汽车电子电器电磁兼容测试研究

朱德康

[摘要]针对汽车电子化程度的日益提高，随之而来的EMC问题，首先对相关技术和标准进行研究，接着提出对于电压和电流的测试方法，最后还针对EMS的自动化测试软件提出设计思路。

[关键词]汽车电子 电磁兼容 测试

中图分类号：TM93 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2009）0720030－02

一、引言

随着电子信息技术的发展，汽车正由传统的机械化化向着电子化迈进。汽车电子化程度的高低被看作衡量现代汽车水平的重要标志。据相关统计表明，研发、制造汽车电子电器组件（ESA）的成本已占到总成本的40%以上。随着电子信息技术在汽车上的进一步应用，汽车的机械结构还将发生重大的变化，汽车的各种操纵系统向电子化和电动化发展。但是，随着汽车电子化程度的提高，汽车电子的电磁兼容性（EMC）问题变得日益复杂，它对汽车电子电器组件及整车的电磁兼容性提出了更高的要求。为了确保汽车的电磁兼容性，汽车电气系统、分系统、电子电器设备的电磁干扰（EMI）和电磁敏感度（EMS）的技术参数都必须符合有关的国际或国家标准。因此对于汽车的EMI，EMS这两个主要技术领域的允许极限值的测量方法的研究就有很重要的意义。

二、相关研究

（一）电磁兼容概述

电磁兼容就是器件、设备或系统在所处的电磁环境中良好运行，并且不对其所在环境产生任何难以承受的电磁干扰的能力。电磁干扰是指任何可能引起器件、设备或系统性能降低的电磁现象，电磁干扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介本身的变化。电磁敏感度衡量的是电子设备或分系统对电磁环境所呈现的不希望有的响应程度。简言之，EMC涵盖了EMI、EMS两个方面。为实现系统内设备互不干扰、兼容运行，既要控制电磁干扰源的电磁发射，又要提高受骚扰对象的抗扰度。任何一对复杂系统或装置之间的电磁骚扰和响应过程，可用电磁干扰三要素来描述：用辐射发射和传导发射来描述骚扰源；用辐射抗扰度和传导抗扰度来描述感受器；耦合途径。

（二）汽车电磁兼容标准概述

汽车EMC标准是汽车电磁兼容设计、仿真和测试的基础，它对整车和零部件的抗干扰水平、干扰限值、测试方法、测试环境等做了规定。车辆的电磁兼容标准最早可以追溯到20世纪30年代，在第一次世界大战前无线电接收机开始被安装在车辆上，车辆的电磁干扰逐渐引起了人们的注意。国外一直对汽车的电磁兼容问题非常重视，很早就开始了电磁兼容性标准的制订工作，目前已经形成了较为完善的汽车电磁兼容性标准体系。

我国于1986年成立了全国无线电干扰标准化技术委员会（CTCSRI），以对应国际无线电干扰特别委员会CIPSR的工作，以后陆续成立了分技术委员会以对口CIPSR各分技术委员会的工作。其中无干委D分会（CTCSRI/D）于1988年12月成立，全称为“全国无线电干扰标准化技术委员会机动车辆和内燃机无线电干扰标准化分技术委员会”，简称“D分会”。D分会的主要职责是研究并指定有关机动车辆和内燃机电磁兼容标准化工作的具体方针、政策和技术措施；在本专业领域，负责国家标准制定、修订和复审工作，标准宣传贯彻和解释工作；承担国际组织CISPR心的对口技术工作及其它标准化工作。总体来说，国内汽车电磁兼容性标准是在吸收国际标准的基础上制订的，还很不健全，有待进一步研究完善。

三、汽车电源线传导电压测量

测量电源线的发射，采用线路阻抗稳定网络做隔离。由于EUT（Equip

ment Under Test）中的导线产生辐射，所以传导发射会对辐射发射的测量有影响。因此在进行辐射发射试验之前，先用传导发射限值来判定性能。设备布置图如1所示：

（1：电源；2：线路阻抗稳定网络；3：测量仪器；4：EUT；5：接地平板；6：测试线束；7：绝缘层；8：同轴电缆）

四、汽车电源线传导电流测量

测量控制线/信号线的发射，采用电流探头。电流探头测量用于单根或一组控制线/信号线的测量，测量探头应与所测的线的尺寸相适应。具体布置见图2所示：

五、EMS测试软件

EMS测试是产品电磁兼容测试的一项重要内容，如果按照标准规定的方法，采用手动的方法进行测试，由于测试的频率点很多，导致步骤繁琐，完成试验要花费大量的时间，也容易出差错，所以进行自动测试是必然的趋势。国外专业电磁测量仪器同时也能提供一些相应的测试软件，但这些软件也存在一些不足：通用性差，只适用于本公司或少数几家公司生产的较新型的仪器设备，不能广泛的控制其他公司生产的仪器设备；价格比较昂贵；费汉化界面，不利于在国内推广和使用。为此，本文提出一种较通用的电磁辐射敏感度自动测试软件设计思路。

为了实现自动测试软件的通用性，把自动测试软件划分为三个层次结构。处于最上层的是电磁辐射敏感度自动测试控制程序，是测试软件的核心。第二层是各种测试仪器的控制子VI，它是针对每一台设备编写的能够控制该仪器各种操作和参数的程序。处于最底层的是GPIB卡驱动程序，它是用来控制GPIB卡操作的。

该软件利用LABVIEW语言开发其流程图如图3所示。其中自动测试控制程序包括三个模块：校准模块、测试模块、测试报告模块。校准模块实现了产生标准测试场强的校准过程。根据对标准测试场强、校准的频率范围、开始电平和步进电平的设置，对每一个频率，调整信号输出电平，使测试区所处的场强达到目标场强，测试界面可实时显示校准结果曲线。测试模块根据校准模块的校准结果，控制信号发生器的输出频率、电平和调制参数，通过功率放大器在ATEM小室内产生标准场强，照射受试设备，在每一测试频率点，测试人员观察受试设备的反应，给出受试设备在该频点上的评定。测试报告模块完成对测试结果数据的处理，生成WORD格式测试报告。

六、结束语

本文针对汽车电子化程度的日益提高，随之而来的EMC问题，提出了对于电压和电流的测试方法，最后还针对EMS的自动化测试软件提出设计思路。文章的研究对汽车电子的EMC问题具有一定的意义。

参考文献：

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