《电磁兼容性测试技术》课件

电磁兼容性测试技术随着电子技术的飞速发展，电磁兼容性测试已成为现代电子产品研发和制造过程中不可或缺的重要环节本课程将深入探讨电磁兼容性测试的理论基础、实践方法和最新技术发展，帮助学员全面掌握测试的核EMC心知识和实用技能什么是电磁兼容（）？EMC电磁兼容的定义设备正常工作能力电磁兼容性是指设备或系确保设备在复杂的电EMC统在其电磁环境中能够正磁环境中能够维持正常的常工作且不对环境中任何功能和性能，不受外界电事物产生无法忍受的电磁磁干扰影响骚扰的能力骚扰控制要求设备不应对环境产生不可接受的电磁骚扰，避免影响其他设备的正常工作电磁兼容性的重要性技术发展需求法规强制要求商业价值体现现代电子设备密度不断提高，各种无世界各国都制定了严格的法规和良好的性能直接影响产品的可靠EMC EMC线通信技术广泛应用，使得电磁环境标准，产品必须通过认证才能在性、安全性和市场竞争力，是企业获EMC日益复杂问题已成为影响产品市场上销售，这是产品合规性的基本得市场准入资格和用户信任的重要保EMC性能和可靠性的关键因素要求障电磁兼容性测试的目的确保正常工作控制电磁骚扰保障系统兼容验证设备在复杂电磁确保产品不会产生超确保不同电子系统之环境中能够稳定运行，出标准限值的电磁骚间能够和谐共存，维保持预期的功能和性扰，避免对其他设备护整体电磁环境的稳能指标造成不良影响定性和可靠性的主要挑战EMC复杂电磁环境干扰源多样化现代电子设备面临的电磁环境干扰可能通过辐射传播或传导越来越复杂，包括各种通信信传播，频率范围广泛，从低频号、工业设备噪声、自然电磁到毫米波段，干扰机制复杂多现象等多种干扰源同时存在样标准差异性不同国家和地区的标准存在差异，产品需要满足多套标准要求，EMC增加了测试和认证的复杂性测试概述EMC电磁兼容性测试是评估电子设备性能的重要手段，包括发射测试和EMC抗扰度测试两大类发射测试评估设备对外界的电磁骚扰水平，确保不超过标准限值抗扰度测试评估设备在电磁干扰环境中的工作能力，确保设备能够在预期的电磁环境中正常工作测试需要在专门的测试环境中进行，使用精密的测试设备和标准化EMC的测试方法测试结果必须满足相关标准要求，才能获得认证测EMC试过程包括测试计划制定、测试环境准备、设备配置、测试执行、数据分析和报告编写等多个环节测试分类传导测试EMC1频率范围标准限值常见测试频率范围为、等国际标准规CISPR IEC到，覆盖主定了不同类别设备的传导发

0.15MHz30MHz测试原理要的传导干扰频段射限值要求测试设备模拟设备通过电源线、信号使用人工电源网络（）LISN线等电缆传导的电磁干扰，和测试接收机进行精确EMI评估设备的传导发射水平测量2314测试分类辐射测试EMC2空间辐射测量1测量设备通过空间辐射的电磁干扰强度，评估对周围环境的影响频段覆盖2测试频段通常覆盖到或更高频率，包括主要30MHz1GHz的辐射干扰频段测试环境3在电波暗室中使用大型天线进行测量，确保测试结果的准确性和重现性辐射骚扰测试方法电波暗室测量在专门的电波暗室中进行测试，消除外界电磁干扰的影响，确保测试环境的可控性频率范围设定测试频率范围通常为到，覆盖大部分电子设备

