朱德康

[摘要]針對(duì)汽車電子化程度的日益提高，隨之而來(lái)的EMC問(wèn)題，首先對(duì)相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，接著提出對(duì)于電壓和電流的測(cè)試方法，最后還針對(duì)EMS的自動(dòng)化測(cè)試軟件提出設(shè)計(jì)思路。

[關(guān)鍵詞]汽車電子 電磁兼容 測(cè)試

中圖分類號(hào)：TM93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671－7597（2009）0720030－02

一、引言

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，汽車正由傳統(tǒng)的機(jī)械化化向著電子化邁進(jìn)。汽車電子化程度的高低被看作衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，研發(fā)、制造汽車電子電器組件（ESA）的成本已占到總成本的40%以上。隨著電子信息技術(shù)在汽車上的進(jìn)一步應(yīng)用，汽車的機(jī)械結(jié)構(gòu)還將發(fā)生重大的變化，汽車的各種操縱系統(tǒng)向電子化和電動(dòng)化發(fā)展。但是，隨著汽車電子化程度的提高，汽車電子的電磁兼容性（EMC）問(wèn)題變得日益復(fù)雜，它對(duì)汽車電子電器組件及整車的電磁兼容性提出了更高的要求。為了確保汽車的電磁兼容性，汽車電氣系統(tǒng)、分系統(tǒng)、電子電器設(shè)備的電磁干擾（EMI）和電磁敏感度（EMS）的技術(shù)參數(shù)都必須符合有關(guān)的國(guó)際或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此對(duì)于汽車的EMI，EMS這兩個(gè)主要技術(shù)領(lǐng)域的允許極限值的測(cè)量方法的研究就有很重要的意義。

二、相關(guān)研究

（一）電磁兼容概述

電磁兼容就是器件、設(shè)備或系統(tǒng)在所處的電磁環(huán)境中良好運(yùn)行，并且不對(duì)其所在環(huán)境產(chǎn)生任何難以承受的電磁干擾的能力。電磁干擾是指任何可能引起器件、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低的電磁現(xiàn)象，電磁干擾可能是電磁噪聲、無(wú)用信號(hào)或傳播媒介本身的變化。電磁敏感度衡量的是電子設(shè)備或分系統(tǒng)對(duì)電磁環(huán)境所呈現(xiàn)的不希望有的響應(yīng)程度。簡(jiǎn)言之，EMC涵蓋了EMI、EMS兩個(gè)方面。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備互不干擾、兼容運(yùn)行，既要控制電磁干擾源的電磁發(fā)射，又要提高受騷擾對(duì)象的抗擾度。任何一對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)或裝置之間的電磁騷擾和響應(yīng)過(guò)程，可用電磁干擾三要素來(lái)描述：用輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射來(lái)描述騷擾源；用輻射抗擾度和傳導(dǎo)抗擾度來(lái)描述感受器；耦合途徑。

（二）汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)概述

汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)是汽車電磁兼容設(shè)計(jì)、仿真和測(cè)試的基礎(chǔ)，它對(duì)整車和零部件的抗干擾水平、干擾限值、測(cè)試方法、測(cè)試環(huán)境等做了規(guī)定。車輛的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)最早可以追溯到20世紀(jì)30年代，在第一次世界大戰(zhàn)前無(wú)線電接收機(jī)開(kāi)始被安裝在車輛上，車輛的電磁干擾逐漸引起了人們的注意。國(guó)外一直對(duì)汽車的電磁兼容問(wèn)題非常重視，很早就開(kāi)始了電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作，目前已經(jīng)形成了較為完善的汽車電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)體系。

我國(guó)于1986年成立了全國(guó)無(wú)線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（CTCSRI），以對(duì)應(yīng)國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)CIPSR的工作，以后陸續(xù)成立了分技術(shù)委員會(huì)以對(duì)口CIPSR各分技術(shù)委員會(huì)的工作。其中無(wú)干委D分會(huì)（CTCSRI/D）于1988年12月成立，全稱為“全國(guó)無(wú)線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)機(jī)動(dòng)車輛和內(nèi)燃機(jī)無(wú)線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會(huì)”，簡(jiǎn)稱“D分會(huì)”。D分會(huì)的主要職責(zé)是研究并指定有關(guān)機(jī)動(dòng)車輛和內(nèi)燃機(jī)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化工作的具體方針、政策和技術(shù)措施；在本專業(yè)領(lǐng)域，負(fù)責(zé)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定、修訂和復(fù)審工作，標(biāo)準(zhǔn)宣傳貫徹和解釋工作；承擔(dān)國(guó)際組織CISPR心的對(duì)口技術(shù)工作及其它標(biāo)準(zhǔn)化工作?？傮w來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)汽車電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)是在吸收國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制訂的，還很不健全，有待進(jìn)一步研究完善。

