傳導(dǎo)干擾測試

    **類測試方法叫做傳導(dǎo)干擾測試，它不需在被測模塊放置之處施加電磁場，而是直接將RF干擾施加在電纜裝置或接入被測部件模塊的裝置中。這樣一來，隨著RF電流在電路結(jié)構(gòu)(例如一塊印制電路板PCB)中傳輸，部件模塊與外部裝置的連接處就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電流，從而在電子線路中造成干擾。這種方法與輻射場測試法雖然結(jié)果類似，但二者之間沒有任何等同之處，因此這兩種方法都常用于進(jìn)行完整測試，有時(shí)兩種測試的頻率范圍還有重疊。傳導(dǎo)干擾測試*常采用的兩種耦合方法有電流注入法(bulk current injection，BCI)和直接注入法，前者需要向EUT中注入干擾電流，并控制注入電流的大小，后者則注入功率并控制注入功率的大小。

電流注入法(BCI)

    BCI法在ISO 11452-4和SAE J1113/4中均有描述，采用該方法時(shí)，將一個(gè)電流注入探頭放在連接被測件的電纜裝置之上，然后向該探頭注入RF干擾。此時(shí)，探頭作為**電流變換器，而電纜裝置作為**電流變換器，因此，RF電流先在電纜裝置中以共模方式流過(即電流在裝置的所有導(dǎo)體上以同樣的方式流通)，然后再進(jìn)入EUT的連接端口。

    真正流過的電流由電流注入處裝置的共模阻抗決定，而在低頻下這幾乎完全由EUT和電纜裝置另一端所連接的相關(guān)設(shè)備對地的阻抗決定。一旦電纜長度達(dá)到四分之一波長，阻抗的變化就變得十分重要，它可能降低測試的可重復(fù)性。此外，由于電流注入探頭會(huì)帶來損耗，因而需要較大的驅(qū)動(dòng)能力才能在EUT上建立起合理的干擾水平。盡管如此，BCI法還是有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，那就是其非侵入性，因?yàn)樘筋^可以簡單地夾在任何直徑不超過其*大可接受直徑的電纜上，而不需進(jìn)行任何直接的電纜導(dǎo)體連接，也不會(huì)影響電纜所連接的工作電路。

直接注入法

    BCI法對驅(qū)動(dòng)能力要求過高，而且在測試過程中與相關(guān)設(shè)備的隔離也不好，直接注入法的目的就是克服BCI法的這兩個(gè)缺點(diǎn)。具體做法是將測試設(shè)備直接連接到EUT電纜上，通過一個(gè)寬帶人工網(wǎng)絡(luò)(Broadband Artificial Network，BAN)將RF功率注入EUT電纜，而不干擾EUT與其傳感器和負(fù)載的接口(見圖3)，該BAN在測試頻率范圍內(nèi)對EUT呈現(xiàn)的RF阻抗可以控制。BAN在流向輔助設(shè)備的方向至少能夠提供500W的阻塞阻抗。干擾信號(hào)通過一個(gè)隔直電容，直接耦合到被測線上。ISO 11452-7和SAE J1113/3中描述了該方法。

汽車部件EMI測試的測試參數(shù)

   在車輛部件的EMI測試中，根據(jù)不同車輛廠商所提出的不同要求，除了引入干擾信號(hào)的基本方法有所不同以外，還有許多參數(shù)也會(huì)有所不同。但不論RF干擾怎樣產(chǎn)生，這些參數(shù)都是相關(guān)的。

頻率范圍

    受測試方法本身及其所用換能器(transducer)的限制，上述的每一種方法都只適用于一個(gè)既定的頻率范圍。列出了本文中討論的各種方法在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中公布的適用頻率范圍。測試過程中，通常需要使測試信號(hào)在整個(gè)頻率范圍內(nèi)掃描變化或步進(jìn)變化，監(jiān)測此時(shí)EUT與其應(yīng)有功能和性能的差異來得到測試結(jié)果。每次測試的*小滯留時(shí)間一般為2秒，如果EUT的時(shí)間常數(shù)較大，滯留時(shí)間可能更長。如果采用軟件控制的測試信號(hào)發(fā)生器，那么測試信號(hào)通常不是掃描過整個(gè)頻率范圍，而是采用步進(jìn)方式，因此還要定義頻率步進(jìn)的步長。滯留時(shí)間和頻率步長二者共同決定了執(zhí)行單次掃描所需花費(fèi)的時(shí)間，從而也決定了整個(gè)測試所需的時(shí)間。

