CISPR 25第五版技术内容变化解析

摘 要：本文介绍了CISPR 25 ，Vehicles， boats and internal combustion engines–Radio disturbance characteristics–Limits and methods ofmeasurement for the protection of on-board receivers第5版较第4版的一些主要技术差异。新版本标准对于车载天线接收到的发射及零部件和模块的发射测试频段、测试带宽有了一些变化，优化了部分测量设备的要求，并首次提出了基于CISPR25发射测试的不确定度模型。

關键词：电磁兼容，CISPR 25，辐射发射，不确定度

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.16.021

0 引言

近年来，由于新能源汽车技术的不断发展，5G通信、V2X等技术的相继引入，汽车已经从一个单一功能的传统交通工具发展成为具有通信、安防和协助功能的智能产品。如何更安全、舒适、高效地抵达目的地是当下人们对于汽车的要求。随着车辆内集成的电子电气零部件日益增多，车内电磁和电气环境愈发复杂，汽车的电磁兼容问题显得更加重要。基于这个原因，国内外对于整车车辆和零部件的EMC测试也提出了新的要求。第五版CISPR25针对上一个版本，进行了一系列修订，对于测试频段进行了扩展，测量带宽进行了重新定义，并在一些测试细节进行了合理化改进，增加了对于测试不确定度的官方推荐的分量、评定方法和推荐值，以适应当前新的汽车技术发展。

1 CISPR25标准简介及版本差异归纳

CISPR 25是由国际无线电干扰特别委员会提出的一项关于汽车电子设备无线电干扰特性的测量标准，它在汽车电子设备和系统的电磁兼容性（EMC）领域被广泛接受和应用。该标准包含两个主要的测试领域：辐射发射和传导发射。CISPR 25规定了辐射和传导发射的测试方法和限值，其目的是量化和限制汽车电子设备可能产生的电磁干扰。通过遵守CISPR 25的测试规定，工程师能够确保他们的设备在一个电磁干扰环境中（如汽车内部），能够稳定可靠地运行。因此，理解和实现CISPR 25的标准是现代汽车电子设备设计和测试的一个关键组成部分。

CISPR25第五版与CISPR25第四版的主要技术差异如表1所示[1-2]。

2 第五版CISPR25主要的新增内容

2.1 车载接收天线辐射测量下的充电模式

第五版的CISPR 25 首次引用了标准IEC 61851-1：2017[3]，对新能源汽车测试中的充电状态下的工况进行了定义，将其分为模式1到模式4。其中模式1指的是一种利用普通电缆和插头将电动汽车连接到交流供电网络的充电模式；模式2是一种用于将电动汽车连接到电网的标准插座的方法，该方法使用具有电缆和插头的交流电动汽车供电设备，并且该设备具有控制导引功能及防触电装置；模式3是用于将电动汽车连接到始终连接到电网的充电桩，充电桩对电动汽车具有控制导引功能；模式4则是利用直流充电设备将电动汽车连接到交流电网的方法，充电桩对电动汽车具有控制导引功能。车辆辐射发射测试时的四种充电模式如图1所示。

另外，新标准对充电模式下电池状态也给出了说明，要求测试中保持电池的容量在20%到80%之间，同时充电电流应至少设置为其最大额定值的80%。因此，为了满足该测试要求，需要在测试前先将充满的车载电池进行放电。

2.2 测量频率的变化

随着通信技术的飞速发展及电子产品的多样化，通信产品的工作频率逐年提高，再加上汽车本身即将迈入车联网时代，集成大量不同工作频率的通信模块。为了应对更加复杂的车内环境，此次标准的更新将测量频段的上限提升至5925 MHz，扩充的频段包括GPS L5、BDS B1I、V2X和若干主流通信频段。同时在某些传统频段上的测量限值以及测试带宽上也有较大的调整，主要差异如表2、表3所示。

2.3 测量仪器

新版本明确了测量仪器应满足CISPR16-1-1[6]的要求，并提到了基于快速傅里叶变换（FFT）的测量接收机也可用于测试，测量时间应不小于1 s。对于日常测试工作来说，在取得主机厂或客户认可的前提下，进行准峰值测量时，采用FFT的测量方法可以显著提高测试效率。

此外对于30 MHz以下的单棒天线提出了可以选择使用光纤系统替代传统的同轴电缆连接，将测试信号连接到测量接收机。一直以来10 MHz到30 MHz范围内的辐射发射测量结果都有着较大的测量不确定度，这是由于接地桌面、棒天线接地带对地的反射以及暗室墙面之间的共振引起的。通过使用光纤传输信号，可以降低单棒天线下半部分对于电场接收的敏感度，从而来提高测量的准确度[4]。

2.4 零部件传导电压法测试

第五版标准中对于传导电压法测试新增了被测件的位置要求，标准中规定EUT到屏蔽室墙面的距离要求不小于500mm。

2.5 测量不确定度

新标准中最重要的更新莫过于新增了四章关于不确定度评定的资料性附录。首次对CISPR25的不确定度评定给出了建议。附录J和L分别给出了相关测试测量不确定度的评定方法。

