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汽车及车载电子设备的EMC标准以及系统实现

发布时间:2020-06-30 22:55:01 阅读: 来源:外壳厂家

摘要:本文介绍了汽车及其车载电子设备的EMC标准,以及符合测试标准的EMC测试系统。 关键词:汽车、EMC、标准、测试系统 目前在汽车及车载电子设备EMC测试领域,其标准主要有以下几类:汽车电磁兼容国际标准,如ISO、CISPR等;欧洲汽车电磁兼容标准;美国汽车工程学会(SAE)电磁兼容标准等。当然,相对比较发达的大的汽车原厂,有自己的EMC测试标准和规范。我们国家的汽车行业在近年发展较快,但是总体来讲我国在汽车电磁兼容测试标准和规范方面的发展相对滞后,不过近几年的相关标准的更新以及新标准的发布,都证明了在标准制定方面的快速发展,以同步国内汽车行业的发展。

对于原厂测试规范,各厂商的侧重点有所不同,有的厂商注重汽车电子设备的EMC及其安全性能,有的厂商则注重于汽车EMC及其机械性能。然而,随着汽车市场的国际化,汽车原厂在EMC标准及规范方面有统一的趋势,以国际标准CISPR和ISO作为设计规范参考。对于国内的汽车工业要走向国际化市场,需要对这方面的发展和变化作以跟踪,以适应其标准,这样才会在竞争中处于有利地位。 随着科技的发展,汽车业的强劲增长,车载电子设备的增加,汽车EMC设计标准和规范就扮演着极为重要的角色。现在,汽车里的多媒体娱乐,蓝牙通讯,卫星定位,刹车,安全气囊等系统都有可能对外界发出干扰信号,或者汽车进入强干扰区,因车载电子系统过于敏感而导致操作失灵,轻则造成驾驶不便,重则导致车祸,危及生命安全。所以,汽车电子电磁兼容包括干扰测试(EMI)和抗扰度测试(EMS),两种测试都含有辐射及传导的测量要求。 基于上述标准和规范的发展趋势、汽车及车载电子设备EMC性能的要求,更加突出了ISO和CISPR标准的重要性,下面就是相关的主要测试标准和规范。 对于汽车整车测试标准,有ISO11451和CISPR12,其中标准ISO11451分为ISO11451-1-2000《道路车辆.用窄带发射的电磁能量进行电子干扰.车辆试验方法.第1部分:总则和定义》,ISO11451-2-2000《道路车辆.用窄带发射的电磁能量进行电子干扰.车辆试验方法.第2部分:终止车辆辐射源》;而对应于标准CISPR12:1997,被国内等同采用,对应的国标为GB14023-2000《车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法》。 对于汽车零部件测试标准,有ISO11452和CISPR25,其中标准ISO11452分为ISO11452-1-2000《道路车辆.用窄带发射的电磁能量进行电子干扰.部件试验方法.第1部分:总则和定义》,ISO11452-2-2000《道路车辆.用窄带发射的电磁能量进行电子干扰.部件试验方法.第2部分:吸收电磁室》;而对应于标准CISPR25:1995,被国内等同采用,对应的国标为GB18655-2002《用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》。 只有根据车辆限值进行的整车试验才能被用于最终评价零部件的兼容性,因此部分标准对车辆和零部件的EMC性能提出了共同要求。 CISPR12和CISPR25是针对汽车和车载电子的骚扰特性的测量规范。内容涵盖了辐射及传导测试以及各项测试的方法要求、测试布置、极限等。辐射测试主要是针对汽车及其车载设备,对于辐射测试,通过接收天线和测试接收机来进行测试。频率为150kHz-1GHz,并且这一测试频率的上限要进一步扩展,1GHz-18GHz频段的测量方法正在考虑中。传导测试则根据被测产品供电的电源线及其回线的长度的不同,作出不同的测试布置。 为了强调汽车的安全,在汽车EMC测试中,其抗扰度测试(EMS)标准的设计和规范显得更为重要。ISO11451和ISO11452是针对汽车与车载电子进行的抗扰度性能的标准和规范。其中,辐射抗扰度和大电流注入为连续波抗扰度。辐射抗扰度以一米的测试距离向测试产品施加场强,根据不同的测试等级,其场强要求不同,频率从10kHz-18GHz,而不同等级的场强意味着被测件在紧急情况下,在汽车安全方面所呈现的重要性。换句话说,越是对安全有直接和重大影响的被测件,场强的要求就越高,一般都从100V/m或200V/m开始。大电流注入法(BCI),一般都做到400MHz,注入电流为100mA-200mA,采用功率放大器放大的信号加到注入钳上,有分开环或闭环测试。根据测试要求,整车的辐射抗扰度测试要在暗室内进行,而部件的辐射抗扰度测试相对灵活,可以在暗室、带状线或者TEM小室内进行相关的测试。

总体来看,汽车与汽车电子市场在消费者需求的驱动下,将强劲地增长,同时会带动其它电子产业,而汽车安全系统是汽车电子领域增长最强劲的需求之一。所以,汽车电子电磁兼容是一项极为重要,不可忽视的领域。不论是以市场,经济或技术角度来看,它都是极有吸引力的。 针对汽车及车载电子设备的EMC要求,依据ISO以及CISPR的相关标准,罗德与施瓦茨公司提供了相应的EMC测试系统解决方案,完全能够满足汽车及车载电子设备的EMC性能测试要求。其对应的EMC测试系统为R&S®TS9994,现将其测试系统简介如下: 汽车及车载电子设备的EMC测试系统:R&S®TS9994 主要特性: ◆符合汽车EMC测试标准 ◆模块化系统设计 -有多种模块备选 -适应未来需求的开放式设计 -可升级到完全符合认证的测试系统 ◆研发实验室的理想选择 -结构紧凑的系统设计 -不需要特殊的基础设施 ◆抗扰度(EMS)9kHz到2.5GHz,可达200V/m ◆发射(EMI)9kHz到3GHz ◆传导和辐射测量 ◆覆盖了当前和未来的无线波段 ◆成熟的解决方案 ◆测试软件R&S®EMC32 -图形化操作的设计思想(虚拟设备) -直观的用户指导 应用范围EMC测试系统R&S®TS9994可以在下列汽车零部件标准所规定的频率范围和限定值内,进行测量:ISO11452、CISPR25与SAEJ1113.由于采用了模块化的设计,R&S®TS9994可以在后期升级到一个完全符合认证的测试系统。 灵活的扩展性

用户可以根据自己的的需求,选择不同等级所对应的EMC扩展系统: 等级描述 1辐射发射(EMI)9kHz到3GHz发射(EMI) 2辐射9kHz到3GHz传导10kHz到108MHz 3辐射敏感度(EMS)9kHz到1GHz敏感度 4辐射9kHz到1GHz传导1MHz到400MHz(BCI) 5辐射+传导EMC等级2和4的组合辐射敏感度(EMS) 61.7GHz到2.5GHz等级4和5的扩充 等级6是在GHz范围内,对当前和未来无线服务(GSM,UMTS,Bluetooth等)的EMS测试的一个扩展。 测试系统软件R&S®EMC32 测试软件R&S®EMC32是系统的一部分,它易于操作且界面直观。实现了手动和全自动测试的完美结合。 EUT监控 系统提供了几种进行EUT监控的替代方案: ◆通过IEEE/IEC或RS-232-C接口 ◆模拟和数字I/O板(NI)

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