怎样完成汽车零部件的EMI抗扰性测试？（二）

传导干扰测试

    **类测试方法叫做传导干扰测试，它不需在被测模块放置之处施加电磁场，而是直接将RF干扰施加在电缆装置或接入被测部件模块的装置中。这样一来，随着RF电流在电路结构(例如一块印制电路板PCB)中传输，部件模块与外部装置的连接处就会产生一个电流，从而在电子线路中造成干扰。这种方法与辐射场测试法虽然结果类似，但二者之间没有任何等同之处，因此这两种方法都常用于进行完整测试，有时两种测试的频率范围还有重叠。传导干扰测试*常采用的两种耦合方法有电流注入法(bulk current injection，BCI)和直接注入法，前者需要向EUT中注入干扰电流，并控制注入电流的大小，后者则注入功率并控制注入功率的大小。

电流注入法(BCI)

    BCI法在ISO 11452-4和SAE J1113/4中均有描述，采用该方法时，将一个电流注入探头放在连接被测件的电缆装置之上，然后向该探头注入RF干扰。此时，探头作为**电流变换器，而电缆装置作为**电流变换器，因此，RF电流先在电缆装置中以共模方式流过(即电流在装置的所有导体上以同样的方式流通)，然后再进入EUT的连接端口。

    真正流过的电流由电流注入处装置的共模阻抗决定，而在低频下这几乎完全由EUT和电缆装置另一端所连接的相关设备对地的阻抗决定。一旦电缆长度达到四分之一波长，阻抗的变化就变得十分重要，它可能降低测试的可重复性。此外，由于电流注入探头会带来损耗，因而需要较大的驱动能力才能在EUT上建立起合理的干扰水平。尽管如此，BCI法还是有一个很大的优点，那就是其非侵入性，因为探头可以简单地夹在任何直径不超过其*大可接受直径的电缆上，而不需进行任何直接的电缆导体连接，也不会影响电缆所连接的工作电路。

直接注入法

    BCI法对驱动能力要求过高，而且在测试过程中与相关设备的隔离也不好，直接注入法的目的就是克服BCI法的这两个缺点。具体做法是将测试设备直接连接到EUT电缆上，通过一个宽带人工网络(Broadband Artificial Network，BAN)将RF功率注入EUT电缆，而不干扰EUT与其传感器和负载的接口(见图3)，该BAN在测试频率范围内对EUT呈现的RF阻抗可以控制。BAN在流向辅助设备的方向至少能够提供500W的阻塞阻抗。干扰信号通过一个隔直电容，直接耦合到被测线上。ISO 11452-7和SAE J1113/3中描述了该方法。

汽车部件EMI测试的测试参数

   在车辆部件的EMI测试中，根据不同车辆厂商所提出的不同要求，除了引入干扰信号的基本方法有所不同以外，还有许多参数也会有所不同。但不论RF干扰怎样产生，这些参数都是相关的。

频率范围

    受测试方法本身及其所用换能器(transducer)的限制，上述的每一种方法都只适用于一个既定的频率范围。列出了本文中讨论的各种方法在相应标准中公布的适用频率范围。测试过程中，通常需要使测试信号在整个频率范围内扫描变化或步进变化，监测此时EUT与其应有功能和性能的差异来得到测试结果。每次测试的*小滞留时间一般为2秒，如果EUT的时间常数较大，滞留时间可能更长。如果采用软件控制的测试信号发生器，那么测试信号通常不是扫描过整个频率范围，而是采用步进方式，因此还要定义频率步进的步长。滞留时间和频率步长二者共同决定了执行单次扫描所需花费的时间，从而也决定了整个测试所需的时间。

幅度控制

    不论采用哪种测试方法，对施加在EUT上的测试信号幅度都必须小心控制。幅度控制的方法按照原理不同通常可分为两类，一类叫闭环控制法，一类叫开环控制法。在带状线测试和TEM单元测试时，可以通过已知的净输入功率和传输线的参数来计算得到的场。但除了这两种方法以外，都需要利用闭环法来实现幅度控制。在辐射干扰测试中，干扰信号的单位采用伏特/米(volts/meter)，在电流注入测试中，单位采用微安(milliamps)，在直接功率注入测试中，单位采用瓦特(watts)。

闭环法

    采用闭环控制法时，一个场强仪或电流监控探头一直监测着施加在EUT上的激励，据此将功率调整到目标值。该方法存在一个问题，那就是EUT的介入打乱了我们用作干扰激励的电磁场，因此找不到一个能够正确反映出我们得到的场强，并对所有类型EUT普遍适用的位置来放置场强仪，在微波暗室中进行辐射干扰测试时这一问题尤其明显。当测试频率使得EUT尺寸与波长可以相比拟时，在某些位置上场的分布可能会出现大幅下降。如果场强仪刚好放置在一个这样的位置上，那么当我们根据场强仪的读数来维持需要的电磁场强度时，势必会在EUT附近的位置上造成严重的过测(over-testing)。BCI测试中也存在类似问题，当EUT的共模输入阻抗与测试信号谐振时，要维持需要的电流就会造成过测(over-testing)。实际上，在这样的环境下，许多时候放大器都无法提供维持规定电平所需的功率，而一旦放大器过载，还会造成更多的测试问题。

