汽車(chē)電磁兼容標準的發(fā)展和變化

1 汽車(chē)電磁兼容標準化組織

汽車(chē)電磁兼容標準分為國際標準、地區、國家標準和企業(yè)標準?，F國際上制定電磁兼容方面的標準化組織有國際標準化組織（ISO）、國際電工委員會(huì )（IEC）、國際電工委員會(huì )無(wú)線(xiàn)電干擾特別委員會(huì )（CISPR）。

地區標準主要是歐洲ECE法規和EEC指令。國家性標準協(xié)會(huì )有美國國家標準協(xié)會(huì )（ANSI），美國聯(lián)邦通訊委員會(huì )（FCC），美國汽車(chē)工程協(xié)會(huì )（SAE），德國郵電部（FTZ），德國電氣工程師協(xié)會(huì )（VDE），英國標準協(xié)會(huì )（BSI），日本民間干擾控制委員會(huì )（VCCI），上述標準協(xié)會(huì )的作用是與國際標準協(xié)調，并且制定各國家自己的標準。

國際上各大型汽車(chē)公司都有自己的企業(yè)電磁兼容標準，如美國福特公司、通用公司，德國大眾、寶馬,意大利的FIAT公司和法國的PSA集團等，其企業(yè)標準比國際上通用的標準要嚴格很多。

2 電磁兼容標準分類(lèi)及發(fā)展變化

盡管汽車(chē)電磁兼容的標準種類(lèi)繁多，但以測試方法可歸結為傳導發(fā)射、傳導抗擾度、輻射發(fā)射和輻射抗擾度四個(gè)方面的標準。

2.1 傳導發(fā)射

傳導發(fā)射又分為瞬態(tài)發(fā)射和連續發(fā)射，瞬態(tài)發(fā)射是指被測設備在接通或切斷瞬間通過(guò)電源線(xiàn)所產(chǎn)生的干擾信號，連續發(fā)射是被測設備持續對電源線(xiàn)所產(chǎn)生的干擾。多數瞬態(tài)傳導發(fā)射的測量基本上是采用ISO 7637-2 標準規定的測試方法，但各個(gè)標準所規定的限值有所不同，如福特公司規定的限值為-150V/＋100V，而FIAT公司規定的限值為-60V/＋60V。對于連續型傳導發(fā)射的測量大多數標準在近年來(lái)修訂后基本上采用等同于CISPR25的測量方法。對于連續傳導發(fā)射CISPR25第三版在其第二版基礎上增加了點(diǎn)火系統測試的試驗方法，該方法最早只是在大眾企業(yè)標準中涵蓋，從這點(diǎn)可以看出國際標準也在借鑒其它標準中合理的試驗方法。

2.2 傳導抗擾度

傳導抗擾度測試分為電源線(xiàn)傳導抗擾度和信號線(xiàn)傳導抗擾度。

2.2.1 電源線(xiàn)的抗擾度

在電源線(xiàn)的抗擾度測試標準中，部分企業(yè)標準與ISO7637-2相比存在較大差異，如福特傳導抗擾度標準共分為6大類(lèi)19種波形，而ISO7637-2則分為5大類(lèi)8種波形，克萊斯勒的分為7類(lèi)13種波形。ISO的電源線(xiàn)傳導抗擾度標準是模擬車(chē)輛運行中可能出現的感性負載切斷、開(kāi)關(guān)的接通瞬間、電壓跌落和拋負載的四大類(lèi)干擾現象，而福特電源線(xiàn)抗擾度標準除在感性負載切斷和電壓跌落類(lèi)似與ISO7637外，其余四類(lèi)干擾現象均不同與ISO7637-2，如模擬車(chē)輛充電時(shí)的連續干擾、交流地電壓偏移、供電電壓的短時(shí)中斷和電壓過(guò)載的干擾現象，福特標準在電源線(xiàn)傳導抗擾度方面提出更加廣泛和嚴格的要求。

2.2.2 信號線(xiàn)傳導抗擾度

2006版的ISO7637-3標準在1995版標準基礎上進(jìn)行了較大的變更，增加了直接電容器耦合（DCC）方法和感性耦合鉗（ICC）方法，亦即增加了慢速脈沖（ISO7637-2中的脈沖1和脈沖2）的要求，該項要求在2002版的大眾標準中就已經(jīng)體現，增加該要求的目的是要在測試中覆蓋所有可能出現在線(xiàn)路中的電磁干擾現象，以保證車(chē)輛電子系統的可靠性。

2.3 輻射發(fā)射

對于輻射發(fā)射測量，無(wú)論是EEC指令還是企業(yè)標準，在測試方法上都是參照CISPR12及CISPR25，這也是汽車(chē)EMC標準的發(fā)展趨勢。

