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詳解EMC輻射發(fā)射、傳導發(fā)射測試
日期：2025-04-29 13:36
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摘要：電子產品為什么要做 EMC 電磁兼容測試，EMC 測試要怎么做，自始至終是硬件、PCB 工程師做電子設計必不可少的重要環(huán)節(jié)。
據了解，全世界幾乎所有國家的 IT、 無線電和電信產品，在成為電子合格產品并在市面流通前，都需要進行電磁兼容 EMC 測試。EMC 測試過程，旨在驗證產品傳輸的電磁干擾是否在可接受范圍內，并且確保你的產品及功能本身不會受到電磁干擾的負面影響。
既然電磁兼容（EMC）那么重要，我們做產品的 EMC 項目測試時，需要怎么做呢？
一個完整的產品項目 EMC 測試，具體包括以下幾個步驟：
? EMC 輻...
電子產品為什么要做 EMC 電磁兼容測試，EMC 測試要怎么做，自始至終是硬件、PCB 工程師做電子設計必不可少的重要環(huán)節(jié)。
據了解，全世界幾乎所有國家的 IT、 無線電和電信產品，在成為電子合格產品并在市面流通前，都需要進行電磁兼容 EMC 測試。EMC 測試過程，旨在驗證產品傳輸的電磁干擾是否在可接受范圍內，并且確保你的產品及功能本身不會受到電磁干擾的負面影響。
既然電磁兼容（EMC）那么重要，我們做產品的 EMC 項目測試時，需要怎么做呢？
一個完整的產品項目 EMC 測試，具體包括以下幾個步驟：
? EMC 輻射發(fā)射測試：測量電磁干擾（EMI）的測試通過電氣設備
? EMC 抗擾度測試：測量產品對其他來源的電磁干擾的敏感性的測試
? 靜電放電（ESD）測試：當兩個物體接觸時釋放靜電。ESD 的例子包括在衣物烘干機或閃電中烘干衣物后有時會感覺到的靜電。
? 傳導抗擾度測試：將電流注入被測系統(tǒng)的輸入和輸出電纜
? 傳導發(fā)射測試：從電氣設備通過電源線傳輸回電氣系統(tǒng)的射頻能量
? 射頻兼容性測試：射頻是能量的電磁輻射對通信有用的頻率。我們提供的測試側重于在系統(tǒng)內運行的天線連接 RF 接收器 / 發(fā)射器子系統(tǒng)正常運行而不會因天線到天線耦合而導致性能下降的能力
今天我們來詳細講解一下 EMC 輻射發(fā)射測試、傳導發(fā)射測試：
EMC 對外發(fā)射測試
定義：對外發(fā)射主要測試設備在正常工作時自身對外界的輻射干擾強度，按照在客戶端的典型安裝要求對受試設備進行布置，線材要遵從規(guī)格書規(guī)定的長度和型號；除了 36.201.1a 規(guī)定的設備外，其他設備和系統(tǒng)應根據 GB4824（工業(yè)、科學和醫(yī)療（ISM）射頻設備騷擾特性限值和測量方法）進行分組、分類和測試。
范圍：對外發(fā)射包含頻率為 9kHz—18GHz
（1）9KHz—30MHz 頻段
在這個頻段測量磁場 H，當 EUT 較小時，放在大磁環(huán)天線（LLA）中，測量騷擾磁場的感應電流；當 EUT 較大時，采用遠天線法，用單小環(huán)在規(guī)定距離測量騷擾的磁場強度。
（2）30MHz—18GHz 頻段
在這個頻段測量電場 E：1GHz 以下，即 30MHz—1GHz 所需設備場地大致如下：場地選擇在開闊場地或半電波暗室，模擬半自由空間，0.8m 高木桌，可 360 度旋轉轉臺，測量距離為 3、10m 和相應的限值，天線 1—4m 高可調，進行天線垂直極化和水平極化測試，寬帶天線、同軸電纜、騷擾測量儀組成 50Ω匹配傳輸系統(tǒng)，天線的阻抗、同軸電纜的阻抗和干擾測量儀的輸入阻抗都應相等，阻抗不匹配將引起反射，形成駐波，影響讀數準確性。騷擾測量儀特性判斷，采用準峰值或者峰值測量。
