信息技術設備的電磁兼容測試探討

◆陳濤

信息技術設備的電磁兼容測試探討

◆陳濤

（中國電子科技集團公司第五十四研究所 河北 050081）

現(xiàn)代電子產品的電磁兼容性是一項非常重要的基礎性能，代表著產品的質量，國際將其稱為“EMC”，既與產品本身的可靠性、安全性相關，也會對其他設備與系統(tǒng)的工作造成影響，嚴重的可能會破壞電磁環(huán)境，各國對這方面工作非常重視，相繼頒布了關于電磁兼容檢測的一些管理制度，社會中的一些技術組織及質量服務機構也為企業(yè)提供電磁兼容檢測服務。國內對部分產品實施了強制的電磁兼容檢測認證，并推出了“CEMC”的標準認證表示，其中賽寶電磁兼容研究測試中心是國家指定的認證機構，得到了社會的廣泛認同。本文從國家關于電磁兼容檢測的標準進行分析，研究了電磁兼容測試的過程及相關內容，旨在推動我國信息技術設備的電磁兼容檢測技術發(fā)展。

電磁兼容檢測；信息技術；信息技術設備；電子產品

現(xiàn)如今，信息技術產業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展，人們的生活與工作與信息技術產品密切相關，在IT產品的高度普及之下，電磁兼容檢測已經成為人們不再陌生的項目，基于國際上對IT產品的電磁兼容檢測技術應用已經非常完善，所以國內對電磁兼容檢測技術的研究更要深入且系統(tǒng)。自改革開放以后，我國受到經濟全球化的影響，在相關標準的制定方面已經能夠與國際接軌，況且近幾年的科學技術研究成果非常顯著，在電磁兼容檢測方面取得了明顯的進步，負責試驗的技術人員要以國家發(fā)布的電磁兼容檢測標準為根據(jù)，認識到電磁兼容檢測試驗的重要性，設計完善的試驗流程，做好試驗中的每一個步驟、每一個環(huán)節(jié)，從產品電磁兼容性中的電磁干擾與電磁抗擾度兩個方面進行研究，以得出最標準的實驗結論。

1 電磁兼容檢測的國家標準與基本方法

（1）國家標準

目前國家發(fā)布的關于信息技術產品的電磁兼容檢測標準主要包括兩個方面，分別是強制標準與推薦標準。在電磁干擾的測試方面，信息技術產品要根據(jù)國家制定的強制標準，進行全面的性能研究，可以根據(jù)《信息技術設備的無線電騷擾限值與測量方法》的內容開展試驗流程。在電磁干擾度的試驗方面，可以根據(jù)我國技術監(jiān)督局發(fā)布的《信息技術設備抗擾度限值的測量方法》等相關文件的內容作為推薦標準使用，并沒有做出規(guī)范性的要求。我國還發(fā)布了一些其他規(guī)范的標準，比如《低壓電氣及信息技術設備的諧波電流限值》等等，都可以在電磁兼容測試中作為參考標準使用[1]。

表1是各國或者組織對電磁兼容檢測方面的常用編號。

表1 各國或者組織電磁兼容檢測的標準編號

國家或組織制訂單位標準編號 IECCISPRCISPR Pub IECTC77IEC 歐盟CENLECEN 美國FCC/DODFCC Part 中國中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局GB

（2）電磁兼容檢測標準分類

多數(shù)組織應用的電磁兼容檢測標準體系都是以IEC為基礎的，又分為基礎標準、通用標準及產品標準等，每類標準中還包括發(fā)射標準及抗擾度標準?；A的電磁兼容檢測標準是制定其他標準的通用文件，包括電磁兼容檢測中的專業(yè)術語及測量方法、試驗等。通用的電磁兼容檢測是在特定環(huán)境下應用的標準，既包括居住環(huán)境、商業(yè)環(huán)境及輕工業(yè)環(huán)境等等，又包括工業(yè)環(huán)境，通用的電磁兼容檢測標準要將基礎電磁兼容檢測標準作為參考，并不包括詳細的策略方法。如表2所示，為信息設備與電磁兼容檢測和國際標準之間的關系。

表2 信息設備與電磁兼容檢測和國際標準之間的關系（參考）

國家標準編號標準名稱對應的國際標準編號 GB9254-2008信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法CISPR22：2006 GB/T17618-1998信息技術設備抗擾度限值和測量方法CISPR24：1997 GB/T17624.1-1998電磁兼容綜述，電磁兼容基本術語和定義的應用與解釋IEC61000-1-1：1992 GB17625.1-2003電磁兼容限值諧波電流發(fā)射限值（設備每相輸入電流＜16A）IEC61000-3-2：2001 GB17625.2-2007電磁兼容限值對每相額定電流＜16A且無條件接入的設備在公用低壓供電系統(tǒng)中產生的電壓變化、電壓波動及閃爍的限值IEC61000-3-3：2005 GB/T17626.1-2006電磁兼容試驗和測量技術抗擾度試驗總論IEC61000-4-1：2000 GB/T17626.2--2006電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗IEC61000-4-2：2001 GB/T17626.3-2006電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度試驗IEC61000-4-3：2002 GB/T17626.4-2008電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗IEC61000-4-4：2004 GB/T17626.5-2008電磁兼容試驗和測量技術浪涌（沖擊）抗擾度試驗IEC61000-4-5：2005 GB/T17626.6-2008電磁兼容試驗和測量技術射頻場感應的傳導騷擾抗擾度IEC61000-4-6：2006 GB/T17626.8-2006電磁兼容試驗和測量技術工頻磁場抗擾度試驗IEC61000-4-8：2001 GB/T17626.11-2008電磁兼容試驗和測量技術電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗IEC61000-4-11：2004