0.15MHz1000MHz的工作频段限值比较分析将测量结果与标准限值曲线进行比较，判断设备是否满足要EMC求结果判定根据测试结果确定设备的合格性，为产品认证提供技术依据传导骚扰测试方法精密测量使用高精度测试接收机确保测量准确性1EMI标准化网络2采用人工电源网络提供标准化的测试条件多频段分析3在不同测试频率下进行全面的限值比较分析合格性判定4根据测试结果判定产品是否通过认证要求EMC静电放电（）测试ESD标准IEC61000-4-21遵循国际标准规定的测试方法和程序测试电压设定2常见测试电压包括和等多个等级±4kV±8kV测试场景覆盖3包括接触放电和空气放电等不同测试模式结果评估4根据设备功能状态判定测试结果的合格性射频场感应测试（）RS标准依据基于标准进行射频场抗扰度测试，评估设备在射频IEC61000-4-3电磁场环境中的工作稳定性频率范围典型测试频率范围为到，覆盖主要的无线通信频段80MHz1GHz和工业频段抗干扰评估通过施加不同强度的射频场，全面评估设备的抗电磁干扰能力和功能稳定性电快速瞬变脉冲群（）测试EFT标准要求测试参数按照IEC61000-4-4标准执行测试程1常见参数包括±2kV电压和5kHz重复序和参数设定2频率等标准设置性能评估端口测试4评估设备在快速瞬变干扰下的工作稳主要针对设备供电端口进行干扰耐受3定性和可靠性能力测试浪涌（）测试Surge±1kV±2kV标准电压增强电压基本测试电压等级更严格的测试要求

1.2/50μs波形参数标准浪涌波形时间参数浪涌测试基于标准，评估设备对电源端口突发浪涌电压的耐受IEC61000-4-5能力测试模拟雷击、开关操作等引起的瞬态过电压，确保设备在恶劣电源环境中的安全运行传导免疫测试（）CS测试标准IEC61000-4-6频率范围

0.15MHz-80MHz测试电平3V,10V rms调制方式正弦波调制1kHz测试端口电源端口、信号端口传导免疫测试模拟电磁干扰通过电缆传导进入设备的情况，评估设备在各种传导干扰下的稳定性测试通过耦合去耦网络将射频信号注入到设备的电缆中，观察设备的功能状态变化这项测试对于确保设备在复杂电磁环境中的可靠工作具有重要意义测试设备简介EMC电波暗室测试接收机辅助测试设备EMI具有优良的电磁屏蔽和吸波特性，为具有高灵敏度和宽频带特性，能够精确包括被测设备（）支撑结构、人工EUT测试提供理想的测试环境暗室内测量电磁骚扰信号关键性能参数包括电源网络（）等，为标准化测试提EMC LISN部铺设吸波材料，有效消除反射干扰频率范围、动态范围和测量精度供必要的配套设施电波暗室的结构与性能电波暗室采用高性能吸波材料构建，具有优异的屏蔽特性典型暗室尺寸包括米法和米法，分别适用于不同类型的设备测310试暗室的关键性能指标包括屏蔽效能、归一化场地衰减和静区均匀性使用过程中需要严格控制环境条件，定期校准测试设备，确保测试结果的准确性和可重现性测试结果判定整改措施EMC电源滤波器应用在电源输入端安装合适的滤波器，有效抑制传导发射和提高传导抗扰度EMI性能屏蔽材料优化采用高性能屏蔽材料和合理的屏蔽结构设计，降低辐射发射并提高抗干扰能力布局改进PCB优化印制电路板布局设计，包括地线规划、走线布局和元器件放置，从源头控制EMI软件滤波技术通过软件算法实现数字滤波和噪声抑制，提高系统的抗干扰性能和信号质量测试流程展示EMC测试准备设备配置检查、环境条件确认、测试计划制定测试执行设备布局优化、参数设置调整、标准测试操作数据处理测试数据整理、结果分析、报告编写质量控制结果审核、证书签发、档案管理国际标准体系EMC国际电磁兼容标准体系由多个国际组织制定和维护，形成了完整的技术法规框架主要标准制定机构包括国际电工委员会（）、国际无线电IEC干扰特别委员会（）、国际标准化组织（）等这些标准涵盖CISPR