1GHz 以上，即 1GHz—18GHz 所需設備場地大致如下在全電波暗室，模擬自由空間，接收天線設置在與 EUT 統(tǒng)一高度上，轉臺仍需 360 度轉動，測試距離為 3m，采用小口徑定向天線，水平和垂直兩種狀態(tài)都要測量，垂直放置時天線的*低端離地應大于 25cm，以免影響天線的性能，采用頻譜分析儀設在*大保持方式和對數 dB 顯示方式，測量結果用電場強度的峰值或平均值標示（不用準峰值），峰值測量時采用 1MHz 的分辨率帶寬和視頻帶寬，平均值測量時仍采用 1MHz 的分辨率帶寬但視頻帶寬應大大縮小至 10Hz，相當于加了一個低通濾波器。
輻射發(fā)射 - 測試步驟：
在距 EUT（受試設備）外墻 3m 處放置天線和接收機，將天線中心調至離地面 2m 高度；先關閉受試設備，測試環(huán)境噪聲電平；開啟受試設備，調整布線方式（包括天線的高度、天線的極化方向以及轉臺的角度），選擇*大輻射點；執(zhí)行受試設備不同功能，尋找*大輻射模式；旋轉天線，分別測試水平和垂直方向輻射騷擾；以受試設備為中心移動天線，盡可能多的選取測試點進行測量；選取*高輻射電平作為測量結果；試驗可在開闊場和半電波暗室內進行；關閉設備。
EMC 傳導發(fā)射測試
傳導發(fā)射（Conducted Emission）測試，簡稱 CE，也被稱為傳導騷擾，是指系統(tǒng)內部的電壓或電流通過信號電纜、電源線或地線傳輸出去而成為其他系統(tǒng)或設備干擾源的一種電磁現(xiàn)象。傳導發(fā)射測試通常也會被稱為騷擾電壓測試，只要有電源線的產品都會涉及到，包括許多直流供電產品，另外，信號 / 控制線在不少標準中也有傳導發(fā)射的要求，通常用騷擾電壓或騷擾電流的限值（兩者有相互轉換關系）來表示。
傳導發(fā)射 - 測試配置、步驟：
EUT 應該放在距離地面 80~90cm 高的實驗臺上，實驗臺表面為鋪金屬接地板的導電平面或非導電平面，一般以 EUT 實際使用的環(huán)境、地點來選擇使用導電或非導電的實驗臺，比如便攜式設備可置于非導電實驗臺上，安裝在船艙內的設備需在金屬導電實驗臺上進行測試。被測電源線通過電源阻抗穩(wěn)定網絡接到電網上，被測件的電纜可按所依據標準的要求擺放，選擇不同的長度敷設。
臺式設備的傳導發(fā)射試驗的標準試驗配置如下所示。
①超長的電纜要進行捆扎，折成 30~40cm 的線束；
②不用的 I/O 信號電纜末端接終端電阻，進行終端匹配，不能懸空，這一點尤其重要；
③EUT 與 LISN 之間的間隔在地面上的投影距離為 80cm；
④所有的電纜與 GND 之間的間距在 10cm 以上；
⑤懸垂電纜末端距 GND 為 40cm 以上，以保證不會有過分的空間耦合。
立式設備的傳導發(fā)射試驗的標準試驗配置如下所示。
①超長的電纜要進行捆扎，折成 30~40cm 的線束；
②不用的 I/O 信號電纜末端接終端電阻，進行終端匹配，不能懸空，這一點尤其重要；
③EUT 與 GND 之間要絕緣；
④所有的電纜與 GND 之間的間距在 10cm 以上（這一點影響非常大，因為電纜上的共模電流會發(fā)生大變化）。
?
傳導發(fā)射試驗的目的在于依據統(tǒng)一的標準（限值）對電子產品通過電源線、信號線、控制線或地線向外發(fā)射的傳導電磁騷擾水平進行評估和規(guī)范。
當電子設備的噪聲頻率小于 30MHz 時，主要干擾音頻頻段。電子設備的電纜對于這類低頻的電磁波來說，還不是一個波的波長（30MHz 的波長為 10m），它向空中輻射的效率很低。這樣，若能測得電纜上感應的噪聲電壓，就能衡量這一頻段的電磁噪聲干擾程度。這類噪聲就是傳導噪聲，像間斷噪聲、電熨斗、洗衣機、電飯煲的喀嚦聲等等。這里所測得的干擾噪聲只是針對頻率在 30MHz 以下的連續(xù)騷擾電壓進行測試。如下圖 1.1 所示為在輸入端口進行傳導騷擾測試的試驗配置，LISN 為線性阻抗穩(wěn)定網絡，EUT 為受試設備，LOAD 為輸出端口的負載，下圖 1.2 所示為在輸出端口進行傳導騷擾測試的試驗配置。
?
