信息技术设备的电磁兼容测试探讨

◆陈涛

信息技术设备的电磁兼容测试探讨

◆陈涛

（中国电子科技集团公司第五十四研究所 河北 050081）

现代电子产品的电磁兼容性是一项非常重要的基础性能，代表着产品的质量，国际将其称为“EMC”，既与产品本身的可靠性、安全性相关，也会对其他设备与系统的工作造成影响，严重的可能会破坏电磁环境，各国对这方面工作非常重视，相继颁布了关于电磁兼容检测的一些管理制度，社会中的一些技术组织及质量服务机构也为企业提供电磁兼容检测服务。国内对部分产品实施了强制的电磁兼容检测认证，并推出了“CEMC”的标准认证表示，其中赛宝电磁兼容研究测试中心是国家指定的认证机构，得到了社会的广泛认同。本文从国家关于电磁兼容检测的标准进行分析，研究了电磁兼容测试的过程及相关内容，旨在推动我国信息技术设备的电磁兼容检测技术发展。

电磁兼容检测；信息技术；信息技术设备；电子产品

现如今，信息技术产业得到了蓬勃的发展，人们的生活与工作与信息技术产品密切相关，在IT产品的高度普及之下，电磁兼容检测已经成为人们不再陌生的项目，基于国际上对IT产品的电磁兼容检测技术应用已经非常完善，所以国内对电磁兼容检测技术的研究更要深入且系统。自改革开放以后，我国受到经济全球化的影响，在相关标准的制定方面已经能够与国际接轨，况且近几年的科学技术研究成果非常显著，在电磁兼容检测方面取得了明显的进步，负责试验的技术人员要以国家发布的电磁兼容检测标准为根据，认识到电磁兼容检测试验的重要性，设计完善的试验流程，做好试验中的每一个步骤、每一个环节，从产品电磁兼容性中的电磁干扰与电磁抗扰度两个方面进行研究，以得出最标准的实验结论。

1 电磁兼容检测的国家标准与基本方法

（1）国家标准

目前国家发布的关于信息技术产品的电磁兼容检测标准主要包括两个方面，分别是强制标准与推荐标准。在电磁干扰的测试方面，信息技术产品要根据国家制定的强制标准，进行全面的性能研究，可以根据《信息技术设备的无线电骚扰限值与测量方法》的内容开展试验流程。在电磁干扰度的试验方面，可以根据我国技术监督局发布的《信息技术设备抗扰度限值的测量方法》等相关文件的内容作为推荐标准使用，并没有做出规范性的要求。我国还发布了一些其他规范的标准，比如《低压电气及信息技术设备的谐波电流限值》等等，都可以在电磁兼容测试中作为参考标准使用[1]。

表1是各国或者组织对电磁兼容检测方面的常用编号。

表1 各国或者组织电磁兼容检测的标准编号

国家或组织制订单位标准编号 IECCISPRCISPR Pub IECTC77IEC 欧盟CENLECEN 美国FCC/DODFCC Part 中国中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局GB

（2）电磁兼容检测标准分类

多数组织应用的电磁兼容检测标准体系都是以IEC为基础的，又分为基础标准、通用标准及产品标准等，每类标准中还包括发射标准及抗扰度标准。基础的电磁兼容检测标准是制定其他标准的通用文件，包括电磁兼容检测中的专业术语及测量方法、试验等。通用的电磁兼容检测是在特定环境下应用的标准，既包括居住环境、商业环境及轻工业环境等等，又包括工业环境，通用的电磁兼容检测标准要将基础电磁兼容检测标准作为参考，并不包括详细的策略方法。如表2所示，为信息设备与电磁兼容检测和国际标准之间的关系。

表2 信息设备与电磁兼容检测和国际标准之间的关系（参考）

国家标准编号标准名称对应的国际标准编号 GB9254-2008信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法CISPR22：2006 GB/T17618-1998信息技术设备抗扰度限值和测量方法CISPR24：1997 GB/T17624.1-1998电磁兼容综述，电磁兼容基本术语和定义的应用与解释IEC61000-1-1：1992 GB17625.1-2003电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流＜16A）IEC61000-3-2：2001 GB17625.2-2007电磁兼容限值对每相额定电流＜16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动及闪烁的限值IEC61000-3-3：2005 GB/T17626.1-2006电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论IEC61000-4-1：2000 GB/T17626.2--2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验IEC61000-4-2：2001 GB/T17626.3-2006电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验IEC61000-4-3：2002 GB/T17626.4-2008电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验IEC61000-4-4：2004 GB/T17626.5-2008电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验IEC61000-4-5：2005 GB/T17626.6-2008电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度IEC61000-4-6：2006 GB/T17626.8-2006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验IEC61000-4-8：2001 GB/T17626.11-2008电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验IEC61000-4-11：2004

