日本VCCI认证与测试要求
2012-10-16王春霞
王春霞,肖 猛
(工业和信息化部电子第五研究所,广州)
概述
为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些与电子产品产生电磁干扰有关的法规或标准,比如,欧盟的CE-EMC指令,美国的FCC认证等,在日本,电磁兼容认证是由日本电磁干扰控制委员会 (Voluntary Control Council for Interference by Information Technology Equipment)管理,称为 VCCI 认证。在日本,VCCI 认证是非强制性的,但是加贴VCCI认证标志已经成为优秀产品质量的一种象征,绝大部分日本市场上销售的信息技术产品都有此标签。所以,在日本销售的信息技术产品,一般都会被要求进行 VCCI 认证。
1 VCCI认证规则和申请程序
1.1 VCCI认证产品范围
日本VCCI认证的产品范围不同于其他国家的电磁兼容认证产品范围,比如,美国FCC认证是规定凡进入美国的电子类产品都需要进行FCC(Federal Communications Commission,美国联邦通信委员会)认证,而日本VCCI认证是只针对信息技术类产品(Information Technology Equipment,简称ITE)进行认证,并不是所有电气设备产品都需要做VCCI认证,且该认证只包含电磁兼容骚扰测试,并没有对抗扰度做要求。信息技术类产品又分为两个类别,即Class A和Class B类设备,下面是对两类产品的定义[1]:
1)Class B类设备是指必须满足Class B的限值要求,是针对在家居环境(家居环境是指有可能在离信息技术设备10m远的范围内使用广播和电视接收机的环境,或者可以叫居住环境)下使用的产品,包括:无固定地点使用的设备,比如有可充电电池供电的便携式设备;由通讯网络供电的通讯终端设备;个人计算机以及便携式文字处理器以及和他们相连的外围设备;传真设备。
2)Class A类设备:必须满足Class A的限值要求。除了Class B类之外的ITE设备。
1.2 VCCI认证申请程序
VCCI认证申请的程序和其他认证申请的程序并无太多差异,下面是具体的申请程序:
1)准备持证的申请公司先在VCCI网站注册成为会员;
2)申请人填写认证申请表,将申请表、产品的使用说明书和技术文件等提交给认证实验室;
3)认证实验室评估后,拟定认证费用和周期等;
4)双方签署认证合同,并付款;
5)申请公司提交样品1~2台,认证实验室(为了获得 VCCI 的认可,认证实验室必须是在VCCI 注册认可的测试机构)根据标准要求测试;
6)测试合格后,认证实验室出具实验报告;
7)用实验报告去VCCI网站注册登录。
2 VCCI测试标准要求和测试注意事项
根据VCCI V-3/2012.04的要求[2],进行VCCI认证需要进行四个试验项目,测量设备和设施及要求见表1。
2.1 电源端子的传导测量方法
以台式EUT为例,给出一般的试验程序供参考。试验人员可结合具体情况拟定试验大纲及试验程序,以保障测量结果的有效性和可重复性。
1)确认EUT的最小配置(如组成的单元、线缆和终端等);
2)按测试委托方要求或/和产品说明书中的规定选择相应的限值(A级或B级);
3)确认环境电平比相应限值至少低6 dB(EUT未通电);
4)严格按照图1进行试验布置和连接;
5)选择EUT的工作状态,并使之投入运行;
6)在150kHz~30MHz频率范围内,对电源线中的其中一个载流线(相线或中线)进行测量;
7)先进行初测,找出骚扰最大化时所对应的工作状态和相对于限值较大骚扰电平所对应的频率;
8)在步骤7)中得到的那些频率上进行最终测试;
9)变换到另一个载流线进行测试,重复7)~8)。
在试验过程中需注意以下几点:
1)保持受试单元之间的“相对位置”,注意连接线的走向、摆放和电源线的捆扎长度和方式;
2)受试电源线必须单独与AMN相连,其他的可连接到电源接线板上,再通过其插头连接到另一个AMN上;
3)AMN一定要实现良好的搭接,否则会影响测量结果,还可能会损坏测量设备;
图1 台式设备测试布I(传导发射测量)
表1 试验项目、测量设备和设施要求一览表
4)EUT放置在非金属材料、规定高度的试验桌上,与AMN保持规定的距离;组合式EUT中落地式设备与参考接地平板之间的距离与对台式EUT的要求相一致,见图2;
5)合理设置频率步进和动态范围,并有针对性地对已知信号(如开关频率信号、时钟信号)进行测量,有时还需对较大的骚扰信号加以分析、鉴别;
6)只有当测量到的峰值或准峰值低于平均值限值时,才可停止试验,否则还应继续进行平均值测量;
7)对于落地式设备,EUT应直接放在参考接地平板上,但不能有金属接触,接触点与正常使用相一致,但最大距离不得超过15cm;
8)自动测量用测试软件测量参数(如分辨率带宽、视频带宽、扫描时间)的设置应准确。
图2 组合设备测试布置示意图(传导发射测量)
2.2 电信端口的共模骚扰测量
