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多媒体及ITE设备

传统的信息技术产品和音视频产品之前的界限越来越模糊,随着科技的发展,许多电子产品兼具信息技术和音视频等多重功能,如何选择EMC测试标准成为这类设备认证重的难题,多媒体设备的概念应运而生。

      典型的信息技术设备,多媒体设备举例如下:

      Ø  信息技术设备:

      移动硬盘/CD/DVD ROM   电磁兼容

       计算机/显示器/机箱/鼠标/键盘/主板 电磁兼容

       数码相机/数码摄像机 电磁兼容

       计价器/读卡器 电磁兼容

       办公设备/扫描仪/投影仪/打印机/复印机 电磁兼容

       传真机/电话/ /MODEM/通讯终端 电磁兼容

       数据处理设备/办公设备/电子商务设备 电磁兼容

       网关/路由器等网络设备 电磁兼容

       Ø  多媒体设备:

       多媒体网络中控、音频设备、娱乐灯光控制设备、广播接收设备、投影机、幕布、电子白板、音响系统、智能讲台、黑板、话筒、电脑(可选项)、电视、液晶教学一体机、互动大屏、摄像头、扫描仪、触摸屏、数字相机、打印机等多种设备


     电磁兼容 通用标准

  抗扰类

  GB/T 17799.1 居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验

  GB/T 17799.2 工业环境中的抗扰度试验

  IEC 61000-6-1 Immunity standard for residential, commercial and light-industrial environments

  IEC 61000-6-2 Immunity Standard For Industrial Environments

  骚扰类(发射)

     GB/T 17799.3 居住、商业和轻工业环境中的发射标准

      GB/T 17799.4 工业环境中的发射标准

      IEC 61000-3-2 IEC 61000-3-12 GB 17625.1 GB/T 17625.8谐波电流 发射限值

      IEC 61000-3-3 IEC 61000-3-11 GB 17625.2 GB/T 17625.7电压闪烁 电压变化、电压波动和闪烁限值

      IEC 61000-6-3 Emission standard for equipment in residential environments

      IEC 61000-6-4 Emission standard for industrial environments 

     电磁兼容 产品标准

     CISPR 32 Electromagnetic compatibility of multimedia equipment ?Emission requirements

      GB/T 9254 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法

      GB/T 13837 声音和电视广播接收机及有关设备无线电骚扰特性限值和测量方法

      CISPR 35 Electromagnetic compatibility of multimedia equipment ? Immunity

      GB/T 9383 声音和电视广播接收机及有关设备抗扰度限制和测量方法

      GB/T 17618 信息技术设备抗扰度限值和测量方法

      EN 55103-1 - Product family standard for audio, video, audio-visual and entertainment lighting control apparatus for professional use - Part 1: Emissions

      EN 55103-2 - Product family standard for audio, video, audio-visual and entertainment lighting control apparatus for professional use - Part 2: Immunity

      CISPR 20 Sound and television broadcast receivers and associated equipment - Immunity characteristics - Limits and methods of measurement

      CISPR 24  Information technology equipment - Immunity characteristics ? Limit sand methods of measurement

 

电磁兼容测试仪器设备和附件: 通用测试项目

 抗扰类

1.静电放电抗扰度 IEC 61000-4-2 GB/T 17626.2

2.射频电磁场辐射抗扰度 IEC 61000-4-3 GB/T 17626.3 IEC 61000-4-20 IEC 61000-4-21

3.电快速瞬变脉冲群抗扰度 IEC 61000-4-4 GB/T 17626.4

4.雷击浪涌(冲击)抗扰度 IEC 61000-4-5 GB/T 17626.5

5.射频场感应的传导(CS,BCI )大电流注入抗扰度 IEC 61000-4-6 GB/T 17626.6

6.宽带脉冲传导骚扰 IEC 61000-4-6 GB/T 17626.6 GB/T 6113.102

7.工频磁场抗扰度 IEC 61000-4-8 GB/T 17626.8

8.电压暂降、短时中断 IEC 61000-4-11 GB/T 17626.11 

骚扰类(发射)

1.传导骚扰 CISPR 14-1 CISPR 32 GB 4343.1 GB/13837 GB 9254 GB/T 6113.102 GB/T 6113.201

2.辐射骚扰 CISPR 14-1 GB 4343.1 CISPR 32 GB/13837 GB 9254 GB/T 6113.105 GB/T 6113.203

3.谐波电流与电压波动,闪烁 GB/T17625.1 GB/T17625.2 GB/Z17625.3 GB/Z17625.6


    电磁兼容测试仪器设备和附件,含专用测试项目

    c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  静电放电抗扰度

静电放电模拟器  静电枪  静电放电设备

测试环境周边:

 测试木桌:长1.6m×宽0.8m×高0.8m

 水平耦合板: 长1.6m×宽0.8m×厚>1.0mm

 垂直耦合板: 长0.5m×宽0.5m×厚>1.0mm

 绝缘垫: > 长1.0m×宽0.8m×厚0.5mm

 放电线缆:470Ω×2 两头端接

 关键参数 Key parameter

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放电电流上升时间0.7 ~ 1.0ns,计量时对测试人员、操作规程、示波器要求很高!


