淺析EMC現狀、發展
點擊數:35352019-01-16 09:44:55 來源: 重慶哥爾摩科技有限公司、電波暗室、電磁兼容暗室、汽車電子暗室、EMI系統測試、EMS系統測試、EMC測試附件、EMC測試天線
EMC的現狀
當今EMC領域的工作重心是標準化,特別是在各種國際組織的內部。世貿組織的要求以及減少全球貿易壁壘的普遍愿望使得我們注重于頒布與執行國際標準的方面。當然,很明顯的是區域性的發展,例如在EMC方面的歐洲指令,已極大地影響了標準化的進程。
在國際性的標準化組織中,IEC承擔了大部分的EMC標準化工作。國際標準化組織(ISO)和國際電信聯盟(ITU)也正在做著卓有成效的努力。
ISO和ITU正在分別努力研究主要涉及移動交通工具和通信系統的EMC標準。特別是,ISO正在積極地制定汽車、航空和航天方面的EMC標準;而ITU主要涉及新出現的通信設備的EMC標準制定,其中包括無線技術和有限技術。這兩家組織都與IEC進行協作,以盡可能地減少制定出的基本EMC標準的數量。這樣做的目的在于,不至于因為相互沖突的標準而導致在工業上需要對相同或相似的設備進行重復測試和認證。
已制定的國際標準的一個重要方面就是它們執行的自愿性。不過,商業合同和地區性的標準化組織也許需要強制執行EMC標準。
IEC已經將其EMC標準化工作放在四個主要的方面。其正在全力制定:
a. 所有產品的輻射限值;
b. 基本EMC標準,包括針對發射和抗擾的測試與測量方法;
c. 普通EMC標準,其中規定了針對發射和抗擾的一系列“基本”實驗設置、測試方法以及適用于不同環境(如住宅)的測試等級;
d. 產品EMC標準,這類標準要么是針對某一些類型的產品制定,要么針對某一特定的產品制定(同樣包括發射與抗擾度兩個方面)。
前面已經提到,ACEC協調IEC內的EMC工作。由咨詢委員會擬定IEC107指南,指導IEC委員會的EMC標準制定工作。為了完成這項工作,ACEC每年舉行兩到三次會議商討IEC內外的EMC標準化進展。每次會議之后,ACEC向IEC執行委員會提出建議,以供參考。ACEC的成員由EMC領域的技術專家以及制定基本、產品EMC標準的IEC主要委員會的代表組成。
標準化工作面臨的主要困難是如何將輻射限制和基本標準轉化成產品標準。盡管CISPR在建立高頻輻射限制方面已經做出了可觀的努力,但相應的產品標準中的很多情況都被忽略或是被不正確的使用著。不幸的是,在產品標準出版之前,這些錯誤經常不會被發現,因此改正它們就需要花上幾年的時間。ACEC正在制定一個規程,以便解決這個問題。主要是通過追蹤處于開發階段的產品標準,提高其中EMC條款的準確性來達到這個目的。
電子設備產生的工頻諧波是我們關心的一個新問題。由于使用開關電源的電子設備大量應用,使得大量諧波通過電源網絡向外傳播,并對其他的用戶設備兩者需要的標準制定工作正在進行之中。
開發適用于測試頻率高于1GHz的基本測試方法同樣也成為我們關心的一個內容。由于比起以前來說有更多的計算機設備工作在更高的頻率,所以對這方面的要求是很迫切的。新的測試方法比如混響室,在頻率的高端具有很大的優勢,既可以用較少的測試時間,覆蓋更大的入射角度和更復雜的極化方式。IEC正在制定一項基本標準61000-4-2,準備將混響室定為可供選擇的測試方法之一。
技術的發展趨勢與EMC
技術領域內當前的幾種重要的趨勢很有可能持續發展到未來。最明顯的就是在家庭、商業、工廠和交通工具中微處理器使用程度的不斷加大。
1. 微處理器應用的擴展
多數家用電器中安裝的微處理器使它們明顯“聰明”多了。現在有可能購買內置了計算機的冰箱。甚至有設想認為冰箱應該發展到這種程度;當里面的食物吃光了的時候,它能夠通過因特網發出購物請求。這些只能設備的發展帶來的兼容性問題也許最初并不明顯,但請不要忘記EMC在某種程度上取決于發射設備與敏感設備間的距離。將來,在多種電子設備房間內會有更多的發射和敏感設備,相應的問題也就隨之而來。消費者會知道分開安裝的設備可能減少干擾問題嗎? 盡管固話微處理器可以解決EMC問題,然而當一個有限空間內聚集了數量眾多的便攜式發射機時,會發生什么呢?顯然,移動蜂窩增加。現在,隨著藍牙技術的出現,在幾乎所有的電子設備都可能出現這種新的發射裝置。
藍牙是一種使用2.4GHz ISM(工業、科學和醫藥設備)頻段,在范圍大致為30m內的電子設備間自動進行通信的無線跳頻技術規范。世界范圍內超過1200家公司已經接受了藍牙的操作規范。到2004年,將有四億臺設備使用藍牙。
顯然,當暴露在入射無線信號下時,采用藍牙技術的設備應該可以正常工作。但我們不能夠確定的是,臨近的其他非藍牙設計的設備能否不受干擾地工作。另外,藍牙自身在微波爐附近不能正常工作。雖然在開發藍牙的過程中就已經考慮了微波爐產生的場強等級,然而不同類型的食物烹制仍然會降低通信的性能。
2. 更高的工作頻率
技術領域內另一個發展趨勢是推向市場的產品的工作頻率處在不斷的提高之中。蜂窩電話的工作頻率超過了1GHz,藍牙將工作在2.4GHz,與衛星通信有關的設備工作在10GHz,汽車雷達系統涉及的頻率高于40GHz。頻率的增高會帶來問題。頻率越高,波長越短,比較低的頻率更容易穿投設備機箱的縫隙與開孔。100MHz的波長是3m,1GHz是30m,10GHz是3cm。在金屬機箱上縫隙長2cm、寬1mm的情況下,對開孔后3cm處每種場的衰減進行了計算,其分別為79、59/39dB。除了由高頻帶來的干擾環境的加劇之外,時鐘頻率為1GHz的新型微處理器的發展在電子系統的運行當中還造成了直接干擾的可能,這里也包括發射和抗擾兩方面。
3. 大型設備與系統
EMC標準化進程已經成功地制定了用于評定設備和小型系統合格率的測試方法。但是,制定用于評定大型設備或初次安裝系統抗干擾度的標準方法是比較困難的。尺寸是很大的困難因素;大型的測試裝置造價昂貴,開闊場地的抗擾度測試會影響其它的非受試設備。甚至發射測試也會有問題產生。在受試設備已被安裝到現場環境條件下,想要建立某一特定部件的發射等級是很困難的,因為其它的非受試設備會對測量產生相同的發射。
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