圖 1.1 輸入端口進行傳導騷擾測試示意圖
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圖 1.2 輸出端口進行傳導騷擾測試示意圖
據了解，全世界幾乎所有國家的 IT、 無線電和電信產品，在成為電子合格產品并在市面流通前，都需要進行電磁兼容 EMC 測試。EMC 測試過程，旨在驗證產品傳輸的電磁干擾是否在可接受范圍內，并且確保你的產品及功能本身不會受到電磁干擾的負面影響。
既然電磁兼容（EMC）那么重要，我們做產品的 EMC 項目測試時，需要怎么做呢？
一個完整的產品項目 EMC 測試，具體包括以下幾個步驟：
? EMC 輻射發(fā)射測試：測量電磁干擾（EMI）的測試通過電氣設備
? EMC 抗擾度測試：測量產品對其他來源的電磁干擾的敏感性的測試
? 靜電放電（ESD）測試：當兩個物體接觸時釋放靜電。ESD 的例子包括在衣物烘干機或閃電中烘干衣物后有時會感覺到的靜電。
? 傳導抗擾度測試：將電流注入被測系統(tǒng)的輸入和輸出電纜
? 傳導發(fā)射測試：從電氣設備通過電源線傳輸回電氣系統(tǒng)的射頻能量
? 射頻兼容性測試：射頻是能量的電磁輻射對通信有用的頻率。我們提供的測試側重于在系統(tǒng)內運行的天線連接 RF 接收器 / 發(fā)射器子系統(tǒng)正常運行而不會因天線到天線耦合而導致性能下降的能力
今天我們來詳細講解一下 EMC 輻射發(fā)射測試、傳導發(fā)射測試：
EMC 對外發(fā)射測試
定義：對外發(fā)射主要測試設備在正常工作時自身對外界的輻射干擾強度，按照在客戶端的典型安裝要求對受試設備進行布置，線材要遵從規(guī)格書規(guī)定的長度和型號；除了 36.201.1a 規(guī)定的設備外，其他設備和系統(tǒng)應根據 GB4824（工業(yè)、科學和醫(yī)療（ISM）射頻設備騷擾特性限值和測量方法）進行分組、分類和測試。
范圍：對外發(fā)射包含頻率為 9kHz—18GHz
（1）9KHz—30MHz 頻段
在這個頻段測量磁場 H，當 EUT 較小時，放在大磁環(huán)天線（LLA）中，測量騷擾磁場的感應電流；當 EUT 較大時，采用遠天線法，用單小環(huán)在規(guī)定距離測量騷擾的磁場強度。
（2）30MHz—18GHz 頻段
在這個頻段測量電場 E：1GHz 以下，即 30MHz—1GHz 所需設備場地大致如下：場地選擇在開闊場地或半電波暗室，模擬半自由空間，0.8m 高木桌，可 360 度旋轉轉臺，測量距離為 3、10m 和相應的限值，天線 1—4m 高可調，進行天線垂直極化和水平極化測試，寬帶天線、同軸電纜、騷擾測量儀組成 50Ω匹配傳輸系統(tǒng)，天線的阻抗、同軸電纜的阻抗和干擾測量儀的輸入阻抗都應相等，阻抗不匹配將引起反射，形成駐波，影響讀數準確性。騷擾測量儀特性判斷，采用準峰值或者峰值測量。
1GHz 以上，即 1GHz—18GHz 所需設備場地大致如下在全電波暗室，模擬自由空間，接收天線設置在與 EUT 統(tǒng)一高度上，轉臺仍需 360 度轉動，測試距離為 3m，采用小口徑定向天線，水平和垂直兩種狀態(tài)都要測量，垂直放置時天線的*低端離地應大于 25cm，以免影響天線的性能，采用頻譜分析儀設在*大保持方式和對數 dB 顯示方式，測量結果用電場強度的峰值或平均值標示（不用準峰值），峰值測量時采用 1MHz 的分辨率帶寬和視頻帶寬，平均值測量時仍采用 1MHz 的分辨率帶寬但視頻帶寬應大大縮小至 10Hz，相當于加了一個低通濾波器。
輻射發(fā)射 - 測試步驟：
