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EMC测试场地介绍

   2024-05-19 安规与电磁兼容网1430
本文导读:电子电气产品需符合EMC标准(即EMI&EMS),因此一个EMC实验室必须具备以下场地设施:1. 屏蔽室(Shielded Room)用来进行EMI的传导测试, EMS静电测试(ESD)、传导抗干扰(Conducted Immunity, 简称CS),电快速脉冲(EFT/B)、浪涌(Surge)、工频磁场抗干扰(Power Frequency Magnetic Field Immunity)、电压瞬降(Voltage Dips)。

电子电气产品需符合EMC标准(即EMI&EMS),因此一个EMC实验室必须具备以下场地设施:

1. 屏蔽室(Shielded Room)用来进行EMI的传导测试, EMS静电测试(ESD)、传导抗干扰(Conducted Immunity, 简称CS),电快速脉冲(EFT/B)、浪涌(Surge)、工频磁场抗干扰(Power Frequency Magnetic Field Immunity)、电压瞬降(Voltage Dips)。

2. 3m/10m 测试法的半电波暗室(Semi-Anechoic Chamber)用来进行辐射测试,全电波暗室(Fully-Anechoic Chamber)用来进行辐射抗干扰(Radiated Immunity 简称RS)测试。

3. 10m 测试法的开阔测试场(Open Area Test Site)用来进行辐射测试。

屏蔽室:

屏蔽室的效用是为了提供一个隔绝外界电磁环境的内部测试空间。环境中的电磁频谱是来自电视或广播电台、个人通讯设备、制造设备噪声等信号所组成, 而屏蔽室的功能则在减少待测物(EUT)在暗室中所产生的“场”的干扰因素。屏蔽室的建造方法: “组合式” 与 “焊接式” 两种。

◆ 组合式

组合式的外壳是由嵌板及框架所构成并由夹具将嵌板夹在一起,嵌板是由较大的夹板外覆薄的镀锌铁板或钢板, 而夹具是将嵌板固定再一起并保证每一嵌板间的电气连续性(Electrical Continuity), 金

属垫或高频吸收材料有时会被用来加强屏蔽效果。

◆ 焊接式

焊接式的屏蔽室是将许多大面积的钢片或铜片完全地焊接以达到一紧密的射频屏蔽,这事一项劳动力非常密集的工程,但这种全焊接的框体的优点是耐久且因接缝处没有泄漏而能有非常高的屏蔽效果,缺点则是价钱贵。

屏蔽室屏蔽效能:

屏蔽室的效能是用屏蔽系数(SE: Shielding Effectiveness)来评估,它代表衰减的情形, 一般是用NSA 65-6 的标准来评价,此标准中的衰减幅度已可符合多数的应用, 甚至超过一般商用的电磁兼容(EMC)测试所需,对于EMC的应用, SE只需定义在一两个特殊的频率点上, 如1GHz,组合式的屏蔽室约超过100dB, 而全焊接式的甚至可达到120dB。在未安装吸波材料前, 一般来说需对屏蔽室进行测试以了解其屏蔽效能, 在NSA 65-6 说明, MIL-STD-285 & IEEE 299-1997 是两个被广泛使用的标准来陈述屏蔽测试方法,而 IEEE 299-1997 更被认为是较 1956 年版的MIL-STD-285 来得更具说服力。两个标准都描述了一些临界测试点如接缝、屏蔽门或其它贯穿孔等。 屏蔽效能在贯穿孔是最难达到的,所以在建造的过程中此处是要特别注意的。

半/全电波暗室:

因为外界电磁干扰的因数越来越多, 也越来越难以掌握。因此, 选择在室内用屏蔽室加上电磁波吸收材料而建成的EMC测试场是愈来愈受欢迎,它比开阔场(OATS)显著的优点是其固有的效率及对外来噪声与天气的抗干扰性。 暗室是在一个屏蔽框体内仿真OATS的测试环境,来自屏蔽框体的墙面的反射现象需被有效的抑制和吸收。由于FCC和欧洲标准对非故意发射源的辐射测试频率低至30MHz,所以电波暗室也必须在相同的频率范围内提供可接受的测试准确性。 IEC也对电子电气设备在实施辐射抗干扰测试时定义了由26MHz至几GHz的频率范围内场的均一性要求。

电波暗室是为避免一般的屏蔽室各内壁面反射对测试结果的影响,在壁面上加装电磁波 吸收器而形成的,如图1所示。电磁波吸收器一般采用介质损耗型材料(如浸碳聚氨脂类的泡沫塑料、铁氧体瓦等),通常做成棱锥状、圆锥状及楔形状,如图 1所示, 以保证阻抗的连续渐变,从而保证对内置发射源的功率吸收而最大限度地减小反射。在一次 反射情况下,若直射波与反射波的波程差为半波长的奇数倍,则合成场强将增强;若两者的波程差为半波长的偶数倍,其合成场强将减弱。对于二次反射,则合成场强情况将与上述结 果相反。因此,根据测试对象合理设计吸收器的位置和结构,可以将反射最大程度地减小。 吸收器材料要能在宽频带(例如 300MHz 至 40GHz)内吸收较大的功率而且有较好的阻燃性。吸收器的长度l与欲吸收的电磁波频率有关。欲吸收的电磁波频率越低,则吸收器的长度越长,一般应大于或等于最低吸收频率相对应的波长的四分之一。因此,电波暗室的工作频率下限不能太低,一般在几百兆赫兹以上,否则由于吸收器长度太长,使得暗室的有效空间大大减小。吸收器的尺寸应该适合于要测试的 EUT 的尺寸,从而可以保证辐射抗扰 测试所需的场强和精度。常见的电波暗室分半电波暗室和全电波暗室两种。

半/全电波暗室一般有屏蔽框体(屏蔽室)、电磁吸波材料:铁氧体/海绵吸收体、电动转台、垂直/水平可调电动升降天线架、天线/转台自动控制器、屏蔽门、通风导波窗、端子接线盘(接线板)、电源系统(变压器, 变频器, 稳压器) 这些设置及组件组成。

 
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