幅度控制

    不論采用哪種測試方法，對施加在EUT上的測試信號(hào)幅度都必須小心控制。幅度控制的方法按照原理不同通?？煞譃閮深?，一類叫閉環(huán)控制法，一類叫開環(huán)控制法。在帶狀線測試和TEM單元測試時(shí)，可以通過已知的凈輸入功率和傳輸線的參數(shù)來計(jì)算得到的場。但除了這兩種方法以外，都需要利用閉環(huán)法來實(shí)現(xiàn)幅度控制。在輻射干擾測試中，干擾信號(hào)的單位采用伏特/米(volts/meter)，在電流注入測試中，單位采用微安(milliamps)，在直接功率注入測試中，單位采用瓦特(watts)。

閉環(huán)法

    采用閉環(huán)控制法時(shí)，一個(gè)場強(qiáng)儀或電流監(jiān)控探頭一直監(jiān)測著施加在EUT上的激勵(lì)，據(jù)此將功率調(diào)整到目標(biāo)值。該方法存在一個(gè)問題，那就是EUT的介入打亂了我們用作干擾激勵(lì)的電磁場，因此找不到一個(gè)能夠正確反映出我們得到的場強(qiáng)，并對所有類型EUT普遍適用的位置來放置場強(qiáng)儀，在微波暗室中進(jìn)行輻射干擾測試時(shí)這一問題尤其明顯。當(dāng)測試頻率使得EUT尺寸與波長可以相比擬時(shí)，在某些位置上場的分布可能會(huì)出現(xiàn)大幅下降。如果場強(qiáng)儀剛好放置在一個(gè)這樣的位置上，那么當(dāng)我們根據(jù)場強(qiáng)儀的讀數(shù)來維持需要的電磁場強(qiáng)度時(shí)，勢必會(huì)在EUT附近的位置上造成嚴(yán)重的過測(over-testing)。BCI測試中也存在類似問題，當(dāng)EUT的共模輸入阻抗與測試信號(hào)諧振時(shí)，要維持需要的電流就會(huì)造成過測(over-testing)。實(shí)際上，在這樣的環(huán)境下，許多時(shí)候放大器都無法提供維持規(guī)定電平所需的功率，而一旦放大器過載，還會(huì)造成更多的測試問題。

開環(huán)法

   采用開環(huán)法就能回避上述問題。開環(huán)法有時(shí)也叫做置換法。采用開環(huán)法時(shí)，首先將一個(gè)既定強(qiáng)度的信號(hào)送入測試設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)設(shè)置。在每個(gè)頻率上，放大器的輸出功率均受一個(gè)輔助功率計(jì)的監(jiān)控，當(dāng)放大器輸出電平達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，對其進(jìn)行記錄。*后，在真實(shí)測試時(shí)，再將這個(gè)預(yù)校準(zhǔn)的功率記錄進(jìn)行嚴(yán)格的重放?？偟膩碚f，由于對施加在EUT上的場或電流(volts per meter 或 milliamps)的測量并不在測試的要求內(nèi)，因此開環(huán)法并不測量它們，只是對其進(jìn)行監(jiān)控，以確認(rèn)系統(tǒng)工作正常。但由于上節(jié)談到的原因，我們也不可能看到真正正確的測量值。在輻射干擾測試中，校準(zhǔn)設(shè)置過程要求在EUT于微波暗室中應(yīng)占據(jù)的準(zhǔn)確位置上放置一臺(tái)場強(qiáng)儀。而在傳導(dǎo)干擾測試中，校準(zhǔn)設(shè)備是一個(gè)阻抗值給定的負(fù)載，我們在其兩端測量功率或電流。開環(huán)法所用到的功率參數(shù)包括凈功率，或者輸入換能器的前向功率和換能器反射回來的反向功率之差。在假設(shè)沒有其他重大損耗時(shí)，這個(gè)差值就等于真正送入EUT的功率。因此，在采用直接耦合器時(shí)，必須在每個(gè)頻率上測量兩個(gè)功率。這時(shí)，可以利用一臺(tái)功率計(jì)對耦合器的前向輸出和反向輸出分別順序測量，也可以利用兩臺(tái)功率計(jì)同時(shí)測量。凈功率用于說明換能器的電壓駐波比(VSWR)，因?yàn)楫?dāng)引入EUT時(shí)VSWR會(huì)發(fā)生變化。但當(dāng)EUT與測試裝置嚴(yán)格匹配時(shí)，要保持凈功率所需的前向功率相對于校準(zhǔn)所需的功率可能有較大變化。為避免過測，為保持所需凈功率而增大的前向功率不能超過2dB，即使2dB還不能滿足要求，也不應(yīng)繼續(xù)增大，而只能將此記錄在測試報(bào)告中。

