无线通信电子设备

电磁兼容-无线通信电子设备

随着无线通讯技术的飞速发展,高频,宽带传输逐渐成为目前的主流。各类宽带无线通讯设备,短距离无线电通讯设备,业余无线电,陆地无线电通讯设备等会经常集中在于一个相对狭小的区域内,导致该区域内的电磁环境异常恶劣。因此对于各类无线通讯设备的电磁兼容提供了更高的要求。

      典型的无线通讯设备举例如下:

Ø  固定设备:通信基站、路由器、集线器、xDSL接入器等设备 电磁兼容

Ø  便携式:收音机,手机通讯,对讲机等 电磁兼容

Ø  车载FM,AM,车载无线充 电磁兼容

电磁兼容 通用标准

抗扰类

GB/T 17799.1 居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验

GB/T 17799.2 工业环境中的抗扰度试验

IEC 61000-6-1 Immunity standard for residential, commercial and light-industrial environments

IEC 61000-6-2 Immunity Standard For Industrial Environments

骚扰类(发射)

GB/T 17799.3 居住、商业和轻工业环境中的发射标准

GB/T 17799.4 工业环境中的发射标准

IEC 61000-6-3 Emission standard for equipment in residential environment

IEC 61000-6-4 Emission standard for industrial environments

 

电磁兼容 产品标准

YD/T 1312.1 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第1部分:通用要求

YD/T 1312.2 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第2部分:宽带无线电设备

YD/T 1312.3 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第3部分:个人陆地移动无线电设备(PMR)及其辅助设备

YD/T 1312.4 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第4部分:无线寻呼系统

YD/T 1312.5 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第5部分:无线语音链路设备和无线话筒

YD/T 1312.6 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第6部分:业余无线电设备

YD/T 1312.7 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第7部分:陆地集群无线电设备

YD/T 1312.8 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第8部分:短距离无线电设备(9kHz~40GHz)

YD/T 1312.9 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第9部分:400/1800MHz SCDMA无线接入系统:用户设备及其辅助设备

YD/T 1312.10 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第10部分:400/1800MHz SCDMA无线接入系统:基站、直放站、基站控制器及其辅助设备

YD/T 1312.11 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第11部分:固定宽带无线接入系统:用户站及其辅助设备

YD/T 1312.12 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第12部分:固定宽带无线接入系统:基站及其辅助设备

YD/T 1312.13 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第13部分:移动通信终端电源适配器

YD/T 1312.14 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第14部分:甚小口径终端和交互式卫星地球站设备(在固定卫星业务中工作频率范围为4GHz~30GHz)

YD/T 1312.15 无线通讯设备电磁兼容性要求和测试方法第15部分:超宽带(UWB)通讯设备

YD/T 1312.16 卫星移动通信系统终端地球站

YD-T 1483  无线电设备杂散发射技术要求和测量方法

YD-T 1592.2  2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法 第2部分 基站及其辅助设备

YD-T 1595.2  2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信系统的电磁兼容性要求和测量方法 第2部分 基站及其辅助设备

YD-T 1597.2  800MHz2GHz cdma2000数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法 第2部分 基站及其辅助设备

YD-T993 电信终端防雷设备要求以及试验要求

YD-T 983  通讯电源设备电磁兼容限制以及测试方法

ETS 1 TR 102 070 电磁兼容与无线频谱在复合无线电设备中协调标准的应用

EN 301 489-1 电磁兼容与无线频谱 无线电设备和业务的电磁兼容 第一部分:通用要求

3GPP TS 34.124 通用移动通讯系统电磁兼容性要求和测量方法 移动终端及其辅助设备

ETSI EN 300 220-1 Short Range Devices (SRD) operating in the frequency range 25 MHz to 1 000 MHz;Part 1: Technical characteristics andmethods of measurement

ETSI EN 300 220-2 Short Range Devices (SRD) operating in the frequency range 25 MHz to 1 000 MHz;Part 2: Harmonised Standard for access to radio spectrum for non specific radio equipment

ETSI EN 300 220-3-1  Short Range Devices (SRD) operating in the frequency range 25 MHz to 1 000 MHz; Part 3-1: Harmonised Standard covering the essential requirements of article 3.2 of Directive 2014/53/EU;Low duty cycle high reliability equipment, social alarms equipment operating on designated frequencies(869,200 MHz to 869,250 MHz)

ETSI EN 300 220-3-2 Short Range Devices (SRD) operating in the frequency range 25 MHz to 1 000 MHz;

Part 3-2: Harmonised Standard covering the essential requirements of article 3.2 of Directive 2014/53/EU;Wireless alarms operating in designated LDC/HR frequency bands 868,60 MHz to 868,70 MHz,869,25 MHz to 869,40 MHz, 869,65 MHz to 869,70 MHz

