「电子发烧友网」一文教你搞定,单片机EMC的检测工作

摘要
讲述EMC的定义 , EMC在单片机应用系统的测试方法 , EMC新器件新材料的应用以及故障排除技术 。 只要从事电子产品的研发、生产或者供应 , 就必须进行EMC电磁兼容的检测工作 。
引言
所谓EMC就是:设备或系统在其电磁环境中能正常工作 , 且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力 。 EMC测试包括两大方面内容:对其向外界发送的电磁骚扰强度进行测试 , 以便确认是否符合有关标准规定的限制值要求;对其在规定电磁骚扰强度的电磁环境条件下进行敏感度测试 , 以便确认是否符合有关标准规定的抗扰度要求 。
对于从事单片机应用系统设计的工程技术人员来说 , 掌握一定的EMC测试技术是十分必要的 。 EMC是电磁兼容(Electro-MagneTIcCompaTIbility)的缩写 , 它包括电磁干扰(EMI)和电磁敏感性(EMS)两部分 。 由于电器产品在使用时对其它电器有电磁干扰 , 或受到其它电器的电磁干扰 , 它不仅关系到产品工作的可靠性和安全性 , 还可能影响其它电器的正常工作 , 甚至导致安全危险 。
单片机系统EMC测试
(1)测试环境
为了保证测试结果的准确和可靠性 , 电磁兼容性测量对测试环境有较高的要求 , 测量场地有室外开阔场地、屏蔽室或电波暗室等 。
(2)测试设备
电磁兼容测量设备分为两类:一类是电磁干扰测量设备 , 设备接上适当的传感器 , 就可以进行电磁干扰的测量;另一类是在电磁敏感度测量 , 设备模拟不同干扰源 , 通过适当的耦合/去耦网络、传感器或天线 , 施加于各类被测设备 , 用作敏感度或干扰度测量 。
(3)测量方法
电磁兼容性测试依据标准的不同 , 有许多种测量方法 , 但归纳起来可分为4类;传导发射测试、辐射发射测试、传导敏感度(抗扰度)测试和辐射敏感度(抗扰度)测试 。
(4)测试诊断步骤
图1给出了一个设备或系统的电磁干扰发射与故障分析步骤 。 按照这个步骤进行 , 可以提高测试诊断的效率 。
(5)测试准备
①试验场地条件:EMC测试实验室为电波半暗室和屏蔽室 。 前者用于辐射发射和辐射敏感测试 , 后者用于传导发射和传导敏感度测试 。
②环境电平要求:传导和辐射的电磁环境电平最好远低于标准规定的极限值 , 一般使环境电平至少低于极限值6dB 。
③试验桌 。
④测量设备和被测设备的隔离 。
⑤敏感性判别准则:一般由被测方提供 , 并实话监视和判别 , 以测量和观察的方式确定性能降低的程度 。
⑥被测设备的放置:为保证实验的重复性 , 对被测设备的放置方式通常有具体的规定 。
「电子发烧友网」一文教你搞定,单片机EMC的检测工作
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(6)测试种类
传导发射测试、辐射发送测试、传导抗扰度测试、辐射抗扰度测试 。
(7)常用测量仪
电磁干扰(EMI)和电磁敏感度(EMS)测试 , 需要用到许多电子仪器 , 如频谱分析仪、电磁场干扰测量仪、信号源、功能放大器、示波器等 。 由于EMC测试频率很宽(20Hz~40GHz)、幅度很大(μV级至kW级)、模式很多(FM、AM等)、姿态很多(平放、斜放等) , 因此正确地使用电子仪器非常重要 。 测量电磁干扰的合适仪器是频谱分析仪 。 频谱分析仪是一种将电压幅度随频率变化的规律显示出来的仪器 , 它显示的波形称为频谱 。 频谱分析仪克服了示波器在测量电磁干扰中的缺点 , 能够精确测量各个频率上的干扰强度 , 用频谱分析仪可以直接显示出信号的各个频谱分量 。
在解决电磁干扰问题时 , 最重要的一个问题是判断干扰的来源 。 只有准确将干扰源定位后 , 才能够提出解决干扰的措施 。 根据信号的频率来确定干扰源泉是最简单的方法 , 因为在信号的所有特征中 , 频率特征是最稳定的 , 并且电路设计人员往往对电路中各个部位的信号频率都十分清楚 。 因此 , 只要知道了干扰信号的频率 , 就能够推测出干扰是哪个部位产生的 。 对于电磁干扰信号 , 由于其幅度往往远小于正常工作信号 , 用频谱分析仪做这种测量是十分简单的 。 由于频谱分析仪的中频带宽较窄 , 因此能够将与干扰信号频率不同的信号滤除掉 , 精确地测量出干扰信号频率 , 从而判断产生干扰信号的电路 。