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轿车元件中EMI抗干扰测验剖析

汽车元件中EMI抗干扰测试分析-多年以来,电磁干扰(EMI)效应一直是现代电子控制系统中备受关注的一个问题。尤其在今天的汽车工业中,车辆采用了许多关键的和非关键 (critical and non-c

  多年以来,电磁搅扰(EMI)效应一直是现代电子操控体系中备受重视的一个问题。尤其在今日的轿车工业中,车辆选用了许多要害的和非要害 (criTIcal and non-criTIcal)的车载电子模块,例如引擎办理模块、防抱死体系、电子动力转向功能模块(electrical power steering funcTIons)、车内文娱体系和热操控模块。

  一起,车辆所在的电磁环境也愈加杂乱。车上的电子元件有必要与射频发射机共存,这些发射机有些设备和设置得比较恰当(例如应急服务车辆中),有些却并非如此(例如一些出厂后设备的CB发射器和车载移动电话)。此外,车辆还或许进入一些外部发射机发生的强电磁场区域,强度可达几十乃至几百福特每米。轿车业在多年前就已意识到这些问题,一切闻名厂商都已采纳必定办法,经过拟定测验规范和立法要求,力求借此削减电磁搅扰的影响。因而,今日的车辆对这种搅扰都具有了较强的反抗才能。但EMI对车载模块的功能影响非常大,因而有必要持续对其保持警惕。

  车辆及其部件的测验是一个高度专业的范畴,一贯由厂商自己完结。在有些国家,许多车辆厂商会一起赞助那些专业的测验实验室。跟着车辆中运用的子部件日益增多,轿车厂商将部件外包的趋势也日趋显着,因而,EMC测验开端逐步变成部件厂商的职责。在比如ISO 11452 (世界规范化安排) 和 SAE J1113 (轿车工程师协会)等轿车部件抗扰性测验世界规范的子章节中,都描绘了频率存在堆叠的多种不同测验办法和测验等级。在没有任何更高的立法要求时,车辆厂商们就可以在这些通用规范的基础上拟定其测验要求。即当某轿车厂商欲为其部件供货商拟定部件等级的测验要求时,他可以从包括多种测验办法、测验频率规模和测验等级的清单上挑选适宜的金钱来构成他自己的测验规范。终究,一个为多家轿车厂商供给子部件的厂家就有或许有必要依据不同的规范,选用不同的办法,在同一个频率规模内测验相同的部件。

  为了满意客户的测验需求,部件厂商可以选用一系列针对ISO 11452 和SAE J1113中包括的RF测验规范而规划的轿车部件测验体系来协助完结作业。这些测验体系一般都是自含(self-contained)体系,遵从一切规范中规则的最高等级测验规范。选用这样的体系之后,部件厂商在对多个规范进行测验时,用到的许多测验仪器都是相同的,因而能节约很多资金。以下咱们将评论几种RF测验办法和轿车厂商测验需求中所规则的一些测验参数,并讨论部件厂商怎样才能依据不同客户的测验需求建立相应的测验体系,到达只测验需求项意图意图。

  几种RF测验办法

  要想测验一个轿车部件的RF抗扰性,有必要经过一种与车内搅扰呈现办法适当的办法向其施加RF搅扰。这就引进了第一个变量。轿车或许会暴露在一个外场中,也或许带着有会发生搅扰信号的发射机和天线,但无论如何,搅扰场都可以直接作用于部件所在的方位。例如,当该部件设备在外表盘上或邻近的开放式区域时,它所发生的搅扰就比当它被设备在车辆底盘邻近甚或是在引擎箱内这样的屏蔽区时形成的损害要大得多。另一方面,为了供电和信号衔接的需求,一切电子模块都连到车辆的配线体系。

  而配线设备适当于一个有用的天线,可以与RF搅扰耦合,不管部件设备在什么地方,RF电流都或许经过其接插件传导到部件中。鉴于此,咱们一般选用的测验办法有两组:辐射搅扰测验和传导搅扰测验。

  辐射搅扰测验

  一切的辐射测验法都不外向被测设备施加一个强度得到校准的RF场,这样,就能将RF 电流和电压引进设备的内部结构,然后这些RF电流和电压又会呈现在有源器材的灵敏节点上,然后在电子线路中形成搅扰。不同办法在施加RF场的办法上有所不同,它们各有其优、缺陷和局限性。

  微波暗室中的辐射天线丈量法

  最简单明了的发生RF场的办法便是向一个天线灌入能量,并将其指向被测设备 (EUT)。天线可以将RF能量转化为一个辐射场,并使其充溢测验区域。因为需求在很宽的频谱规模内发生高电平的RF信号,为了避免与邻近的其他合法无线电用户彼此搅扰,测验应该在一个屏蔽室中进行。但这会引进墙面的反射,然后改动室内的场散布。为处理这一问题,需求对屏蔽室的外表进行电波消声处理,发明一个“吸波室(absorber lined chamber)”环境,而这又会极大添加测验设备的本钱。测验时运用的天线在被测频率规模内应该具有较宽的频率响应。车辆测验中的测验频率或许从 10kHz到18GHz,因而需求的天线也有许多种不同的类型(见图1)。此外,加之于EUT上的场也应该尽或许均匀而且遭到杰出操控。测验时的场或许会影响暗室的标准,因而天线不能离EUT过近,方向性也不能太强,不然发生的场会只集中于EUT的某一个区域。一起,天线和EUT间隔过近还会导致二者互感增大,然后加大天线上所加信号的操控难度。被测目标的物理尺度越大,这一间隔要求就越难满意。别的,依据公式P = (E · r)2/30 watts(当天线具有单元增益时),天线离EUT越远,到达某个给定场强时需求的功率就越大。

  图1 典型的辐射搅扰测验设备

  留意,该公式给出的是场强和间隔的平方率联系,即当某个给定间隔上的场强从10 V/m增大到20 V/m时,需求的功率是本来的4倍,或者说当场强从10 V/m增大到20 V/m时,在给定功率下,间隔只要本来的四分之一。EUT方位处的场强经过一个各向同性的宽带场传感器来丈量,各向同性是为了确保传感器对方向不灵敏,而宽带则是为了确保它在不同频率下均能得到正确的丈量值。

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