ETSI EN 300 220-4 Short Range Devices (SRD) operating in the frequency range 25 MHz to 1 000 MHz;

Part 4: Harmonised Standard covering the essential requirements of article 3.2 of Directive 2014/53/EU;

Metering devices operating in designated band 169,400 MHz to 169,475 MHz

ETSI EN 300 328  Wideband transmission systems;Data transmission equipment operating in the 2,4 GHz band;Harmonised Standard for access to radio spectrum

ETSI EN 300 440 Short Range Devices (SRD);Radio equipment to be used in the 1 GHz to 40 GHz frequency range;Harmonised Standard for access to radio spectrum

ETSI EN 301 893 5 GHz RLAN;Harmonised Standard covering the essential requirements of article 3.2 of Directive 2014/53/EU

TwoITU-Tstandards apply for most telecommunications equipment connected to the network:·

ITU-TK.20

·ITU-TK.21

ITU-T K.20 is primarily for switching equipment powered by the central office: however.for complexsubscriber

equipment,test administrators may choose either K.20 or K.21, depending on which is deemed most appropriate

K.20 Resistibility of telecommunication equipment installed in a telecommunication centre to overvoltages and overcurrents

K.21 Resistibility of telecommunication equipment installed in customer premises to overvoltages and overcurrents.

K.44 Resistibility tests for telecommunication equipment exposed to overvoltages and overcurrents – Basic Recommendation


电磁兼容测试仪器设备和附件: 通用测试项目

抗扰类

1.静电放电抗扰度 IEC 61000-4-2 GB/T 17626.2

2.射频电磁场辐射抗扰度 IEC 61000-4-3 GB/T 17626.3  GB/T 17626.20  GB/T 17626.21

3.电快速瞬变脉冲群抗扰度 IEC 61000-4-4 GB/T 17626.4

4.雷击浪涌(冲击)抗扰度 IEC 61000-4-5 GB/T 17626.5

5.射频场感应的传导(CS,BCI )大电流注入抗扰度 IEC 61000-4-6 GB/T 17626.6

6.工频磁场 IEC 61000-4-8 GB/T17626.8

7.电压暂降、短时中断和电压变化IEC 61000-4-11 GB/T 17626.11 GB/T 17626,29

8.瞬变和浪涌抗扰度  ISO 7637-2 GB/T 21437.2

9.电力线感应/电力线接触 YD/T 993


骚扰类(发射)

1.辐射发射、杂散 YD/T 1483 YD/T 1312.1 GB 9254 GB/T 6113.104 GB/T 6113.203 CISPR 32

2.交直流以及电信端口骚扰 YD/T 1312.1 CISPR 32 GB 9254 GB/T 6113.101 GB/T 18655

3.谐波电流与电压波动,闪烁 YD/T 1483 YD/T 1312.1 GB/T17625.1 GB/T17625.2 GB/Z17625.3 GB/Z17625.6

4.电压瞬态传导骚扰 YD/T 1483 YD/T 1312.1 GB/T 21437.2(4.3章节)


 

电磁兼容测试仪器设备和附件,含专用测试项目

c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  静电放电抗扰度

静电放电模拟器  静电枪  静电放电设备

测试环境周边:

测试木桌:长1.6m×宽0.8m×高0.8m

水平耦合板: 长1.6m×宽0.8m×厚>1.0mm

垂直耦合板: 长0.5m×宽0.5m×厚>1.0mm

绝缘垫: > 长1.0m×宽0.8m×厚0.5mm

放电线缆:470Ω×2 两头端接

 关键参数 Key parameter

电磁兼容系统集成及代理商

 放电电流上升时间0.7 ~ 1.0ns,计量时对测试人员、操作规程、示波器要求很高!

电磁兼容系统集成及代理商

国产电磁兼容仪器设备


 

c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  射频电磁场辐射抗扰度

全电波暗室 FAC

横电磁波室 GTEM

 

电磁兼容系统集成及代理商     电磁兼容系统集成及代理商


                                                                          全电波暗室 FAC                                      横电磁波室 GTEM



射频信号发生器 / 信号源

发射天线(高、低频天线)

功率计 / 功率探头

功率放大器

电场探头

射频开关

测试软件

关键参数 Key parameter

电磁兼容系统集成及代理商

电磁兼容系统集成及代理商


 

         场地均匀性对功率放大器、天线以及暗室尺寸提出了更高要求!