以车辆零部件辐射骚扰的测量不确定度为例，典型的测试系统的结构如图2所示。

根据图2，从接收天线开始，到EMI接收机，CISPR25对整个测量通路的不同位置上有可能产生不确定度的因素进行分析，并对CISPR16-4-2[4]上推荐的传统分量进行部分借鉴和采纳，推荐了以下不确定度分量，作为车辆零部件辐射发射测试不确定度评定的分量：

E =VR+（δVSW+δVPA+δVPR+δVNF+δVSTP）+LprC+δLprCFI+ MprRE+GApr+δGAprFI+Mpr+LEXC+δLEXCFI+MBKpr+LBK+LINC+δLINCFI+MBKANT+FANT+δFANTFI+δFANTThe+δFANTdir+δFANTcp+δFANTbal （1）

辐射骚扰测量结果的不确定度可由式（1）中的各个分量合成得到。模型中的分量可以从计量报告中获得或是按照CISPR16-4-2[5]的方法评估得到。其中，特别需要注意的几个分量有δVSW，δVSTP，δLprCFI，δGA prFI，δL EXCFI，δL INCFI，δFANTFI。

分量δVSW是接收机正弦波电压允差所引起的不确定度。根据CISPR 16-4-2[6]中的要求，对该项的评估不能直接引用计量报告中的测量不确定度，而是应该先判断校准报告中的接收机电压准确度是否优于CISPR 16-1-1[6]所规定的允差（±2 dB），如为±1 dB，则将该值用于测量接收机的不确定度计算。

分量δVSTP是此次CISPR25附录K.3提出的评估方法。该分量是由测量接收机测量时的频率步进引起的不确定度影响。具体方法是将一个信号源连接到接收器的输入端，设置一个信号源的频率f0。例如：在9 kHz带宽的测量中f0=10 MHz，120 kHz带宽的测量中f0=100 MHz，1 MHz带宽的测量中f0=200 MHz。信号源的电平应至少高于接收器的本底噪声10 dB，但应在接收器线性工作的电平范围内（其输入混频器不饱和）。将接收机的测量频点设置在f0并记录测量的电平V0。不改变信号源的输出电平的大小，并重新调整接收机的测量频点至f0±（Δf）/2并记录测量的电平V-和V+（见图3）。

其中Δf是测量期间使用的频率步长的最大值。例如：Δf =5 kHz 用于9 kHz 带宽的测量，50 kHz用于120 kHz带宽的测量，500 kHz用于1 MHz 带宽的测量，即允许的最大步长。

计算ΔVx=V0－V-和ΔVy=V0-V+，单位为dB，将绝对值最大的结果作为接收机频率步长不确定性贡献者的负值，而该贡献者的正值为0 dB。满足矩形概率分布。

另外，分量δLprCFI，δGAprFI，δLEXCFI，δLINCFI，δFANTFI分别为测量通道（电缆）参数、前置放大器参数、天线因子由于频点之间的参数内插引起的不确定度。其本身依赖于校准点之间的频率间隔和转换系数随频率变化。评定时，需要分析校准机构提供的校准参数，并找出其所有相邻校准频率点对应的参数差值的最大值。实际操作中会发现对于那些频率点过少的参数列表，参数跳变过大，会导致测量不确定度的增大。在做设备计量时应注意对参数频点的要求不应过少，从而降低测量结果的不确定度。

3 结论

CISPR 25作为汽车类产品的電磁兼容基础性标准会被许多国家和主机厂采纳引用。新标准的制定对日益复杂的车内电磁环境提出了更高的要求。汽车零部件或是主机厂应及时出台对策，以满足新版本的技术要求。

参考文献

[1]Vehicles， boats and internal combustion engines-Radiodisturbance characteristics-Limits and methods ofmeasurement for the protection of on-board receivers：CISPR25：2021[S].

[2]Vehicles， boats and internal combustion engines-Radiodisturbance characteristics-Limits and methods ofmeasurement for the protection of on-board receivers：CISPR25：2016[S].

[3]Electric vehicle conductive charging system-Part 1：General requirements：IEC 61851-1：2017[S].

[4]GAUL H W.Electromagnetic modeling and measurements of the 104 cm rod and biconical antenna for radiated emissions testing below 30 MHz[C]//Electromagnetic Compatibility（EMC）， 2013 IEEE International Symposium on.

[5]Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods-Part 4-2：Uncertainties，statistics andlimit modelling-Measurement instr umentation uncertainty：CISPR 16-4-2：2018[S].

[6]Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus andmethods-Part 1-1： Radiodisturbance and immunity measuringapparatus-Measuringapparatus：CISPR 16-1-1：2019[S].

作者简介

尹学斌，本科，工程师，研究方向为电磁兼容测试。

（责任编辑：袁文静）