汽車電子電器電磁兼容測試研究

朱德康

[摘要]針對汽車電子化程度的日益提高，隨之而來的EMC問題，首先對相關(guān)技術(shù)和標準進行研究，接著提出對于電壓和電流的測試方法，最后還針對EMS的自動化測試軟件提出設(shè)計思路。

[關(guān)鍵詞]汽車電子 電磁兼容 測試

中圖分類號：TM93 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2009）0720030－02

一、引言

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，汽車正由傳統(tǒng)的機械化化向著電子化邁進。汽車電子化程度的高低被看作衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標志。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計表明，研發(fā)、制造汽車電子電器組件（ESA）的成本已占到總成本的40%以上。隨著電子信息技術(shù)在汽車上的進一步應(yīng)用，汽車的機械結(jié)構(gòu)還將發(fā)生重大的變化，汽車的各種操縱系統(tǒng)向電子化和電動化發(fā)展。但是，隨著汽車電子化程度的提高，汽車電子的電磁兼容性（EMC）問題變得日益復(fù)雜，它對汽車電子電器組件及整車的電磁兼容性提出了更高的要求。為了確保汽車的電磁兼容性，汽車電氣系統(tǒng)、分系統(tǒng)、電子電器設(shè)備的電磁干擾（EMI）和電磁敏感度（EMS）的技術(shù)參數(shù)都必須符合有關(guān)的國際或國家標準。因此對于汽車的EMI，EMS這兩個主要技術(shù)領(lǐng)域的允許極限值的測量方法的研究就有很重要的意義。

二、相關(guān)研究

（一）電磁兼容概述

電磁兼容就是器件、設(shè)備或系統(tǒng)在所處的電磁環(huán)境中良好運行，并且不對其所在環(huán)境產(chǎn)生任何難以承受的電磁干擾的能力。電磁干擾是指任何可能引起器件、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低的電磁現(xiàn)象，電磁干擾可能是電磁噪聲、無用信號或傳播媒介本身的變化。電磁敏感度衡量的是電子設(shè)備或分系統(tǒng)對電磁環(huán)境所呈現(xiàn)的不希望有的響應(yīng)程度。簡言之，EMC涵蓋了EMI、EMS兩個方面。為實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備互不干擾、兼容運行，既要控制電磁干擾源的電磁發(fā)射，又要提高受騷擾對象的抗擾度。任何一對復(fù)雜系統(tǒng)或裝置之間的電磁騷擾和響應(yīng)過程，可用電磁干擾三要素來描述：用輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射來描述騷擾源；用輻射抗擾度和傳導(dǎo)抗擾度來描述感受器；耦合途徑。

（二）汽車電磁兼容標準概述

汽車EMC標準是汽車電磁兼容設(shè)計、仿真和測試的基礎(chǔ)，它對整車和零部件的抗干擾水平、干擾限值、測試方法、測試環(huán)境等做了規(guī)定。車輛的電磁兼容標準最早可以追溯到20世紀30年代，在第一次世界大戰(zhàn)前無線電接收機開始被安裝在車輛上，車輛的電磁干擾逐漸引起了人們的注意。國外一直對汽車的電磁兼容問題非常重視，很早就開始了電磁兼容性標準的制訂工作，目前已經(jīng)形成了較為完善的汽車電磁兼容性標準體系。

我國于1986年成立了全國無線電干擾標準化技術(shù)委員會（CTCSRI），以對應(yīng)國際無線電干擾特別委員會CIPSR的工作，以后陸續(xù)成立了分技術(shù)委員會以對口CIPSR各分技術(shù)委員會的工作。其中無干委D分會（CTCSRI/D）于1988年12月成立，全稱為“全國無線電干擾標準化技術(shù)委員會機動車輛和內(nèi)燃機無線電干擾標準化分技術(shù)委員會”，簡稱“D分會”。D分會的主要職責是研究并指定有關(guān)機動車輛和內(nèi)燃機電磁兼容標準化工作的具體方針、政策和技術(shù)措施；在本專業(yè)領(lǐng)域，負責國家標準制定、修訂和復(fù)審工作，標準宣傳貫徹和解釋工作；承擔國際組織CISPR心的對口技術(shù)工作及其它標準化工作?？傮w來說，國內(nèi)汽車電磁兼容性標準是在吸收國際標準的基礎(chǔ)上制訂的，還很不健全，有待進一步研究完善。

