EMC測試實質(zhì)之輻射發(fā)射

輻射發(fā)射測試的實質(zhì)：就是測試產(chǎn)品中兩種等效天線所產(chǎn)生的輻射信號。

第一種等效天線是信號環(huán)路，另一種是單極天線或?qū)ΨQ偶極子天線。

Part 1

信號環(huán)路

信號環(huán)路這種輻射產(chǎn)生的源頭一般是在環(huán)路中流動著的電流信號，這種電流信號大部分屬于“有用信號”，它也是一種差模信號， 如時鐘信號、PWM脈沖信號及其諧波 。

如下圖所示，如果環(huán)路面積為 S（cm2） ，環(huán)路中流動的電流強(qiáng)度為 I（Ａ）? 信號頻率為 f (MHz）, 那么在自由空間中, 距環(huán)路 D 處所產(chǎn)生的輻射強(qiáng)度E（μV/ m）為：

圖 環(huán)路等效為輻射天線

電子產(chǎn)品中的環(huán)路無處不在，只要在環(huán)路中穿過的信號是交流信號，那么該環(huán)路就會產(chǎn)生輻射。

Part 2

單極天線

單極天線和對稱偶極子天線在前面文章中都介紹過，如下圖（a）、（b）所示：

問：通常是產(chǎn)品中哪些組件被等效為極天線或?qū)ΨQ偶極子天線？

答：一般是產(chǎn)品中的電纜或者其它長寬比比較大的導(dǎo)體。

問：輻射的源頭是什么？

答：等效天線導(dǎo)體中流動著共模電流信號。

問：這種信號有用嗎？

答：一般是無用的，其通常從其它有用信號或者其它產(chǎn)品中通過寄生參數(shù)或者雜散耦合過來而產(chǎn)生的共模電流信號。它的電流強(qiáng)度很小，可能只有mA或者μA級的。

如圖（a）所示，如果在長為L（m）的天線上流動著的信號電流強(qiáng)度為I（μA）?頻率為 f(MHz）, 那么, 在距天線 D(m） 處所產(chǎn)生的輻射強(qiáng)度為:

當(dāng) L≥30MHz, D≥1m 并且L<λ/2 時

E ≈0.63ILf/D

當(dāng)L≥λ/2 時

E ≈60*×I/D*

從上面公式中可以看出，當(dāng)產(chǎn)品中等L>λ/2時，天線產(chǎn)生的輻射強(qiáng)度只與天線上共模電流的大小以及距離天線的位置有關(guān)。

Part 3

標(biāo)準(zhǔn)中的輻射發(fā)射限值：

軍標(biāo)和汽車電子相關(guān)產(chǎn)品的輻射發(fā)射測試標(biāo)準(zhǔn)要求如下：

• 在試驗臺上鋪設(shè)參考接地板

• EUT及其電纜 (等效輻射發(fā)射天線) 放置在離該參考接地板5cm 高的絕緣支架上

  如下圖所示：

上面這塊參考接地板將對輻射發(fā)射的結(jié)果產(chǎn)生比較大的影響?

在理論上, 當(dāng) EUT中成為輻射發(fā)射等效天線的電纜放置在離參考接地平面 h(m） 的高度時, 隨著 h 的不同, 輻射強(qiáng)度E(h)(V/m）也不同，E0為輻射發(fā)射等效天線的電纜在自由空間中的輻射強(qiáng)度(V/m）?

當(dāng) h≤λ /10 時,

E(h)≈E0 × 10*×h/λ*

當(dāng) h≤λ /10 時,

0≤E(h)≤2E0

CISPR25為車標(biāo)中的EMC測試標(biāo)準(zhǔn)，因為天線上輻射發(fā)射主要來自于共模電流，一般情況下，會比其它產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)測下的共模電流更小，因為車標(biāo)或者軍標(biāo)比一般民用更嚴(yán)格。

下表為CISPR25標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的輻射發(fā)射限值與天線所需的共模電流的大小關(guān)

CISPR22或者EN55022為IT類的EMC測試標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中的輻射限值和對應(yīng)輻射天線中的共模電流大小的關(guān)系如下：

從兩個表中對比，可以看出，車標(biāo)或者軍標(biāo)的測試要求更嚴(yán)苛。