2.3.1 整車(chē)輻射發(fā)射

現在EEC指令的整車(chē)寬帶輻射發(fā)射測量的限值等同與CISPR12，整車(chē)窄帶輻射發(fā)射測量的限值不同與CISPR12，總體上比CISPR12更加嚴格。CISPR12第6版增加了均值限值線(xiàn)，即在點(diǎn)火鑰匙處于“on”，且發(fā)動(dòng)機沒(méi)有起動(dòng)的情況下采用均值檢波方式測量車(chē)輛的窄帶干擾信號，而峰值和準峰值檢波方式是在發(fā)動(dòng)機運轉的情況下使用。即窄帶測量采用均值檢波，寬帶測量采用峰值和準峰值檢波方式，這也是窄帶測量從6dB法轉變到均值檢波法所發(fā)生的重大變化。

窄帶測量采用均值檢波器有以下幾個(gè)方面的的優(yōu)勢：

? 能夠抑制騷擾信號中的脈沖干擾成分，更加有效的測量窄帶信號成分。
? 抑制幅度調制成分，測量出幅度調制信號中的載波電平。
? 對于間歇的、不穩定的和漂移的窄帶信號可以檢測出來(lái)。

2.3.2 零部件輻射發(fā)射

對于零部件輻射發(fā)射測量，EEC所采用的標準限值與CISPR25相比要寬松很多，頻率范圍也不同，EEC頻率范圍是30M-1GHz，而CISPR25頻率范圍為150 kHz～2500 MHz。國外企業(yè)如VOLKWAGEN、BMW、GM、FORD和PSA等都在CISPR25標準的基礎上制定了自己的企業(yè)標準，在試驗方法和樣件布置上基本相同，但在測試頻段、限值和檢波方式都各有所不同。各企業(yè)標準都是依據其公司生產(chǎn)車(chē)輛所使用車(chē)載接收機的特性和使用頻率來(lái)制定頻段范圍和限值大小，同時(shí)由于各款車(chē)型所銷(xiāo)售的國家及用途的不同，所要保護的頻段范圍不同，一般情況只保護該車(chē)型所涉及的頻段。

第三版CISPR25的和第二版相比變化較大。第二版的頻率范圍為150 kHz～1000 MHz,而第三版已經(jīng)將頻率范圍的上限提高到2.5GHz，擴充的頻段包括DAB、GPS、GSM、3G和Bluetooth，同時(shí)子頻段范圍也作了較大的調整。在測量限值的規定上也有較大的變化，原限值分寬帶和窄帶限值，檢波方式為峰值和準峰值；現限值分為峰值/準峰值限值和均值限值，檢波方式為峰值、準峰值和均值。

現在愈來(lái)愈多的乘用車(chē)上使用窗式天線(xiàn)，窗式天線(xiàn)需要使用放大器，因而天線(xiàn)信號的本底噪聲將隨之增加，為了排除接收機本底噪聲和天線(xiàn)本底噪聲對測量結果的影響，第三版增加了有源天線(xiàn)本底噪聲測量方法。

2.4 輻射抗擾度

2.4.1 整車(chē)輻射抗擾度

多數輻射抗擾度標準的測試方法都等效于ISO 11451,如EEC指令和大眾的企業(yè)標準的整車(chē)抗擾度就分別等效于ISO 11451-2, ISO 11451-3, ISO 11451-4，但EEC指令和大眾標準所采用的抗擾度等級則相差很大，如EEC采用的場(chǎng)強為30V/m,大眾標準采用的場(chǎng)強為150 V/m。EEC指令從2004年版本開(kāi)始，將抗擾度的頻率上限提高到2GHz，大眾標準則提高到3GHz，同時(shí)這兩個(gè)標準都依據ISO 11451-1增加了脈沖調制的要求，脈沖調整的頻率為217Hz，但占空比EEC指令為12.5％（等同于ISO），大眾標準占空比為50%。增加脈沖調制要求，也是為了涵蓋類(lèi)似雷達波的這種電磁干擾源。

2.4.2 零部件輻射抗擾度

零部件輻射抗擾度的標準的發(fā)展趨勢雷同于整車(chē)，EEC指令和大眾標準的抗擾度頻率上限也分別提高到2GHz和3GHz，也增加了脈沖調制。

3 結論

3.1 適應新技術(shù)的發(fā)展

? CISPR25頻率范圍由150 kHz～1000 MHz 提高到150 kHz～ 2.5GHz以適應DVB，GPS,GSM,3G和Bluetooth技術(shù)在汽車(chē)上的使用。
? 有源天線(xiàn)的使用，其測量結果的準確性受到一定程度的質(zhì)疑。有源天線(xiàn)的放大特性、非線(xiàn)性、失真和信噪比都會(huì )對測量結果產(chǎn)生影響，因此在標準中增加了有源天線(xiàn)本底噪聲測量方法。

3.2 涵蓋所有電磁現象
? 輻射抗擾度增加脈沖調制功能
? 信號線(xiàn)傳導抗擾度增加慢速脈沖

3.3 測量方法愈趨合理
? 窄帶測量從6dB法轉變到均值檢波法。
? CISPR/D分會(huì )正在進(jìn)行對有源天線(xiàn)的進(jìn)一步研究工作。