三、汽車電源線傳導(dǎo)電壓測量

測量電源線的發(fā)射，采用線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)做隔離。由于EUT（Equip

ment Under Test）中的導(dǎo)線產(chǎn)生輻射，所以傳導(dǎo)發(fā)射會對輻射發(fā)射的測量有影響。因此在進行輻射發(fā)射試驗之前，先用傳導(dǎo)發(fā)射限值來判定性能。設(shè)備布置圖如1所示：

（1：電源；2：線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)；3：測量儀器；4：EUT；5：接地平板；6：測試線束；7：絕緣層；8：同軸電纜）

四、汽車電源線傳導(dǎo)電流測量

測量控制線/信號線的發(fā)射，采用電流探頭。電流探頭測量用于單根或一組控制線/信號線的測量，測量探頭應(yīng)與所測的線的尺寸相適應(yīng)。具體布置見圖2所示：

五、EMS測試軟件

EMS測試是產(chǎn)品電磁兼容測試的一項重要內(nèi)容，如果按照標準規(guī)定的方法，采用手動的方法進行測試，由于測試的頻率點很多，導(dǎo)致步驟繁瑣，完成試驗要花費大量的時間，也容易出差錯，所以進行自動測試是必然的趨勢。國外專業(yè)電磁測量儀器同時也能提供一些相應(yīng)的測試軟件，但這些軟件也存在一些不足：通用性差，只適用于本公司或少數(shù)幾家公司生產(chǎn)的較新型的儀器設(shè)備，不能廣泛的控制其他公司生產(chǎn)的儀器設(shè)備；價格比較昂貴；費漢化界面，不利于在國內(nèi)推廣和使用。為此，本文提出一種較通用的電磁輻射敏感度自動測試軟件設(shè)計思路。

為了實現(xiàn)自動測試軟件的通用性，把自動測試軟件劃分為三個層次結(jié)構(gòu)。處于最上層的是電磁輻射敏感度自動測試控制程序，是測試軟件的核心。第二層是各種測試儀器的控制子VI，它是針對每一臺設(shè)備編寫的能夠控制該儀器各種操作和參數(shù)的程序。處于最底層的是GPIB卡驅(qū)動程序，它是用來控制GPIB卡操作的。

該軟件利用LABVIEW語言開發(fā)其流程圖如圖3所示。其中自動測試控制程序包括三個模塊：校準模塊、測試模塊、測試報告模塊。校準模塊實現(xiàn)了產(chǎn)生標準測試場強的校準過程。根據(jù)對標準測試場強、校準的頻率范圍、開始電平和步進電平的設(shè)置，對每一個頻率，調(diào)整信號輸出電平，使測試區(qū)所處的場強達到目標場強，測試界面可實時顯示校準結(jié)果曲線。測試模塊根據(jù)校準模塊的校準結(jié)果，控制信號發(fā)生器的輸出頻率、電平和調(diào)制參數(shù)，通過功率放大器在ATEM小室內(nèi)產(chǎn)生標準場強，照射受試設(shè)備，在每一測試頻率點，測試人員觀察受試設(shè)備的反應(yīng)，給出受試設(shè)備在該頻點上的評定。測試報告模塊完成對測試結(jié)果數(shù)據(jù)的處理，生成WORD格式測試報告。

六、結(jié)束語

本文針對汽車電子化程度的日益提高，隨之而來的EMC問題，提出了對于電壓和電流的測試方法，最后還針對EMS的自動化測試軟件提出設(shè)計思路。文章的研究對汽車電子的EMC問題具有一定的意義。

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