2 信息技术设备的电磁兼容检测项目的具体应用

（1）电源端子骚扰电压

电源端子骚扰电压的测试对试验的环境具有一定的要求，技术人员要参考国家相关标准中的要求，保证设备的电源传输及电压形式都是符合规定的，创造正常的设备运行环境，为其他设备的正常运行提供条件。技术人员要注意，标准测试中的准峰值与峰值有所差异，准峰值是人耳听到的检波，峰值则要高于准峰值。技术人员在测试工作中要截取峰值超过准峰值的部分，利用两个数值之间的差异完成补测工作，可以得到应有的测量值。

（2）电信端口的传导共模骚扰

电信端口的传导共模骚扰项目的测试要以国家标准为基础，设置该项测试的适用范围、设备的布置及工作状态，该项测试主要是通过电信端口向外发射电磁干扰，使其低于规定的限值，可以在同一个网络上对其他设备的运行起到保障作用。

（3）辐射骚扰

该项目的测试范围在国家有关标准中也有呈现，是确定EUT向空间发射传播的电磁干扰能量，标准要低于限值，因为当前开阔场中的电磁环境已经出现了恶化的情况，多数的测试都要在实验室中完成，而实验室中的电磁场分布要与开阔场相似。国家的新标准中将测量范围确定为30MHz-6GHz，随着现代信息技术设备的发展，时钟的频率也会有所提升，有可能会扩展为18GHz。

（4）谐波电流

谐波电流测试的相关内容在国家标准中都有相对应的内容，其测试的目的在于BUT中非线性器件产生的谐波电流的量值，要比规定的限值更低，如此才能对线路起保护作用，标准的选择是人们并不熟悉的谐波作为测试对象，但是各地的电网阻抗并不相同，所以未能形成统一的评价，其可比性较低。但是电网中的阻抗与设备的阻抗相比，前者的数值更小，所以谐波电流可以更好对设备的运行状况做出评价。

（5）电压波动和闪烁

电压波动和闪烁测试的范围在国家规定中是小于16A，在无条件接入的情况下，公用低压供电系统中产生的电压变化及电压波动，要符合国家标准中的内容，测试的主要目的是对EUT工作中引起的电压波动及闪烁进行测量，要求其值低于标准的限值，方便在同一电源下其他设备可以正常运行，也能够对防触电进行保护。实际上其原理是模拟在50Hz电网及220V交流电压下的60W螺旋灯丝白炽灯在电压波动状态下，人对其闪烁产生的感受程度。

3 电磁兼容测试的具体内容及问题、结论

（1）电磁兼容测试的具体内容

电磁兼容测试是指信息技术设备与系统在正常电磁工作环境中的抗骚扰能力，不能对环境中的其他事物做出干扰，而设备在工作中产生的多种周期性的信号，可能会对通过电缆、信号线等方式，导致彼此之间存在严重的电磁干扰，或是引起数据的输入、处理等问题，或是导致产品的功能失效，容易在后续的运行中导致工作风险。所谓电磁兼容，就是要使信息技术设备运行中产生的电磁干扰处于合理的范围内，提升设备对周围电磁干扰的抗扰性，也是非常重要的。信息技术设备的电磁兼容测试包括抗干扰测试与干扰测试两个方面，技术人员要对信息技术设备的传导敏感度、磁场辐射敏感度及电场辐射敏感度三个方面做好试验研究，而干扰测试方面则要通过端子干扰电压及辐射干扰场强两个方面，测试设备与系统的所属类别。因为不同信息技术设备所执行的标准与指令各不相同，所以采用的测试方法与限值也各不相同，电磁辐射干扰中的无线电频率干扰，是影响信息技术设备运行状态的主要干扰成分。技术人员可以对此项目的干扰成分做出细致的检测，按照国家的相关规定，完成强制性的电磁兼容测试，对产品的干扰极限值作出评价，确定其为A级或者B级。可在电磁兼容测试中应用的方法比较多，电磁兼容测试的内容也比较丰富，包括信息技术设备的静电放电抗扰度试验、射频电磁场辐射抗扰度试验、电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、浪涌抗扰度试验、射频场感应的传导试验、工频磁场抗扰度试验、电压变化的抗扰度试验、端口传导试验及辐射骚扰试验等，可见电磁兼容测试的服务项目种类是比较多的[4]。