調(diào)制頻率和調(diào)制深度

   所有的RF抗擾性測試都需要在每個(gè)頻率上對EUT施加CW(未調(diào)連續(xù)波)和已調(diào)AM信號(hào)，而EUT的響應(yīng)通常更易受已調(diào)干擾影響。一般情況下，測試標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的調(diào)制信號(hào)都是調(diào)制深度為80%，頻率為1kHz的正弦波。但也有個(gè)別的車輛廠商可能會(huì)有不同的要求。定義調(diào)制參數(shù)的目的是為AM和CW測試規(guī)定一個(gè)恒定的峰值電平。這一點(diǎn)與商用(IEC 61000-4 系列)RF抗擾性測試不同。在商用RF抗擾性測試中，調(diào)制信號(hào)的峰值功率比未調(diào)信號(hào)高5.3 dB。而在峰值電平恒定的測試中調(diào)制深度為80%的已調(diào)信號(hào)功率只有未調(diào)信號(hào)功率的0.407倍。ISO 11452中清楚地定義了這種信號(hào)的施加過程：

●在每個(gè)頻點(diǎn)上，線性或?qū)?shù)增大信號(hào)強(qiáng)度直到信號(hào)強(qiáng)度滿足要求(對開環(huán)法指凈功率滿足要求，對閉環(huán)法則指測試信號(hào)的電平嚴(yán)格滿足要求)，根據(jù) 2 dB準(zhǔn)則監(jiān)測前向功率。

●按要求施加已調(diào)信號(hào)，并使測試信號(hào)保持時(shí)間等于EUT*小響應(yīng)時(shí)間。

●緩慢降低測試信號(hào)強(qiáng)度，然后進(jìn)行下一個(gè)頻率的測試。

監(jiān)測EUT

    在施加測試信號(hào)時(shí)，必須監(jiān)測EUT的響應(yīng)，并與其應(yīng)達(dá)到的性能準(zhǔn)則進(jìn)行比較，以確定被測件是否通過測試。由于不同EUT的功能和需要滿足的性能準(zhǔn)則均不相同，因此本文不可能對這些監(jiān)控方法進(jìn)行概括。但如果測試軟件能夠自動(dòng)完成部分或全部監(jiān)測工作，那么整個(gè)測試就會(huì)更加簡單可靠。監(jiān)測過程可能只需簡單地測量和記錄每個(gè)頻率點(diǎn)上的輸出電壓，也可能涉及一些特殊的EUT軟件，這些軟件能夠在測試發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)給出標(biāo)記。

報(bào)告測試結(jié)果

    在測試完成，EUT的響應(yīng)也觀測完畢之后，測試工程師的工作還只完成了一半。接著他或她還必須按照車輛廠商所規(guī)定的格式創(chuàng)建測試報(bào)告。一個(gè)部件廠商可能為多個(gè)車輛廠商提供產(chǎn)品，因此對同一組測試，部件廠商可能需要提交多種格式的測試報(bào)告。有些軟件包中包含可選的報(bào)告生成模塊，能夠提供針對不同的車輛廠商定制的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告模板。雖然測試工程師們大都很享受測試過程，卻很少有人喜歡撰寫測試報(bào)告，因此所有測試實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)理都十分明白，為客戶提供測試報(bào)告是一項(xiàng)*困難的任務(wù)。有了自動(dòng)報(bào)告生成軟件模塊，不但測試工程師們不必再承擔(dān)撰寫測試報(bào)告的苦差，客戶的要求也能更快得到滿足。綜上所述，雖然汽車工業(yè)中的部件EMC測試中包含許多可變參數(shù)，我們?nèi)匀豢梢愿咝У赝瓿舍槍Σ煌囕v廠商的覆蓋很寬頻率范圍的測試。本文介紹了汽車工業(yè)中部件測試所采用的多種方法，并概括了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，通過閱讀本文，測試工程師可以更好的選擇測試方法，以滿足客戶的需求。