本文以使用阻抗稳定网络(ISN)测量的方法为例,介绍电信端口传导共模骚扰测量方法。除了试验布置外,电信端口的共模骚扰测量程序与电源端口基本相同,需要注意的是:电信端口工作状态(工作模式和运行参数)的设置会影响测量结果。标准给出了LAN试验的流量和流量内容的说明,检测实验室应依据制造商在其用户手册中给出的电缆使用类别进行试验。但在实际中,如果制造商没有明确所使用的电缆类别,建议选用3类电缆的ISN,原因是此时LCL指标最差,对应骚扰最为恶劣的情况;如果制造商声明其电缆类别为1种以上,如3类、5类和6类电缆,则应分别对连接3类、5类和6类非屏蔽平衡对线电信端口进行测试,并以“最差”测量结果对EUT的符合性作最终判定。
下面以单一平衡对线为例来说明进行电信端口的骚扰测量的步骤:
1)选择使用阻抗稳定网络(ISN)测量的方法来进行试验;
2)按连接电缆的类别来选择ISN,然后按图3布置测试系统;
3)选择EUT工作状态;
4)测量环境电平,确认环境电平比相应限值低6dB;
5)利用CDN/ISN进行电压测量或利用电流探头进行电流测量;
图3 使用ISN或CDN的试验布置
6)在150kHz~30MHz频率范围进行试验;
7)先进行初测,再进行最终测试;
8)如果进行电压测量,测量接收机测得的值加上修正值(分压系数)与相应的电压限值进行比较;
9)如果进行电流测量,测得的值与相应类别的电流限值进行比较。
2.3 1GHz以下辐射骚扰测量方法
本文以台式EUT、采用宽带天线并在半电波暗室内进行的自动测量为倒来说明一般的试验程序。对于落地式或者台式与落地式组合起来的EUT,试验人员可参照实施。
1)同2.1电源端子的传导测量程序1)~3);
图4 台式设备测试布置示意图(辐射发射测量)
2)确认EUT不工作时天线水平极化和垂直极化时分别测得的环境电平比相应的骚扰限值(A级或B级)低6 dB;
3)按图4布置EUT;
4)按图5进行试验布置和连接;
5)选择EUT的工作状态,并使EUT投入运行;
6)先进行水平极化(或垂直极化)测量;
7)按自动测量程序进行测量,在(30~l000)MHz频率范围内进行初测(一般用峰值检波),此时,使天线固定某一适当的高度(如1 m),转台置于某一适当的角度(如EUT面对天线塔);
8)在0°~360°之间旋转转台,寻找某一(初测时骚扰较大的)频率点上EUT的最大骚扰电平(准峰值);
9)在步骤8)的基础上,继续在(l~4)m高度范围内升降天线,寻找该频率点上EUT的最大骚扰电平(准峰值),并记录测量到的最大骚扰电平和极化方向;
10)进行最终测试,有针对性地在所有较大的骚扰电平所对应的频率点上重复8)和9),利用接收机/频谱分析仪最大保持功能,获得最大化的辐射发射电平;
11)改变天线极化方向,重复上述步骤。
试验过程中应注意以下方面:
1)用来连接天线与测量接收机的同轴电缆的走向,沿着天线支架水平走线1 m后垂落至接地平板;
2)EUT的电源线垂落到地,不再对长于1m的电源线进行捆扎;
图5 垂直极化辐射发射测试布置示意图
3)测量距离的测定:假想的EUT边界在接地平板上的投影时面向天线的最近点与天线参考点之间的距离;
4)由于测得的是地面反射和直射波(合成波)叠加的结果,因此,为了寻找最大点,对每一个频率点,都应使天线在1~4m范围内调节;由于EUT本身的电特性,所以在天线的每一高度上要求EUT在0°~360°间旋转。在0°~360°和1~4m扫描过程中应使测量接收机/频谱仪保持处于最大峰值状态;
5)对于落地式设备,要注意EUT与接地平板地面之间的绝缘,其间距不得超过15cm;
6)在使用天线校准系数时,注意校准时测量距离与天线使用时的一致性,也要注意天线校准后对自动测量程库中的数据更新;
7)为了保证试验场地的有效性,EMC试验室应定期对(包括天线塔和转台在内的)试验场地进行确认。
2.4 1GHz以上辐射骚扰测量方法
1GHz以上的辐射骚扰与1GHz以下的辐射骚扰测量方法相比,测量程序基本相同。比如,EUT的最小配置、工作状态的选择、EUT的布置,先经过初测然后以此为基础进行最终测试,得到EUT辐射最大化时的发射电平。其主要差别体现在以下几点:
1)测量所使用的测量接收机/频谱分析仪、测量天线的类型和试验场地的不同;
2)标准测量距离由10m变为3m,检波方式由准峰值检波变为平均值和峰值检波;
3)测量频率范围不一定是给出限值的频段,而是依据EUT的内部最高工作频率来确定;
4)对于1GHz以上的辐射骚扰测量,如果在规定测试距离3m处,天线的3dB渡瓣宽度已完全覆盖EUT,那么测量时天线可以固定在一个固定的高度和位置,无需移动。实际测量中,如果EUT体积较大(宽或高),以至于不能被天线波束所覆盖,那么测量时,针对高大的EUT就要进行高度扫描或调整测试距离;对宽大的EUT,则需水平移动天线,分数次来测量,以寻找到最大辐射频率和电平。
3 结论
大部分国家为了保证本国标准与国际标准的对应关系,制定本国标准的时候都会等同采用或修改采用国际标准。日本也已经将几乎全部的电磁兼容国际标准转化为日本标准,但日本方面制定标准时,经常会融进自己的要求和经验,往往与国际标准差异较大,应注意使用以避免造成测量结果的偏差。此外,VCCI使用的电磁兼容标准换版频率较高,虽然每次换版变化不大,但每年都会增加一些新的要求,使用者用注意及时跟踪标准的变化内容,确保试验程序满足VCCI的要求。
[1] http://www.vcci.jp/vcci_e/index.html.
[2] VCCI V-3/2012.4.Normative Annex 1 TECHNICAL REQUIREMENTS[S].