预习思考题:
在做试验时,如果没有通过,你是不是会采取一些临时措施,使设备通过试验?这些临时措施最后落实到实际产品上了吗?
电磁兼容试验的目的是,使在实际中使用中可能出现的电磁兼容性风险暴露出来。为了实现这个目的,我们在开展电磁兼容性试验时,要遵守三个基本原则:
设备的硬件状态要接近实际使用的状态:这不仅包括设备内部的电路、板卡等硬件,还包括设备的安装平台,金属的,还是绝缘的,以及设备的接地方式,在实际的试验中,经常看到一些设计师,当试验失败时,他们会改变设备的接地状态,因为很多设计师认为接地不好时导致电磁干扰的原因之一。这样做,即使通过了试验,在实际使用时,由于接地状态改变,仍然可能出现问题。
设备的电磁兼容性处于最坏的状态:系统出现电磁兼容问题时,之所以不好诊断,一个主要原因是,故障不容易复现,既不好诊断,也不容易验证所采取的措施是否有效。因此,在进行EMC试验时,应该在设备处于最坏的情况下进行试验,使缺陷暴露出来。其中,最重要的一个条件就是,所有的电缆都应该连接上,因为电缆对设备的电磁兼容性影响最大。
电缆摆放方式固定:正是因为电缆对设备的电磁兼容的影响很大,因此,他的摆放方式只要发生微小的变化,就会影响试验的结果。为了保证试验的重复性,电缆的摆放方式要固定。GJB151中对电缆的摆设方式作了明确的规定,按照那里的要求进行摆放就可以了。而一些商业标准没有这样明确的规定。
另外,在进行试验时,可能还涉及到软件的配合,特别是在进行敏感性试验时,可能需要编制一些软件来监测设备运行状态。
前面提到,为了获得最大骚扰辐射,设备应该连接上所有的外拖电缆,电缆长度、种类最好接近实际使用时的状态,。
很多设计师有个疑虑,这就是,如果设备需要连接的其他设备没有准备好,那怎么连接这根电缆呢?
这没关系,电缆的另一头空着也没关系,这种状态虽然与实际的状态不同,也基本代表了最坏的情况。
一般来讲,电缆的一端什么都不连时,测量的辐射发射会比实际的情况稍微小一点。随着后面的学习,大家会理解这一点。
另外,提醒大家一下,电缆的一端 空着时,磁环的效果可能会打折扣。也就是,当辐射发射超标时,你可能喜欢在电缆上套一个磁环,希望能够降低辐射。但是,如果电缆的一端悬空,你对磁环不要抱有太大的期望。其中的道理,随着后面的学习,你也会清楚。
图中是军标GJB151对安装在金属平台上的设备的试验摆放要求,这张图来自MIL STD 461F,因为那里的图比较清楚,这没关系,因为GJB151A/B主要是参考MIL STD 461编制(编译)的。
对于安装在非金属平台上的设备另外有规定。这也体现了前面我们所提到的试验原则,就是,试验的状态尽量接近实际使用的状态。
从图中可以看到,对电源电缆、信号电缆的摆放有明确的规定。特别是对电源线的规定十分细致。
请大家注意,这一点十分重要。在实际的试验中,如果发现试验室人员没有按照这个规定进行摆放,你可以提出要求进行更正。为什么电缆的摆放这么重要呢?
因为电源线上传导发射电流会伴随着辐射发射。这种辐射发射与电源线的长度、距离地线的距离等因素有关。如果按照图中所示的方式严格摆放,当电源线的传导发射确定时,辐射发射基本也就确定了。这样保证你的设备如果通过CE102试验,在10kHz - 10MHz的频率范围内,电源线产生的辐射发射超过RE102的辐射。
否则,可能出现,尽管你的设备满足了CE102的要求,但是电源线仍然会产生超过RE102的辐射。为了满足RE102的要求,你需要进一步减小传导发射。
在策划电磁兼容试验时,注意两点,一个是,当一个项目没有通过时,先别进行其他的试验,现对设备进行整改,直到这个项目通过。因为,我们针对这个项目所采取的技术措施,往往对于改善设备的其他电磁兼容项目也是有益的。
换句话说,由于某个方面的设计缺陷,会导致设备在多个项目的试验中出现问题。所以,要先把设计缺陷弥补上,再进行更多的试验。
第二个注意的问题是,要合理的安排试验顺序。一个合理的试验顺序,不仅能够节省试验费用,还能够缩短整改的时间。
上图给出了我们建议的一种确定试验顺序的原则。首先,先做那种对设备的电磁兼容性影响最大的项目,也就是,这个项目不通过,其他项目肯定不能通过,例如,电源线传导发射,如果这个试验失败,辐射发射十有八九也失败,而电源线上的敏感性试验也十有八九失败。
其次,找那些试验时间短的,这些试验往往也费用低。这样,可以用最小的代价发现设计缺陷。
如果采取了整改措施,需要论证这些措施对已经完成的试验是不是有影响,如果有影响,可能需要重新进行试验。例如,静电放电试验,往往会由于信号线上安装了共模滤波电容,而变得更加敏感的现象。为了通过静电放电试验,我们摘除了滤波电容。這时,应该重新进行几乎所有的试验。