ISO了不同类型设备的要求，为全球电子产品的设计、测试和认证提供EMC了统一的技术依据标准体系按照产品类型、应用环境和技术特点进行分类，包括基础标准、通用标准和产品族标准三个层次基础标准规定了基本的测试方法和限值，通用标准针对特定环境制定要求，产品族标准则针对具体产品类型制定详细规范这种层次化的标准体系既保证了技术要求的统一性，又兼顾了不同应用的特殊需求标准简介CISPR标准标准标准CISPR11CISPR32CISPR25适用于工业、科学和医疗设备的多媒体设备要求的最新标准，替车载设备专用标准，涵盖汽车电EMC EMC EMC要求，规定了设备的发射限值和代了和部分内容子系统的特殊要求ISM CISPR22CISPR13测试方法信息技术设备宽带干扰测试••类设备（工业环境）•A多媒体设备窄带干扰测试••类设备（住宅环境）•B接收机保护要求抗扰度测试方法••特殊设备分类规定•标准体系IEC中国标准（标准）EMC GB系列标准GB/T17626GB4824等同采用系列标准，工业、科学和医疗设备的电磁兼IEC61000-4规定了各种电磁兼容测试方法和容性要求，对应标准，CISPR11技术要求，是中国测试的主规定了设备的发射限值EMC要依据标准GB9254信息技术设备的电磁兼容性要求，对应标准，适用于和多媒CISPR32IT体设备中国标准体系基本与国际标准保持一致，采用等同或修改采用的方式制EMC定国家标准在具体技术要求方面，中国标准考虑了国内的实际情况和特殊需求，在某些方面可能存在细微差异企业在进行产品设计和测试时，需要同时关注国际标准和国内标准的要求欧盟认证与指令CE EMC1指令要求EMC指令规定了在欧盟市场销售的电子产品必须满足的2014/30/EU要求EMC符合性评估2制造商需要进行符合性评估，包括技术文档编制和合格声明认证流程3包括产品测试、技术文档审查、标志加贴等标准化程序CE市场监督4欧盟各成员国负责市场监督，确保产品持续符合要求EMC美国认证与FCC EMC认证类型设备授权和供应商符合性声明1标准Part152非故意辐射体和故意辐射体的要求EMC标准Part183工业、科学和医疗设备的射频发射规定测试认证4认可实验室测试和认证程序FCC TCB美国认证程序相对灵活，允许制造商选择不同的认证路径对于大多数电子产品，可以采用供应商符合性声明的方式，但需要确保产品符FCC合相关技术标准认证流程包括产品分类、标准确定、测试执行、文档准备和标志加贴等环节其他地区标准（日本、韩国等）认证（日本）VCCI1自愿性信息技术设备认证制度EMC认证（韩国）KC2韩国统一认证标志，包含要求EMC标准异同3技术要求基本一致，程序存在差异亚太地区各国的标准基本参考国际标准制定，在技术要求方面差异不大主要区别体现在认证程序、标志要求和市场准EMC入方式上日本认证采用自愿性原则，韩国认证则是强制性要求企业在进入不同市场时需要了解当地的具体要求和VCCI KC认证程序新能源汽车测试EMC高压系统干扰无线通信兼容电池管理系统和电机控制器产生的宽车载通信系统与其他电子系统的相互频带电磁干扰干扰问题屏蔽设计瞬态干扰高压线缆和功率电子器件的电磁屏蔽充电过程和制动能量回收产生的瞬态要求电磁现象新能源汽车面临独特的挑战，需要在、等标准框架下进行专门的测试和评估EMC GB18655ISO11452家电产品测试案例EMC干扰源识别家电产品常见干扰源包括开关电源、电机驱动、微波器件等这些器件在工作时会产生不同频率和强度的电磁干扰，需要通过系统性的测试来评估其性能EMC标准测试执行按照、等标准进行全面的测试，包括传GB4706IEC60335EMC导发射、辐射发射、静电放电、浪涌等项目测试过程需要考虑不同工作模式和负载条件问题解决方案针对测试中发现的超标问题，采用滤波、屏蔽、接地等技术措施进行整改常用方案包括安装滤波器、改进布EMI