汽车电子EMC试验标准ISO11452-7解析
近海
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2020.04.10
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1 概述

ISO11452-7描述了直接射频功率注入测试方法,该方法用来测试乘用车或商用车电子零部件关于窄带电磁能量的抗扰度。该方法包含不同的激励方式,适用于除RF地之外的所有DUT端子。该方法的频率适用范围为0.25MHz~500MHz,可用来预测设备在具有辐射和传导RF能量环境下的兼容性,包括以传导方式传播的瞬态RF能量,可以作为一种隔离DUT中敏感电路和评估潜在解决方案的方法。

窄带信号:指的是频谱离散的信号。

2 试验条件

2.1 标准试验条件

试验条件应符合ISO11452-1中的相关规定,包括如下内容:

试验温度:(23±5)℃

供电电压:12V系统为(13±1)V;24V系统为(26±2)V

信号调制方式

驻留时间:不小于1秒

频率信号步长:

试验严酷等级

2.2 频率范围

试验频率的上限由于人工网络的谐振、对地寄生电容、与DUT之间的连接导线等因素而受到限制,不过如果采用合适的宽带人工网络,可以获取0.25MHz~500MHz的频率使用范围。

关于人工网络的具体参数,本标准的附录A根据不同的使用情况(如不同的电流等)给出了不同的推荐设计参数。

2.3 试验严酷等级

试验时,应该明确整个试验频率范围内的试验严酷等级,试验等级以未调制波的等效均方根值来表示。

3 测试设备

3.1 功率注入系统

直接功率注入是一种把RF功率注入处于工作状态的DUT的方法,试验时要保持线束长度和布线方式及位置不变。RF功率在DUT的连接器端子处注入。

直接功率注入测试采用替代法进行。在测试的准备阶段,使用经过校准的功率计测量通过隔直电容的注入功率,同时使用RF测量设备记录参考电平,以此来确定DUT在试验时的暴露程度。

把DUT连接到测试系统中并执行指定的功能,同时DUT只连接实现该功能必须的导线,导线通过宽带人工网络连接。

宽带人工网络:是一种隔离DUT和传感器/负载,并在指定频率范围内呈现一定阻抗的设备。

如果宽带人工网络较大影响到了DUT的输入信号的波形,可以使用一种特殊的具有低串联阻抗的人工网络。在这种情况下,要在试验报告中记录波形的变形度或者特殊人工网络的参数。

3.2 仪表

下图所示为一种直接RF功率注入测试系统的布置图。频谱分析仪或者功率计的测量误差应该为±1dB。

如果要满足国家规定或者排除其他测试活动的干扰,应该在屏蔽室内进行试验。

同时,要使用保险设备或衰减器(10dB)来保护频谱分析仪的输入端子,以免RF采样设备短路时对其造成损坏。

3.3 试验布置

在该测试的高频范围内,应该使DUT和宽带人工网络之间的连线尽可能短,同时应使它们彼此分开布置以减小连线之间的寄生电容。DUT和宽带人工网络之间的连线最长为150mm。在高频(>200MHz)范围内,长度超过120mm的连线就会影响测试结果,因此要避免这种情况。如果连线长度超过120mm,应该在试验报告中记录连线的长度以及位置。另外,要采取措施确保DUT到负载和测试设备的连线彼此分开布置。

为了减小在能量在注入点的反射,RF功率应该通过一个50欧姆、10dB的衰减器注入DUT。另外,在注入点要插入一个隔直电容器,以免DUT被测导线上的直流电压损坏测试设备。

宽带人工网络首选采用RF连接器,比如BNC连接器,这样能够确保可控的地线连接以及短的暴露的中心导体。另一种可选的连接方式是采用测试夹和长度不超过50mm的单根导线。隔直电容和人工网络之间的同轴传输线最长不超过250mm。

3.4 接地平面

接地平面的材料和尺寸应该符合ISO 11452-1的要求。

试验中所有的宽带人工网络和负载都应该连接到接地平面。

可以使用铜带把试验中的部分设备连接到接地平面,要保证设备和接地平面之间的电阻小于0.1Ω。

4 试验方法

4.1 试验计划

试验之前要制定详细的试验计划,包括频率、功率等级、调制方式、驻留时间以及DUT的被测端子。每个DUT都要在最极端的工况下进行测试,比如待机模式和全负载工作模式。

DUT在执行指定功能时连线要尽可能地少。到传感器或负载的导线只能连接到DUT,不能连接到其它设备。如果这些导线支持射频传输,那应该直接注入RF功率而不通过隔离器。其它所有导线都应该通过宽带人工网络连接。

4.2 测试步骤

注:由于功率计只测量那些有终端负载的导线,因此只需测量正向功率。

4.2.1

每天至少一次确定或验证测试台的测试基准值。测试基准值是某一指定测试等级的采样T值(T检验),它是关于频率的函数。

确定或验证基准值时,断开隔直电容器以及连接到宽带人工网络的同轴电缆,然后连接到一个50Ω的功率计。

采样值T容易受到过载的影响,这可能会影响测试台功率传输的稳定性。如果功率传输误差超过±3dB,那么需要对测试台进行维护。

在确定或验证了测试基准值后,断开隔直电容器以及连接到功率计的同轴电缆,并把它连接到测试DUT的第一条线的人工网络上。

4.2.2

除了RF基准地,所有的DUT端子都要单独注入RF功率进行测试。当RF功率没有注入导线时,人工网络的RF连接器应保持开路。DUT的性能要求由测试计划决定。输入10dB衰减器的RF功率应该以0.2dB的步长递增,或者根据实验计划的定义,从≤10mW开始。

4.2.3

当注入的RF功率达到实验计划中确定的等级时,使DUT在实验计划中指定的所有模式下工作。

4.2.4

记录终端标号、频率、RF功率以及测试中所有的活动。

4.2.5

逐步增加频率并重复以上操作,直到所有频率范围都测试完成。

4.3 试验报告

按照试验计划的要求,提交一份详细的试验报告,包括试验设备、试验区域、被测设备、频率范围、功率等级、系统交互以及任何其它与试验相关的信息。

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