汽車(chē)電子電氣部件的電磁騷擾技術(shù)要求

　　概述

　　汽車(chē)電磁騷擾特性是汽車(chē)電磁兼容性中的一部分，可以從兩個(gè)方面去考查。首先，考查汽車(chē)電磁騷擾對其周?chē)h(huán)境的影響，對此技術(shù)要求有國家標準GB14023-2000《車(chē)輛、機動(dòng)船和由火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的裝置的無(wú)線(xiàn)電騷擾特性的限值和測量方法》，該標準已執行多年，先后有4個(gè)版本，在此版本之前的版本分別為GB14023-92和GB6279-86，最早期的版本為部級標準JB3093-82；其次，考查汽車(chē)電磁騷擾對車(chē)輛內部接收機的影響，對此技術(shù)要求有國家標準GB18655-2002《用于保護車(chē)載接收機的無(wú)線(xiàn)電騷擾特性的限值和測量方法》。以上兩個(gè)標準均被列入國家發(fā)改委對新申報車(chē)輛強制檢驗項目中。

　　本文就汽車(chē)電磁騷擾對車(chē)內無(wú)線(xiàn)電接收機的影響及技術(shù)要求，談?wù)剣覙藴蔊B18655-2002。該標準經(jīng)過(guò)了幾年的操作，其指導思想有了更深刻的認識。整車(chē)的騷擾限制應作為參考，安裝在整車(chē)上的各種電子電器部件應按照標準要求執行。


圖1 零部件測試圖例

　　技術(shù)要求說(shuō)明

　　國家標準GB18655是汽車(chē)及其零部件的電磁兼容性技術(shù)標準之一，主要用于考查汽車(chē)及其零部件產(chǎn)生的各種電磁騷擾對車(chē)內無(wú)線(xiàn)電接收機的騷擾程度，并以騷擾限值形式加以限制。

　　國家標準GB18655-2002屬?lài)覐娭菩詷藴?。標準中規定?50kHz~1000MHz頻率范圍的無(wú)線(xiàn)電騷擾限值和測量方法，適用于任何車(chē)輛和大型裝置及其電子或電氣零部件，其限值用于保護車(chē)載接收機免受同車(chē)內的零部件或電子模塊產(chǎn)生的電磁騷擾。標準主體包括三個(gè)部分內容和六個(gè)附錄，它們是：

　　第一部分：概述

　　第二部分：車(chē)載天線(xiàn)接收到的發(fā)射的測量

　　第三部分：車(chē)輛零部件和模塊的測量

　　附錄A：天線(xiàn)匹配單元——整車(chē)試驗

　　附錄B：零部件試驗屏蔽暗室的校準過(guò)程

　　附錄C：電流探頭要求

　　附錄D：抑制騷擾的說(shuō)明

　　附錄E：TEM小室尺寸

　　附錄F：人工電源網(wǎng)絡(luò )原理圖

　　概念說(shuō)明

　　技術(shù)標準中有些概念可以廣義地去理解。

　　車(chē)載接收機：是指在電磁騷擾情況下，可能會(huì )影響正常工作或運行的各種承受體。如：聲音和電視接收機、無(wú)線(xiàn)電話(huà)、車(chē)載移動(dòng)通訊等設備；車(chē)輛的含義包括：轎車(chē)、客車(chē)、乘用車(chē)、載貨車(chē)、電動(dòng)車(chē)輛、農用拖拉機、工程機械車(chē)輛等。

　　針對電磁騷擾的特性和影響程度的大小，對其進(jìn)行分類(lèi)。在該標準中將騷擾分成寬帶騷擾和窄帶騷擾，并給出了區別寬帶和窄帶騷擾常用判別方法，既采用干擾接收機的峰值檢波器和平均值檢波器分別測量，測量結果的差值是否大于6dB的方法。