PCB局、优化机械结构等智能设备测试实例EMC无线通信干扰智能家居和设备集成多种无线通信技术，包括、蓝牙、IoT WiFi等，存在相互干扰风险Zigbee常见超标问题辐射发射超标、传导发射超标、抗扰度性能不足等问题在智能设备中较为常见整改措施优化天线设计、改进电源管理、加强软件抗干扰算法等综合性解决方案验证确认通过重新测试验证整改效果，确保产品满足标准要求EMC通信设备考虑因素EMC基站设备特性终端设备考虑运营商要求基站设备功率大、频率高，对周围环移动终端设备需要在复杂的电磁环境国际运营商对设备性能有严格要EMC境的电磁影响显著需要特别关注谐中稳定工作，同时控制自身的电磁发求，包括网络兼容性和服务质量保障波发射、互调产物和带外发射等指标射水平值控制网络干扰控制•SAR•高功率发射系统•天线效率优化服务连续性••宽带信号处理•电池管理系统国际漫游兼容••多制式兼容要求•工业现场设备要点EMC系统测试PLC可编程逻辑控制器需要在工业环境中稳定运行，面临来自变频器、焊机等设备的强电磁干扰电源设备考虑工业电源设备功率大、开关频率高，是主要的电磁干扰源，需要严格控制水平EMI变频器EMC变频器的快速开关动作产生宽频带干扰，需要采用有效的滤波和屏蔽措施干扰诊断工业现场多设备环境中的干扰源定位和问题诊断需要专业的测试方法和经验军工与航空航天测试EMC特殊环境要求抗干扰能力系统级测试军工和航空航天设备关键任务设备必须具采用系统级EMC测需要在极端环境下工备极强的抗电磁干扰试方法，评估整机或作，EMC要求更加能力，能够在强电磁子系统在实际使用环严格包括高空、高脉冲、雷达照射等恶境中的电磁兼容性能，温、强辐射等特殊条劣电磁环境中正常工确保任务成功率件下的电磁兼容性能作保密要求军工产品EMC测试涉及技术保密，需要在专门的保密实验室中进行，测试人员需要相应的安全资质实验室能力与资质测试工程师要求EMC专业知识技能问题分析能力掌握电磁场理论、标准、能够快速识别问题的根本EMC EMC测试方法等专业知识熟悉各原因，制定有效的解决方案种测试设备的操作和维护，具具备系统性思维和故障排除经备测量和信号分析能力验RF实践经验积累通过大量的测试项目积累实践经验，参加专业培训和认证考试，保持技术能力的持续更新测试与研发协同EMC1设计阶段EMC在产品设计初期就考虑要求，进行预兼容性设计EMC仿真验证2使用仿真软件进行初步验证和优化EMC样机测试3对样机进行预测试，及早发现和解决问题量产验证4对量产产品进行最终确认测试EMC最新技术发展EMC电磁兼容技术正在经历快速的发展和变革，新兴技术的应用为测试EMC带来了新的机遇和挑战人工智能、大数据分析、虚拟仿真等先进技术逐步融入测试领域，提高了测试效率和准确性同时，、物联网、EMC5G新能源等新兴应用也对技术提出了更高的要求EMC未来的技术发展将更加注重智能化、自动化和标准化测试设备将EMC具备更强的数据处理能力，测试方法将更加精确和高效标准化工作也在不断推进，以适应新技术和新应用的需求这些技术发展为工程EMC师提供了更多的工具和方法，也要求从业人员不断学习和更新知识结构在测试中的应用AI EMC智能诊断算法自动识别问题根源AI