产品的辐射干扰无一例外地要在昂贵的屏蔽室里测试。当你把一个只有拳头大小的汽车电子部件放在庞大的屏蔽室内用巨大的天线对准部件进行测试的时候,你是否会突然觉得场面有点滑稽,你是否会突发奇思妙想:我可以把部件放在一个缩小了的屏蔽室内测试吗?
恭喜你,答对了!这个“缩小了的屏蔽室”就是TEM小室(Transverse Electromagnetic Cell)。产品辐射干扰用TEM小室测试的结果,在9KHz-250MHz内直接被标准GB-T18655-2018认可(GB-T18655-2018 6.6 零部件/模块的辐射发射—TEM小室法),无需大暗室测试验证;高于该频率的辐射干扰测试,可以参考标准规定的方法换算到大暗室测试结果。如果仅用于产品的EMC整改,TEM测试结果足以准确反映EUT整改前后的EMI变化幅度。
并且,TEM小室还可以用于产品的抗扰度测试,测量结果在频率范围0.01MHz-200MHz内被标准GBT33014.3-2016认可,该频率以上可用于产品抗扰度整改的预兼容测试。
最重要的是,TEM暗室的成本只有大暗室的约1/50并且几乎不占地方,可以放在办公桌上,中小企业买得起用得起;MINILAB测试系统的自动测试功能,使得测试产品辐射干扰就像使用傻瓜相机,企业工程师只需关注测量结果以及对EUT的改进,无需学习复杂的测试技能。
对某产品按照GB-T18655-2018 6.6 零部件/模块的辐射发射—TEM小室法做合规性测试并且根据测试结果进行预兼容整改。
第1步,设置测试环境并测量背景干扰。
将Minilab测试系统的示波器输入端连接TEM的两个端口中的一个,TEM的另外一个端口连接50欧姆射频端接器,如图1(a)所示。将EUT和电池都放入EUT中间隔板下方的空间,用高介电系数的绝缘物(例如,白色塑料泡沫)与TEM金属底部绝缘,并且尽量将EUT和电池以及连接电池和EUT的电线置于TEM下室的中间,如图1(b)所示。
(a)
(b)
图1、测试环境设置
断开电池与EUT的连接,打开手机APP--MINILAB测试系统自动测量TEM的背景干扰,如图2所示。其中,图2(a)为频率150KHz-30MHz的辐射干扰,图2(b)为频率30MHz-250MHz的辐射干扰;(a)(b)中水平线为标准规定的限制线。
(a)
(b)
图2、TEM的背景干扰
第2步,接通电池与EUT的连接,重新运行Minilab测试系统,这次测量的结果,是EUT的辐射干扰频谱,如图3所示。
(a)
(b)
图3、EUT辐射干扰频谱
其中,图3(a)显示,在频率4MHz附近有一高达32dB的窄幅干扰,并且5.9MHz-6.2MHz处的EMI平均值高于标准规定的12dB限制线;图3(b)显示频率30MHz-50MHz范围的EMI幅度接近标准规定的12dB限制线,需要通过整改降低。
第3步,对EUT试错式整改。
第4步,重新测试评估整改效果,如果不理想,恢复EUT到最后一次整改措施前的状况然后尝试不同的整改措施,最终获得图4所示整改后测试结果。
(a)
(b)
图4、整改后EUT测试结果
其中,图4(a)显示在频率4MHz附近的窄幅干扰被有效去除,5.9MHz-6.2MHz处的EMI幅度随之降低到0dB,与标准规定的12dB限制线相比有了12dB的裕量;图4(b)显示频率30MHz-50MHz的EMI被成功消除。50MHz以上的频谱与图2(b)TEM背景噪声频谱相同,没有发现来自EUT的干扰。综上所述,整改后的EUT符合标准规定。
整改后,EUT的辐射干扰符合性测试通过。
对于小体积的EUT,比如汽车电子产品,Minilab测试系统应用TEM小室法能够在用户现场快速实现频率范围150KHz-250MHz的辐射干扰符合性测试或者抗扰度测试。如果用于EUT辐射干扰降低或者抗扰度整改,可以利用Minilab测试系统的快速测试特点,缩短试错步长,稍微改动EUT电路就立即测试纠错,从而达到快速整改的效果。需要注意的是,Minilab测试系统用于辐射干扰降低整改时,系统配备的通用示波器可显示的频谱频率上限为250MHz;如果需要测试更高频率,需要使用其它具有更高采样频率的示波器,能够达到的辐射干扰测试频率上限为:测试频率上限 =(1/5~1/10)示波器采样频率。如果用于抗扰度整改,则只需选配相应的信号发生器。use_emi_eval