使用示波器测试EMI 辐射干扰

在当今的电子设备中，电磁干扰（EMI）成为一个不可忽视的问题。为了确保电子设备在电磁场环境中的稳定工作，必须进行EMI辐射干扰测试。本文将详细介绍使用实时示波器进行EMI辐射干扰测试的推荐方法、测试设备以及最佳实践。 我们需要了解电磁干扰室的作用。电磁干扰室是一个完全密封的传导空间，它能够完全控制空间中产生的电磁场的频率、方向和波长。在这样的测试环境中，可以精确地创建出可控的电磁波，模拟真实世界中的各种潜在干扰源，如手机、蓝牙耳机、卫星广播、AM/FM广播、无线网络、雷达等。这个环境对于测试汽车内部的电子元器件尤为重要，因为现代汽车包含大量的电子控制单元（ECU），它们需要在受到严格控制的EMI条件下进行测试，以满足汽车行业的EMI干扰标准。 在进行EMI测试时，通常会使用专门的器件级抗干扰测试设置，包括被测试的ECU、电线束、仿真器、外设接口、发送和接收天线以及模式调谐器。这些元素共同工作，在密闭的干扰室内产生高场强的电磁波。ECU在预定模式下运行，同时暴露在电磁干扰场中。通过监控ECU的响应，可以验证它是否在允许的容限内正常工作。如果ECU的功能出现偏离，就表示其抗干扰阈值已被超越。 测试过程中，被测的ECU必须符合国际标准组织（ISO）以及汽车制造商和ECU部件供应商之间的协议。为了检测ECU的输出是否满足要求，可以通过ECU的输出端口如CAN总线输出其工作状态，包括模拟传感器输出和PWM输出。 为了创建满足ISO/IEC61000-4-21标准描述的辐射RF抗干扰测试环境，可以使用一个混响室，其包含机械模式调谐器，可产生0.4~3GHz的测试频率范围和高达200V/m的场强。而ISO11452-4标准描述的传导RF抗干扰测试中，则使用嵌位电流注入探头以诱导RF电流进入设备，测试频率范围在1-400MHz，电平范围在几十到几百mA。 在进行这些测试时，会面临一个挑战，即如何将密闭空间中的数据传输到外部测试设备进行分析。因为传统的BNC或SMA线缆容易受到干扰室内部电磁波的影响，所以通常使用光纤进行信号传输。光纤不导电，且不会受到干扰室内的电磁场影响，因此是一种理想的传输介质。在干扰室边界处使用波导管输出光信号，使得干扰室在传递ECU信号时仍可保持密封。 为了进行数据采集，测试工程师通常会使用示波器来监测信号。而数据的采集和分析则需要借助用户自定义的软件进行。通过这种方式，可以确保汽车电子控制单元（ECU）在受到高强度的电磁辐射时，是否能够正常工作，并满足性能标准。 在进行EMI辐射干扰测试时，需要特别注意的是测试环境中的电磁场必须保持均匀，并且要确保测试设备不会对测试环境造成任何干扰。因此，测试工程师必须严格遵守相关标准和最佳实践，以确保测试结果的准确性和可靠性。此外，测试过程中应确保所有测试设备均得到适当的防护，防止受到测试环境中的强电磁波影响。