EMC数据分析优化机器学习处理大量测试数据，发现规律自动化测试智能测试系统减少人工干预，提高效率预测建模基于历史数据预测产品性能表现EMC人工智能技术在测试中的应用正在改变传统的测试模式通过深度学习算法，可以自动分析测试数据，识别异常模式，预测潜在的问EMCEMC题典型应用包括自动故障诊断、测试参数优化、结果预测等与时代的挑战5G IoTEMC毫米波挑战毫米波频段的测试需要新的方法和设备5G EMC低时延要求超低时延应用对性能提出更严格要求EMC设备密度增加大量设备部署导致电磁环境复杂化IoT标准更新需求现有标准需要更新以适应新技术要求EMC和物联网技术的快速发展给测试带来了前所未有的挑战毫米波频段的特殊传播特性、大规模天线阵列、边缘计算等新技术都需5G EMCMIMO要相应的解决方案EMC电磁兼容设计与测试的新趋势集成化设计模块化方法EMC设计与产品开发深度融合，从芯1采用标准化的EMC模块和组件，提高片级到系统级的全面考虑设计效率和可靠性大数据应用多物理场仿真利用大数据分析历史测试数据，指导结合电磁场、热场、机械应力等多物设计优化理场仿真分析绿色能源与EMC光伏逆变器EMC太阳能逆变器的高频开关特性带来独特的挑战，需要专门的EMC滤波和屏蔽设计方案风电系统干扰风力发电机组的变频器和控制系统产生的电磁干扰影响周边通信设施新型电力系统智能电网、储能系统等新型电力设备引入新的干扰源和传播路径绿色标准EMC针对可再生能源设备制定专门的标准和测试方法EMC未来测试设备与技术展望设备技术升级虚拟测试技术标准化协作未来的测试设备将具备更高的频基于云计算和远程控制的虚拟实验室国际标准化组织将加强合作，制定统EMC率范围、更宽的动态范围和更快的测将成为现实，允许工程师在任何地点一的全球标准，促进技术交流和EMC量速度实时频谱分析、矢量信号分进行测试和分析贸易便利化EMC析等先进技术将成为标配远程实验室控制全球标准统一••毫米波测试能力•云端数据处理互认认证体系••实时宽带分析•虚拟现实测试环境技术交流平台••多通道并行测试•案例分析典型问题与解EMC决通过实际案例分析，我们可以深入了解问题的本质和解决方法每EMC个案例都反映了特定的技术挑战和解决思路，为工程师提供宝贵的实践经验案例分析不仅展示了问题的表象，更重要的是揭示了问题的根本原因和系统性的解决方案在接下来的几个案例中，我们将详细分析不同类型产品的问题，包EMC括问题现象、原因分析、解决过程和最终效果这些案例涵盖了智能电表、工业变频器、医疗设备和车载系统等典型应用，代表了工程实EMC践中的常见问题和经典解决方案通过学习这些案例，可以提高工EMC程师的问题分析和解决能力案例智能电表整改1EMC问题描述某型号智能电表在传导发射测试中，频点处测试结果超出限值，150kHz8dB无法通过认证EMC原因分析通过频谱分析和电路分析，确定干扰源为开关电源的开关频率及其谐波分量，布局不当加剧了问题PCB解决方案在电源输入端增加滤波器，优化地线布局，在关键信号线增加铁氧LC PCB体磁环抑制高频干扰整改效果经过整改后，传导发射测试结果比限值低，成功通过认证，产品15dB EMC顺利上市案例工业变频器辐射抑制2高频噪声定位工业变频器在辐射发射测试中，频段严重超30kW200MHz-400MHz标使用近场探头扫描，发现主要辐射源为电机电缆和控制电缆模块的高速开关动作是根本原因IGBT综合抑制措施采用多层次的设计方案在变频器内部安装输出滤波器，EMC电机电缆使用屏蔽电缆并正确接地，控制柜增加金属屏蔽隔板，优化内部布线效果验证确认整改后的辐射发射测试结果显示，所有频点都满足标准要求，最大裕量达到现场运行测试表明，对附近通信设备的12dB干扰完全消除案例医疗设备升级3EMC。