了100+不同的解決方案和項(xiàng)目,并且獲得了行業(yè)內(nèi)用戶(hù)極好口碑。
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