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c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  射频电磁场辐射抗扰度

全电波暗室 FAC

横电磁波室 GTEM

 

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                       全电波暗室 FAC                    横电磁波室 GTEM



射频信号发生器 / 信号源

发射天线

功率计 / 功率探头

功率放大器

电场探头

射频开关

音频分析仪

屏蔽箱

音频调理器

前置放大器

人工嘴/人工耳朵

自由场麦克风

匹配网络

测试软件

关键参数 Key parameter

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场地均匀性对功率放大器、天线以及暗室尺寸提出了更高要求!


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c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  电快速瞬变脉冲群抗扰度

电快速脉冲群模拟器  脉冲群模拟器  脉冲群发生器 EFT BURST

容性耦合夹 容性耦合钳

耦合去耦网络 三相耦合去耦网络

同轴衰减器  50Ω同轴衰减器  1000Ω同轴衰减器

测试环境周边:

 测试木桌:长1.6m×宽0.8m×高0.8m

 水平耦合板: 长1.6m×宽0.8m×厚>1.0mm

 绝缘垫: > 长0.5m×宽0.5m×高10cm

关键参数 Key parameter

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单个脉冲上升时间和脉宽对计量人员、现场分布参数和校准器具要求很高!

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新标准要求CDN校准时多条耦合线缆同时注入EFT脉冲,对CDN结构设计和滤波电路带来了挑战!

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c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  雷击浪涌(冲击)抗扰度

雷击浪涌模拟器 浪涌发生器 雷击发生器 过电压模拟器 脉冲发生器 组合波浪涌 通信波浪涌

耦合去耦网络 三相耦合去耦网络 非屏蔽数据线耦合去耦网络 非屏蔽不对称数据线耦合去耦网络 对称数据线耦合去耦网络

高压差分电压探头 差分电压探头 电流探头

测试环境周边:

隔离变压器

关键参数 Key parameter

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电源端口CDN 针对大电流应用比较复杂,通常需要分段来满足不同电流的计量参数。

对于新能源领域,大于200A的CDN设计开发带来了挑战!

逆变电源的浪涌测试容易损坏浪涌发生器主机,尤其是采用小型化之后的浪涌脉冲电路。



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数据线浪涌CDN 难点是去耦部分,当要保证数据带宽时,很难满足浪涌的波形校准。

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c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png 射频场感应的传导(CS,BCI )大电流注入抗扰度

射频传导抗扰度一体机 传导抗扰度 CS BCI

CDN 耦合去耦网络 三相耦合去耦网络 非屏蔽数据线耦合去耦网络 非屏蔽不对称数据线耦合去耦网络 对称数据线耦合去耦网络

电磁耦合夹 电磁耦合钳

电流探头 电流注入探头

音频分析仪

测试环境周边:

 测试木桌:长1.6m×宽0.8m×高0.8m

 水平耦合板: 长1.6m×宽0.8m×厚>1.0mm

 绝缘垫: > 长0.5m×宽0.5m×高10cm

关键参数 Key parameter

IEC 61000-4-6 Ed4.0 明确了对功率放大器饱和度的判断,要求执行CDN校准过程中记录功率放大器的前向功率,这就要求射频传导抗扰度测试系统带定向耦合器以及至少两通道以上的功率计。

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                                  CISPR 35规定的连续射频感应射骚扰的电平图示

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  c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png宽带脉冲传导骚扰

白噪声发生器

功率放大器

耦合去耦网络

射频开关

辅助设备:数字用户线接入复用器

                 线路模拟器

测试环境周边:

 测试木桌:长1.6m×宽0.8m×高0.8m

 水平耦合板: 长1.6m×宽0.8m×厚>1.0mm

 绝缘垫: > 长0.5m×宽0.5m×高10cm

关键参数 Key parameter

CISPR 35中增加了针对EUT具有xDSL端口的抗扰度测试项目,此试验类似IEC 61000-4-6,通过耦合网络将干扰信号注入到EUT的xDSL端口,不同的是本项试验采用的是宽带白噪声测试信号。