2 信息技術設備的電磁兼容檢測項目的具體應用

（1）電源端子騷擾電壓

電源端子騷擾電壓的測試對試驗的環(huán)境具有一定的要求，技術人員要參考國家相關標準中的要求，保證設備的電源傳輸及電壓形式都是符合規(guī)定的，創(chuàng)造正常的設備運行環(huán)境，為其他設備的正常運行提供條件。技術人員要注意，標準測試中的準峰值與峰值有所差異，準峰值是人耳聽到的檢波，峰值則要高于準峰值。技術人員在測試工作中要截取峰值超過準峰值的部分，利用兩個數(shù)值之間的差異完成補測工作，可以得到應有的測量值。

（2）電信端口的傳導共模騷擾

電信端口的傳導共模騷擾項目的測試要以國家標準為基礎，設置該項測試的適用范圍、設備的布置及工作狀態(tài)，該項測試主要是通過電信端口向外發(fā)射電磁干擾，使其低于規(guī)定的限值，可以在同一個網絡上對其他設備的運行起到保障作用。

（3）輻射騷擾

該項目的測試范圍在國家有關標準中也有呈現(xiàn)，是確定EUT向空間發(fā)射傳播的電磁干擾能量，標準要低于限值，因為當前開闊場中的電磁環(huán)境已經出現(xiàn)了惡化的情況，多數(shù)的測試都要在實驗室中完成，而實驗室中的電磁場分布要與開闊場相似。國家的新標準中將測量范圍確定為30MHz-6GHz，隨著現(xiàn)代信息技術設備的發(fā)展，時鐘的頻率也會有所提升，有可能會擴展為18GHz。

（4）諧波電流

諧波電流測試的相關內容在國家標準中都有相對應的內容，其測試的目的在于BUT中非線性器件產生的諧波電流的量值，要比規(guī)定的限值更低，如此才能對線路起保護作用，標準的選擇是人們并不熟悉的諧波作為測試對象，但是各地的電網阻抗并不相同，所以未能形成統(tǒng)一的評價，其可比性較低。但是電網中的阻抗與設備的阻抗相比，前者的數(shù)值更小，所以諧波電流可以更好對設備的運行狀況做出評價。

（5）電壓波動和閃爍

電壓波動和閃爍測試的范圍在國家規(guī)定中是小于16A，在無條件接入的情況下，公用低壓供電系統(tǒng)中產生的電壓變化及電壓波動，要符合國家標準中的內容，測試的主要目的是對EUT工作中引起的電壓波動及閃爍進行測量，要求其值低于標準的限值，方便在同一電源下其他設備可以正常運行，也能夠對防觸電進行保護。實際上其原理是模擬在50Hz電網及220V交流電壓下的60W螺旋燈絲白熾燈在電壓波動狀態(tài)下，人對其閃爍產生的感受程度。

3 電磁兼容測試的具體內容及問題、結論

（1）電磁兼容測試的具體內容

電磁兼容測試是指信息技術設備與系統(tǒng)在正常電磁工作環(huán)境中的抗騷擾能力，不能對環(huán)境中的其他事物做出干擾，而設備在工作中產生的多種周期性的信號，可能會對通過電纜、信號線等方式，導致彼此之間存在嚴重的電磁干擾，或是引起數(shù)據(jù)的輸入、處理等問題，或是導致產品的功能失效，容易在后續(xù)的運行中導致工作風險。所謂電磁兼容，就是要使信息技術設備運行中產生的電磁干擾處于合理的范圍內，提升設備對周圍電磁干擾的抗擾性，也是非常重要的。信息技術設備的電磁兼容測試包括抗干擾測試與干擾測試兩個方面，技術人員要對信息技術設備的傳導敏感度、磁場輻射敏感度及電場輻射敏感度三個方面做好試驗研究，而干擾測試方面則要通過端子干擾電壓及輻射干擾場強兩個方面，測試設備與系統(tǒng)的所屬類別。因為不同信息技術設備所執(zhí)行的標準與指令各不相同，所以采用的測試方法與限值也各不相同，電磁輻射干擾中的無線電頻率干擾，是影響信息技術設備運行狀態(tài)的主要干擾成分。技術人員可以對此項目的干擾成分做出細致的檢測，按照國家的相關規(guī)定，完成強制性的電磁兼容測試，對產品的干擾極限值作出評價，確定其為A級或者B級?？稍陔姶偶嫒轀y試中應用的方法比較多，電磁兼容測試的內容也比較豐富，包括信息技術設備的靜電放電抗擾度試驗、射頻電磁場輻射抗擾度試驗、電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗、浪涌抗擾度試驗、射頻場感應的傳導試驗、工頻磁場抗擾度試驗、電壓變化的抗擾度試驗、端口傳導試驗及輻射騷擾試驗等，可見電磁兼容測試的服務項目種類是比較多的[4]。