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试验频率80MHz-2.7GHz

电磁兼容系统集成及代理商

试验等级



c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  电快速瞬变脉冲群抗扰度

电快速脉冲群模拟器  脉冲群模拟器  脉冲群发生器 EFT BURST

容性耦合夹 容性耦合钳

耦合去耦网络 三相耦合去耦网络

同轴衰减器  50Ω同轴衰减器  1000Ω同轴衰减器

测试环境周边:

测试木桌:长1.6m×宽0.8m×高0.8m

水平耦合板: 长1.6m×宽0.8m×厚>1.0mm

绝缘垫: > 长0.5m×宽0.5m×高10cm

关键参数 Key parameter

电磁兼容系统集成及代理商

单个脉冲上升时间和脉宽对计量人员、现场分布参数和校准器具要求很高!

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  新标准要求CDN校准时多条耦合线缆同时注入EFT脉冲,对CDN结构设计和滤波电路带来了挑战!

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c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  雷击浪涌(冲击)抗扰度

雷击浪涌模拟器 浪涌发生器 雷击发生器 过电压模拟器 脉冲发生器 组合波浪涌 通信波浪涌

耦合去耦网络 三相耦合去耦网络 非屏蔽数据线耦合去耦网络 非屏蔽不对称数据线耦合去耦网络 对称数据线耦合去耦网络

高压差分电压探头 差分电压探头 电流探头

测试环境周边:

隔离变压器

关键参数 Key parameter

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电源端口CDN 针对大电流应用比较复杂,通常需要分段来满足不同电流的计量参数。对于新能源领域,大于200A的CDN设计开发带来了挑战!逆变电源的浪涌测试容易损坏浪涌发生器主机,尤其是采用小型化之后的浪涌脉冲电路。


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数据线浪涌CDN 难点是去耦部分,当要保证数据带宽时,很难满足浪涌的波形校准。

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c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png 射频场感应的传导(CS,BCI )大电流注入抗扰度

射频传导抗扰度一体机 传导抗扰度 CS BCI

CDN 耦合去耦网络 三相耦合去耦网络 非屏蔽数据线耦合去耦网络 非屏蔽不对称数据线耦合去耦网络 对称数据线耦合去耦网络

电磁耦合夹 电磁耦合钳

电流探头 电流注入探头

测试环境周边:

测试木桌:长1.6m×宽0.8m×高0.8m

水平耦合板: 长1.6m×宽0.8m×厚>1.0mm

绝缘垫: > 长0.5m×宽0.5m×高10cm

关键参数 Key parameter

IEC 61000-4-6 Ed4.0 明确了对功率放大器饱和度的判断,要求执行CDN校准过程中记录功率放大器的前向功率,这就要求射频传导抗扰度测试系统带定向耦合器以及至少两通道以上的功率计。


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测试示意图



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现场测试照片



c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png工频磁场抗扰度

工频磁场发生器 磁场发生器 磁场线圈 脉冲磁场 阻尼振荡波磁场


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关键参数 Key parameter

工频的磁场强度主要由流过线圈的电流大小决定的,整套测试系统如何准确的复现磁场数据尤其重要。

 


c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度电压故障模拟器 

电压跌落测试仪 电压中断 电压暂降 电压变化

交流移相器

直流跌落源

关键参数 Key parameter

电压暂降和短时中断模拟器有几个关键参数值得关注:

1.电压上升时间tr和下降时间tf: 1μs ~ 5μs @ 100Ω纯阻

2.过冲/欠冲: <5%UT

3.三相负载电压暂降相-相模式下要求相位偏移 Phase shift

4.附录A中要求整套测试系统满足冲击电流的负荷(至少>500A)

电压变化的关键参数值得关注:

1.电压降低时间td要求是突变,相对于ms为周期的正弦波”突变”一般理解是μs级

2.电压缓慢上升时间ti:要求是25/30个正弦波周期,也即ms级别,并且在过零点处调整电压

              

以上新标准提出的几个关键技术参数导致采用传统技术的发生器变成了预兼容测试系统,例如三相交流调压器不能作为移相器 使用;带马达控制的

自耦变压器作为电压变化的发生器满足不了突变和过零点调压;采用程控电源作为调压源不满足附录A对试验冲击电流的要求。

 

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 c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png 瞬变和浪涌抗扰度试验(车载环境)