开环法

   采用开环法就能回避上述问题。开环法有时也叫做置换法。采用开环法时，首先将一个既定强度的信号送入测试设备进行校准设置。在每个频率上，放大器的输出功率均受一个辅助功率计的监控，当放大器输出电平达到目标值时，对其进行记录。*后，在真实测试时，再将这个预校准的功率记录进行严格的重放。总的来说，由于对施加在EUT上的场或电流(volts per meter 或 milliamps)的测量并不在测试的要求内，因此开环法并不测量它们，只是对其进行监控，以确认系统工作正常。但由于上节谈到的原因，我们也不可能看到真正正确的测量值。在辐射干扰测试中，校准设置过程要求在EUT于微波暗室中应占据的准确位置上放置一台场强仪。而在传导干扰测试中，校准设备是一个阻抗值给定的负载，我们在其两端测量功率或电流。开环法所用到的功率参数包括净功率，或者输入换能器的前向功率和换能器反射回来的反向功率之差。在假设没有其他重大损耗时，这个差值就等于真正送入EUT的功率。因此，在采用直接耦合器时，必须在每个频率上测量两个功率。这时，可以利用一台功率计对耦合器的前向输出和反向输出分别顺序测量，也可以利用两台功率计同时测量。净功率用于说明换能器的电压驻波比(VSWR)，因为当引入EUT时VSWR会发生变化。但当EUT与测试装置严格匹配时，要保持净功率所需的前向功率相对于校准所需的功率可能有较大变化。为避免过测，为保持所需净功率而增大的前向功率不能超过2dB，即使2dB还不能满足要求，也不应继续增大，而只能将此记录在测试报告中。

调制频率和调制深度

   所有的RF抗扰性测试都需要在每个频率上对EUT施加CW(未调连续波)和已调AM信号，而EUT的响应通常更易受已调干扰影响。一般情况下，测试标准中所规定的调制信号都是调制深度为80%，频率为1kHz的正弦波。但也有个别的车辆厂商可能会有不同的要求。定义调制参数的目的是为AM和CW测试规定一个恒定的峰值电平。这一点与商用(IEC 61000-4 系列)RF抗扰性测试不同。在商用RF抗扰性测试中，调制信号的峰值功率比未调信号高5.3 dB。而在峰值电平恒定的测试中调制深度为80%的已调信号功率只有未调信号功率的0.407倍。ISO 11452中清楚地定义了这种信号的施加过程：

●在每个频点上，线性或对数增大信号强度直到信号强度满足要求(对开环法指净功率满足要求，对闭环法则指测试信号的电平严格满足要求)，根据 2 dB准则监测前向功率。

●按要求施加已调信号，并使测试信号保持时间等于EUT*小响应时间。

●缓慢降低测试信号强度，然后进行下一个频率的测试。

监测EUT

    在施加测试信号时，必须监测EUT的响应，并与其应达到的性能准则进行比较，以确定被测件是否通过测试。由于不同EUT的功能和需要满足的性能准则均不相同，因此本文不可能对这些监控方法进行概括。但如果测试软件能够自动完成部分或全部监测工作，那么整个测试就会更加简单可靠。监测过程可能只需简单地测量和记录每个频率点上的输出电压，也可能涉及一些特殊的EUT软件，这些软件能够在测试发现错误时给出标记。

报告测试结果

    在测试完成，EUT的响应也观测完毕之后，测试工程师的工作还只完成了一半。接着他或她还必须按照车辆厂商所规定的格式创建测试报告。一个部件厂商可能为多个车辆厂商提供产品，因此对同一组测试，部件厂商可能需要提交多种格式的测试报告。有些软件包中包含可选的报告生成模块，能够提供针对不同的车辆厂商定制的标准报告模板。虽然测试工程师们大都很享受测试过程，却很少有人喜欢撰写测试报告，因此所有测试实验室的经理都十分明白，为客户提供测试报告是一项*困难的任务。有了自动报告生成软件模块，不但测试工程师们不必再承担撰写测试报告的苦差，客户的要求也能更快得到满足。综上所述，虽然汽车工业中的部件EMC测试中包含许多可变参数，我们仍然可以高效地完成针对不同车辆厂商的覆盖很宽频率范围的测试。本文介绍了汽车工业中部件测试所采用的多种方法，并概括了各种方法的优缺点，通过阅读本文，测试工程师可以更好的选择测试方法，以满足客户的需求。