（2）電磁兼容測試的多方向問題

信息技術設備天線到測試單元之間的水平距離也是具有明確的要求的，天線到地的距離應處于1-4m的范圍內，國家有關部門頒布的電磁兼容測試管理條例對這些方面的要求都已經加以明確。技術人員在電磁兼容測試中，要考慮天線在測試過程中方位與極化的問題，要合理改變天線對測試單元方向的影響以及極限值的情況，就可以使技術人員快速找到電磁兼容測試中最大的場強讀數(shù)。在測試進行的過程中，技術人員可能要轉動測試單元，如果條件并不允許移動測試單元，則技術人員可以保持測試單元處于固定位置，而自身圍繞測試單元開展測量工作。在具體的標準中，測試單元的移動方式要具體且明確，無論怎樣轉動測試單元，都要讓天線圍繞著測試單元，與之保持固定的距離，即A級信息設備要保持10m的距離，B級信息設備要保持30m的測試距離。根據(jù)電磁理論可以發(fā)現(xiàn)，電場會隨著時間的變化而產生磁場，磁場的變化又會以光速的形式向周圍的空間內傳播，形成電磁波的狀態(tài)，所以只要有電場和磁場存在，就必然會存在電磁干擾，主要通過輻射和傳導的方法來向空間流散的，會對電流的分布狀態(tài)及介質電和磁性能參數(shù)形成影響。在必要的假定條件下，技術人員可以得到微觀輻射單元電偶極子及宏觀輻射單元半波天線的輻射角分布因子，輻射能流的分布是隨著極角的變化而變化的。因此，在測試輻射干擾強的磁場時，測試單元在空間各方向要勻速轉動，才能對每個方向做出細致的測量、處理和記錄，保證電磁兼容測試測量數(shù)值的全面性。技術人員在按照規(guī)定比較并處理好相關數(shù)值以后，就可以得出客觀的結論[5]。

（3）電磁兼容測試的具體應用

某公司的電磁兼容測試過程中，對開關電源信息技術設備的相關組件做出無線電頻率干擾，檢測設備的性能，按照相關電磁兼容測試的操作規(guī)程，技術人員將測試單元放置在臺架上，繞其垂直的軸線經歷了三次直角轉動，并在測試單元的前面、后面、左面和右面中的兩個平面扇形區(qū)域做出了測試。按照相關規(guī)定開展輻射干擾場強的測試時，將測量的數(shù)值進行了相應的處理，測試出項目的檢測結論，技術人員根據(jù)檢測結論確認開關電源的輻射干擾場強可以符合國家的相關規(guī)定。在測試方法的選擇中，技術人員仍然使用這些測試的裝置，對設備做出了第二次全方位的測量，將測試單元在臺架上移動一個直角，再重新按照之前的流程進行測試，可以得到一些與之前并不相同的數(shù)值，是區(qū)域中輻射干擾場強的數(shù)值，已經超出了國家相關部門規(guī)定的干擾極限值，從相關事例中也能夠清楚表明相關特性，在對測試單元各個方向的輻射干擾場強測試，也無法得到相應的標準極限值，根據(jù)相關測量的結論，可以得到與客觀情況不符合的情況，所以該信息技術設備并不能完全符合國家的相關規(guī)定，屬于并不合格的產品，生產商還需要對設備做出進一步的改良。

4 結束語

在現(xiàn)代信息技術設備的電磁兼容測試中，產品生產企業(yè)要重視電磁兼容測試對產品性能的影響，真正履行國家規(guī)定的生產義務，做好產品認證申請工作，積極配合相關部門做出的電磁兼容測試工作。技術人員要根據(jù)電磁兼容測試的結果來分析產品的具體信息，從多個方面解決電磁兼容測試中反映出的產品問題，給企業(yè)正確的改進方案，推進我國信息技術設備的生產水平。

[1]吳俊純.接地技術對信息技術設備電磁兼容性的影響及案例分析[J].品牌與標準化，2021（01）：19-22+25.

[2]竇慧，薛浩，徐靜.ITE信息技術設備電磁兼容抗擾度測試標準GB/T 17618-2015解析及新舊標準差異[J].電子質量，2019（07）：59-64+67.

[3]周毅，張少杰，謝晉雄，等.布線方式對信息技術設備輻射騷擾場強測試的影響[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2019，33（02）：255-260.

[4]海泰電子電磁兼容自動測試通用軟件平臺推出升級版[J].測控技術，2018，31（08）：98.

[5]汪振科. 信息技術設備電磁兼容性測試[D].電子科技大學，2018.

[6]邱學軍，范海波，孫朝暉，等.信息技術設備電磁兼容測試方法的探討[J].檢驗檢疫科學，2017（03）：26-27+33.