在距 EUT（受試設備）外墻 3m 處放置天線和接收機，將天線中心調至離地面 2m 高度；先關閉受試設備，測試環(huán)境噪聲電平；開啟受試設備，調整布線方式（包括天線的高度、天線的極化方向以及轉臺的角度），選擇*大輻射點；執(zhí)行受試設備不同功能，尋找*大輻射模式；旋轉天線，分別測試水平和垂直方向輻射騷擾；以受試設備為中心移動天線，盡可能多的選取測試點進行測量；選取*高輻射電平作為測量結果；試驗可在開闊場和半電波暗室內進行；關閉設備。
EMC 傳導發(fā)射測試
傳導發(fā)射（Conducted Emission）測試，簡稱 CE，也被稱為傳導騷擾，是指系統(tǒng)內部的電壓或電流通過信號電纜、電源線或地線傳輸出去而成為其他系統(tǒng)或設備干擾源的一種電磁現(xiàn)象。傳導發(fā)射測試通常也會被稱為騷擾電壓測試，只要有電源線的產品都會涉及到，包括許多直流供電產品，另外，信號 / 控制線在不少標準中也有傳導發(fā)射的要求，通常用騷擾電壓或騷擾電流的限值（兩者有相互轉換關系）來表示。
傳導發(fā)射 - 測試配置、步驟：
EUT 應該放在距離地面 80~90cm 高的實驗臺上，實驗臺表面為鋪金屬接地板的導電平面或非導電平面，一般以 EUT 實際使用的環(huán)境、地點來選擇使用導電或非導電的實驗臺，比如便攜式設備可置于非導電實驗臺上，安裝在船艙內的設備需在金屬導電實驗臺上進行測試。被測電源線通過電源阻抗穩(wěn)定網絡接到電網上，被測件的電纜可按所依據標準的要求擺放，選擇不同的長度敷設。
臺式設備的傳導發(fā)射試驗的標準試驗配置如下所示。
①超長的電纜要進行捆扎，折成 30~40cm 的線束；
②不用的 I/O 信號電纜末端接終端電阻，進行終端匹配，不能懸空，這一點尤其重要；
③EUT 與 LISN 之間的間隔在地面上的投影距離為 80cm；
④所有的電纜與 GND 之間的間距在 10cm 以上；
⑤懸垂電纜末端距 GND 為 40cm 以上，以保證不會有過分的空間耦合。
立式設備的傳導發(fā)射試驗的標準試驗配置如下所示。
①超長的電纜要進行捆扎，折成 30~40cm 的線束；
②不用的 I/O 信號電纜末端接終端電阻，進行終端匹配，不能懸空，這一點尤其重要；
③EUT 與 GND 之間要絕緣；
④所有的電纜與 GND 之間的間距在 10cm 以上（這一點影響非常大，因為電纜上的共模電流會發(fā)生大變化）。
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傳導發(fā)射試驗的目的在于依據統(tǒng)一的標準（限值）對電子產品通過電源線、信號線、控制線或地線向外發(fā)射的傳導電磁騷擾水平進行評估和規(guī)范。
當電子設備的噪聲頻率小于 30MHz 時，主要干擾音頻頻段。電子設備的電纜對于這類低頻的電磁波來說，還不是一個波的波長（30MHz 的波長為 10m），它向空中輻射的效率很低。這樣，若能測得電纜上感應的噪聲電壓，就能衡量這一頻段的電磁噪聲干擾程度。這類噪聲就是傳導噪聲，像間斷噪聲、電熨斗、洗衣機、電飯煲的喀嚦聲等等。這里所測得的干擾噪聲只是針對頻率在 30MHz 以下的連續(xù)騷擾電壓進行測試。如下圖 1.1 所示為在輸入端口進行傳導騷擾測試的試驗配置，LISN 為線性阻抗穩(wěn)定網絡，EUT 為受試設備，LOAD 為輸出端口的負載，下圖 1.2 所示為在輸出端口進行傳導騷擾測試的試驗配置。
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圖 1.1 輸入端口進行傳導騷擾測試示意圖
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圖 1.2 輸出端口進行傳導騷擾測試示意圖