人工电源网络

ISO 7637-2/-3脉冲发生器

规定了EUT的汽车电子电气部件沿地电池供电线或开关电源线的瞬态传导发射的试验,该EUT为潜在的传导骚扰源,测量布置不得受周围电磁环境的干扰。


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瞬态抗扰度试验装置



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12V 车载EUT试验等级


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12V 车载EUT试验等级



  c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.pngEMI 发射测量系统

Ø 杂散发射

1.必要带宽外的单个或多个频点上的发射,可以减小其电平而不影响相应的信息传输。杂散发射包括谐波发射、寄生发射、互调产物以及变频产物,但带外发射除外。

2.辐射杂散骚扰的测试距离建议≥3m,一般建议10m。1GHz以下测试在半电波暗室测试;1GHz以上需要在全电波暗室测试。

3.EUT放置在非导电的支架上,供电应通过射频滤波器后再与EUT相连,以免电源和电缆影响测试结果。

4.EUT为非一体化天线,则天线输出端口应接50Ω匹配负载,EUT应全功率发射。

5.机箱的辐射杂散发射在机箱端口处测量无线信号的峰值输出功率电平, 辐射相应信息的有用信号排除在本测量之外。

6.测试过程中应防止有用信号过载对测量设备的影响。

7.杂散域发射限值适用范围9kHz-300GHz;没有特殊规定,测量上限频率为最高工作频率的10次谐波,但不高于40GHz。



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测试示意图


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现场测试图


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机箱端口的辐射杂散骚扰限值


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电信中心辐射骚扰限值(高低频)


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非电信中心辐射骚扰限值(高低频)



测试设备典型配置:

测量接收机

基频抑制滤波器

耦合设备

终端负载

调制带宽

宽带天线

喇叭天线

前置放大器

EMI测试软件




Ø 连续骚扰

1.传导发射电源端测试,产品和限值不一样,但是测试方法基本一致,均是由人工电源网络(LISN)和测试接收组成。

2.传导发射电源端测试,一般使用(50uH+5Ω)//50Ω或者50uH//50Ω的V型人工电源网络。对于车载的无线通信设备以及辅助设备使用50uH//50Ω人工电源网络。

3.为了保护测试接收机避免瞬态脉冲的损坏,一般在接收机和人工电源网络之间加脉冲限幅器。

4.测试EUT电流过大(大于400A)或者无法使用LISN测试时,可以使用高阻抗电压探头测试。

5.电信端传导共模骚扰测试:电话线,以太网等非屏蔽平衡对线可用线性阻抗稳定网络测试;对于4对以上平衡对线或者平衡电缆,复杂电线系统,电子电路的测试,需要使用电流探头和高阻抗电压探头进行测试。


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EUT测试布局示意图



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现场图


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电信中心电信端口限值


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非电信中心电信端口限值


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电信中心直流电源端口限值



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非电信中心直流电源端口限值



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电信中心交流电源端口限值


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非电信中心交流电源端口限值




测试设备典型配置:

测量接收机

 人工电源网络((50uH+5Ω)//50Ω和50uH//50Ω

脉冲限幅器

电流探头

电压探头

线性阻抗稳定网络

EMI测试软件






c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png谐波电流和电压闪烁测量系统

高精度电参数分析仪

高精度净化电源

闪烁分析仪

参考阻抗网络

谐波电流和电压闪烁测试软件

关键参数 Key parameter

这套系统属于EMI发射的测量范畴,用户对传导骚扰和辐射骚扰测量系统给予更大的关注是因为CE/RE测量的数据量非常敏感,稍微有点偏差就相差很大,并且整改起来没有那么容易,对工程师的实战经验和理论功底都要求非常高。谐波电流和电压闪烁从结果来看,相对单一好整改,并且样品出问题的情况少,但是需要强调的是,这套测量系统同样对分析仪表和测量精度以及测量方法需求一点都不低。由于用户关注少,往往忽略对这些标准和分析系统的深入研究,市面上甚至有主流品牌的仪器出现非常大错误的数据量。这里提醒用户在测量系统选型时要关注以下几点:

1.     分析仪表是否完全符合IEC 61000-4-7和IEC 61000-4-15最新版定义;目前市面上很多品牌的仪表并不能完全满足IEC 标准定义,只不过国内计量单位并不完全参考该标准出具数据

2.     净化电源是否满足IEC 61000-3-2 附录A的需求;电源作为整套系统核心仪器,价格占比高,故障率也高,所以一定要选择合适的高质量的交流电源

3.     是否采用了最新版的测试法规软件


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 c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png瞬态传导试验

1.此测试只针对直流电源输入,输出端口。

2.无线电设备在汽车电子电气部件沿电池供电线或开关电源线的瞬态传导发射的骚扰。

3.为了规范EUT负载的阻抗,对来自骚扰源EUT的电压瞬态的测量,应采用人工电源网络,骚扰源经人工电源网络与并联电阻Rs,开关S以及电源相连接。

4.EUT应该在断开、闭合以及各种不同的工作模式下进行测量,一般要求采集10个波形。





 

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现场测试图



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测试示意图

1—示波器或等效设备;2—电压探头;3—人工网络;4—DUT(瞬态源);5—接地平板;6—电源;7—接地线;长度小于100mm;A—电源端;B—公共端(可以接地);P—DUT 端。



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直流电源端口瞬态传导骚扰限值



测试设备典型配置:

并联电阻RS

 慢速开关和快速开关

人工电源网络

测量仪器:示波器、电压探头





咨询热线 : 18122052705

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