（2）电磁兼容测试的多方向问题

信息技术设备天线到测试单元之间的水平距离也是具有明确的要求的，天线到地的距离应处于1-4m的范围内，国家有关部门颁布的电磁兼容测试管理条例对这些方面的要求都已经加以明确。技术人员在电磁兼容测试中，要考虑天线在测试过程中方位与极化的问题，要合理改变天线对测试单元方向的影响以及极限值的情况，就可以使技术人员快速找到电磁兼容测试中最大的场强读数。在测试进行的过程中，技术人员可能要转动测试单元，如果条件并不允许移动测试单元，则技术人员可以保持测试单元处于固定位置，而自身围绕测试单元开展测量工作。在具体的标准中，测试单元的移动方式要具体且明确，无论怎样转动测试单元，都要让天线围绕着测试单元，与之保持固定的距离，即A级信息设备要保持10m的距离，B级信息设备要保持30m的测试距离。根据电磁理论可以发现，电场会随着时间的变化而产生磁场，磁场的变化又会以光速的形式向周围的空间内传播，形成电磁波的状态，所以只要有电场和磁场存在，就必然会存在电磁干扰，主要通过辐射和传导的方法来向空间流散的，会对电流的分布状态及介质电和磁性能参数形成影响。在必要的假定条件下，技术人员可以得到微观辐射单元电偶极子及宏观辐射单元半波天线的辐射角分布因子，辐射能流的分布是随着极角的变化而变化的。因此，在测试辐射干扰强的磁场时，测试单元在空间各方向要匀速转动，才能对每个方向做出细致的测量、处理和记录，保证电磁兼容测试测量数值的全面性。技术人员在按照规定比较并处理好相关数值以后，就可以得出客观的结论[5]。

（3）电磁兼容测试的具体应用

某公司的电磁兼容测试过程中，对开关电源信息技术设备的相关组件做出无线电频率干扰，检测设备的性能，按照相关电磁兼容测试的操作规程，技术人员将测试单元放置在台架上，绕其垂直的轴线经历了三次直角转动，并在测试单元的前面、后面、左面和右面中的两个平面扇形区域做出了测试。按照相关规定开展辐射干扰场强的测试时，将测量的数值进行了相应的处理，测试出项目的检测结论，技术人员根据检测结论确认开关电源的辐射干扰场强可以符合国家的相关规定。在测试方法的选择中，技术人员仍然使用这些测试的装置，对设备做出了第二次全方位的测量，将测试单元在台架上移动一个直角，再重新按照之前的流程进行测试，可以得到一些与之前并不相同的数值，是区域中辐射干扰场强的数值，已经超出了国家相关部门规定的干扰极限值，从相关事例中也能够清楚表明相关特性，在对测试单元各个方向的辐射干扰场强测试，也无法得到相应的标准极限值，根据相关测量的结论，可以得到与客观情况不符合的情况，所以该信息技术设备并不能完全符合国家的相关规定，属于并不合格的产品，生产商还需要对设备做出进一步的改良。

4 结束语

在现代信息技术设备的电磁兼容测试中，产品生产企业要重视电磁兼容测试对产品性能的影响，真正履行国家规定的生产义务，做好产品认证申请工作，积极配合相关部门做出的电磁兼容测试工作。技术人员要根据电磁兼容测试的结果来分析产品的具体信息，从多个方面解决电磁兼容测试中反映出的产品问题，给企业正确的改进方案，推进我国信息技术设备的生产水平。

[1]吴俊纯.接地技术对信息技术设备电磁兼容性的影响及案例分析[J].品牌与标准化，2021（01）：19-22+25.

[2]窦慧，薛浩，徐静.ITE信息技术设备电磁兼容抗扰度测试标准GB/T 17618-2015解析及新旧标准差异[J].电子质量，2019（07）：59-64+67.

[3]周毅，张少杰，谢晋雄，等.布线方式对信息技术设备辐射骚扰场强测试的影响[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2019，33（02）：255-260.

[4]海泰电子电磁兼容自动测试通用软件平台推出升级版[J].测控技术，2018，31（08）：98.

[5]汪振科. 信息技术设备电磁兼容性测试[D].电子科技大学，2018.

[6]邱学军，范海波，孙朝晖，等.信息技术设备电磁兼容测试方法的探讨[J].检验检疫科学，2017（03）：26-27+33.