宽带脉冲传导骚扰测试分为:重复测试和孤立测试。

1. 白噪声发生器测试要求:白噪声脉冲由长序列伪随机近高斯白噪声生成,长度应至少包含128k个采样点;白噪声需要进行脉冲调制,以脉冲的方式注入到CDN中;需要发生器在频率范围和幅频特性上均要满足CISPR 35的要求

2.  功率放大器和CDN的测试要求:功率放大器和CDN测试变化不超过3dB的频率响应;CDN的LCL至少60dB,使用低LCL的CDN测试,满足性能应视为满足要求;功率放大器输入输出的信号峰值有效值≥6dB;应该使用宽带峰值功率计或示波器确认波形满足标准要求;功放需要保证干扰信号的线性度。


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                                                               测试示意图


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                                                    宽带脉冲噪声骚扰的重复测试


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                                                           宽带脉冲噪声骚扰的重复测试曲线

       

      测试要求:对于重复脉冲试验,对每个试验端口应测试至少2min的骚扰。

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                                                    宽带脉冲噪声骚扰的孤立测试


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                                                宽带脉冲噪声骚扰的孤立测试曲线


       测试要求:对于孤立脉冲试验,至少试驾5个孤立脉冲,各脉冲之间至少间隔60s。




c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png工频磁场抗扰度

工频磁场发生器 磁场发生器 磁场线圈 脉冲磁场 阻尼振荡波磁场


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关键参数 Key parameter

工频的磁场强度主要由流过线圈的电流大小决定的,整套测试系统如何准确的复现磁场数据尤其重要。

 

c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度电压故障模拟器 

电压跌落测试仪 电压中断 电压暂降 电压变化

交流移相器

直流跌落源

关键参数 Key parameter

电压暂降和短时中断模拟器有几个关键参数值得关注:

1.电压上升时间tr和下降时间tf: 1μs ~ 5μs @ 100Ω纯阻

2.过冲/欠冲: <5%UT

3.三相负载电压暂降相-相模式下要求相位偏移 Phase shift

4.附录A中要求整套测试系统满足冲击电流的负荷(至少>500A)

电压变化的关键参数值得关注:

1.电压降低时间td要求是突变,相对于ms为周期的正弦波”突变”一般理解是μs级

2.电压缓慢上升时间ti:要求是25/30个正弦波周期,也即ms级别,并且在过零点处调整电压

              

以上新标准提出的几个关键技术参数导致采用传统技术的发生器变成了预兼容测试系统,例如三相交流调压器不能作为移相器 使用;带马达控制的

自耦变压器作为电压变化的发生器满足不了突变和过零点调压;采用程控电源作为调压源不满足附录A对试验冲击电流的要求。

 

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c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png EMI 发射测量系统     

Ø  辐射发射

l  辐射骚扰需要在开阔场或电波暗室进行30MHz以上的辐射发射测试。

l  EUT放置在规定的高度并且模拟正常工作情况下来布置;天线按规定的距离放置;在水平内或者垂直旋转转台并记录最大位置,再调节天线高度,使直射波和地面反射板波接近或者达到相同叠加,找出        最大的骚扰值。

l  测试距离:是指EUT的最边沿与天线的参考点的距离

l 天线高度:天线距离地面的高度在规定的范围内变化,以便获得直射波和反射波同相位时会出现的最大读数,一般天线高度最好在1-4m之间变化

l 测试频率:一般要求是30MHz-6GHz


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                                             测试距离示意图


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                        台式EUT测试布局示意图



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                                  落地式EUT测试布局示意图



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                                                               测试限值


测试设备典型配置:

测量接收机

测量天线(低频天线:30M-1G)&(高频天线:1G-6G)

前置放大器

共模吸收钳/VHF-LISN

EMI测试软件


Ø  传导发射

l   传导发射电源端测试,产品和限值不一样,但是测试方法基本一致,均是由人工电源网络(LISN)和测试接收组成。

l  传导发射电源端测试,一般使用(50uH+5Ω)//50Ω或者50uH//50Ω的V型人工电源网络。

l  为了保护测试接收机避免瞬态脉冲的损坏,一般在接收机和人工电源网络之间加脉冲限幅器。

l  测试EUT电流过大(大于400A)或者无法使用LISN测试时,可以使用高阻抗电压探头测试。

l  电信端传导共模骚扰测试:电话线,以太网等非屏蔽平衡对线可用线性阻抗稳定网络测试;对于4对以上平衡对线或者平衡电缆,复杂电线系统,电子电路的测试,需要使用电流探头和高阻抗电压探头进行测试。

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                                                台式EUT测试布局示意图


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                                            落地式EUT测试布局示意图

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                                                                现场图

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                                                    测试限值


测试设备典型配置:

测量接收机

人工电源网络

脉冲限幅器

线性阻抗稳定网络

电流探头

电压探头

EMI测试软件




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