三、汽車電源線傳導(dǎo)電壓測(cè)量

測(cè)量電源線的發(fā)射，采用線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)做隔離。由于EUT（Equip

ment Under Test）中的導(dǎo)線產(chǎn)生輻射，所以傳導(dǎo)發(fā)射會(huì)對(duì)輻射發(fā)射的測(cè)量有影響。因此在進(jìn)行輻射發(fā)射試驗(yàn)之前，先用傳導(dǎo)發(fā)射限值來(lái)判定性能。設(shè)備布置圖如1所示：

（1：電源；2：線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)；3：測(cè)量?jī)x器；4：EUT；5：接地平板；6：測(cè)試線束；7：絕緣層；8：同軸電纜）

四、汽車電源線傳導(dǎo)電流測(cè)量

測(cè)量控制線/信號(hào)線的發(fā)射，采用電流探頭。電流探頭測(cè)量用于單根或一組控制線/信號(hào)線的測(cè)量，測(cè)量探頭應(yīng)與所測(cè)的線的尺寸相適應(yīng)。具體布置見(jiàn)圖2所示：

五、EMS測(cè)試軟件

EMS測(cè)試是產(chǎn)品電磁兼容測(cè)試的一項(xiàng)重要內(nèi)容，如果按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，采用手動(dòng)的方法進(jìn)行測(cè)試，由于測(cè)試的頻率點(diǎn)很多，導(dǎo)致步驟繁瑣，完成試驗(yàn)要花費(fèi)大量的時(shí)間，也容易出差錯(cuò)，所以進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試是必然的趨勢(shì)。國(guó)外專業(yè)電磁測(cè)量?jī)x器同時(shí)也能提供一些相應(yīng)的測(cè)試軟件，但這些軟件也存在一些不足：通用性差，只適用于本公司或少數(shù)幾家公司生產(chǎn)的較新型的儀器設(shè)備，不能廣泛的控制其他公司生產(chǎn)的儀器設(shè)備；價(jià)格比較昂貴；費(fèi)漢化界面，不利于在國(guó)內(nèi)推廣和使用。為此，本文提出一種較通用的電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試軟件設(shè)計(jì)思路。

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試軟件的通用性，把自動(dòng)測(cè)試軟件劃分為三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。處于最上層的是電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試控制程序，是測(cè)試軟件的核心。第二層是各種測(cè)試儀器的控制子VI，它是針對(duì)每一臺(tái)設(shè)備編寫的能夠控制該儀器各種操作和參數(shù)的程序。處于最底層的是GPIB卡驅(qū)動(dòng)程序，它是用來(lái)控制GPIB卡操作的。

該軟件利用LABVIEW語(yǔ)言開(kāi)發(fā)其流程圖如圖3所示。其中自動(dòng)測(cè)試控制程序包括三個(gè)模塊：校準(zhǔn)模塊、測(cè)試模塊、測(cè)試報(bào)告模塊。校準(zhǔn)模塊實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試場(chǎng)強(qiáng)的校準(zhǔn)過(guò)程。根據(jù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試場(chǎng)強(qiáng)、校準(zhǔn)的頻率范圍、開(kāi)始電平和步進(jìn)電平的設(shè)置，對(duì)每一個(gè)頻率，調(diào)整信號(hào)輸出電平，使測(cè)試區(qū)所處的場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到目標(biāo)場(chǎng)強(qiáng)，測(cè)試界面可實(shí)時(shí)顯示校準(zhǔn)結(jié)果曲線。測(cè)試模塊根據(jù)校準(zhǔn)模塊的校準(zhǔn)結(jié)果，控制信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率、電平和調(diào)制參數(shù)，通過(guò)功率放大器在ATEM小室內(nèi)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)強(qiáng)，照射受試設(shè)備，在每一測(cè)試頻率點(diǎn)，測(cè)試人員觀察受試設(shè)備的反應(yīng)，給出受試設(shè)備在該頻點(diǎn)上的評(píng)定。測(cè)試報(bào)告模塊完成對(duì)測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)的處理，生成WORD格式測(cè)試報(bào)告。

六、結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)汽車電子化程度的日益提高，隨之而來(lái)的EMC問(wèn)題，提出了對(duì)于電壓和電流的測(cè)試方法，最后還針對(duì)EMS的自動(dòng)化測(cè)試軟件提出設(shè)計(jì)思路。文章的研究對(duì)汽車電子的EMC問(wèn)題具有一定的意義。

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