　　針對汽車(chē)中各種騷擾源，按其特點(diǎn)、持續時(shí)間長(cháng)短劃分成三種類(lèi)型，并給予不同的限值要求。具體分類(lèi)為：

　　a) 連續或長(cháng)持續時(shí)間型和自動(dòng)短持續時(shí)間型寬帶設備；

　　b) 手動(dòng)短持續時(shí)間型寬帶設備；

　　c) 窄帶設備。

　　以上的分類(lèi)與劃分是基于這樣一種觀(guān)點(diǎn)，認為連續發(fā)射的騷擾源比周期性或短時(shí)型工作的騷擾源有更嚴重的影響，窄帶騷擾源比寬帶騷擾源有更集中的騷擾能量，因此應該有更嚴格地騷擾限值。例如：微處理器、數字邏輯電路、震蕩器、時(shí)鐘信號發(fā)生器等都屬于窄帶騷擾源的產(chǎn)品。


圖2 電波暗室

　　標準限值

　　整車(chē)騷擾限值。

　　零部件傳導騷擾限值：

　　·沿電源線(xiàn)的傳導騷擾限值，寬帶騷擾限值；窄帶騷擾限值。

　　·沿控制/信號線(xiàn)的傳導電流騷擾限值，寬帶騷擾限值；窄帶騷擾限值。

　　·零部件輻射騷擾限值，寬帶騷擾限值；窄帶騷擾限值。

　　試驗手段

　　屏蔽室

　　屏蔽室應具有一定的屏蔽外界電磁噪聲的效能，保證測試環(huán)境能滿(mǎn)足對電磁噪聲電平的要求。要求環(huán)境電磁噪聲電平應比限值電平至少低6dB。

　　電波暗室

　　電波暗室的其它名稱(chēng)為裝有吸波材料的屏蔽室(ALSE)，它是在屏蔽室的內墻上和天花板上使用射頻吸波材料，吸收電磁波的反射能量，見(jiàn)圖2。具體要求：

　　a．ALSE的反射特性應滿(mǎn)足70MHz~1000MHz頻率范圍內，從墻和天花板的反射能量造成的最大誤差小于6dB。

　　b.在A(yíng)LSE內，所有與輻射發(fā)射測量無(wú)關(guān)的物品清除干凈，這樣有利于減少對測量結果的影響，這其中包括不必要的設備、電纜架、桌、椅、柜子等，與試驗無(wú)關(guān)的人員應離開(kāi)ALSE現場(chǎng)。

　　干擾接收機

　　干擾接收機或稱(chēng)測量接收機，應符合GB/T6113.1對測量?jì)x器設備技術(shù)參數的要求，應具有峰值檢波器、準峰值檢波器、平均值檢波器，測量時(shí)手動(dòng)或自動(dòng)頻率掃描方式均可使用。選擇最小掃描時(shí)間。測量接收機的帶寬應適當選取，應使儀器的本底噪聲值至少比限值低6dB。

　　電源系統

　　電源系統應有適當的調整功能，保證試驗時(shí)對電壓的要求。12V電系統為13.5±0.5V；24V電系統為27V±1.0V。電源系統應經(jīng)過(guò)適當的濾波，以使電源中的射頻噪聲比規定限值至少低6dB。

　　人工電源網(wǎng)絡(luò )

　　人工電源網(wǎng)絡(luò )(AN)或線(xiàn)性阻抗穩定網(wǎng)絡(luò )(LISN)。AN應有一個(gè)標稱(chēng)為5mH的電感，測量端口有50W特性。

　　接地平板

　　測量傳導或輻射發(fā)射時(shí)應采用一接地平板，見(jiàn)圖1。接地平板采用至少0.5mm厚銅板或鍍鋅鋼板，應與屏蔽室搭接，其搭接直流電阻不超過(guò)2.5mW,搭接片間的距離不大于0.9m。

　　電流探頭

　　電流探頭是一個(gè)將電流轉換成電壓的互感器，其校正因子被稱(chēng)為轉換阻抗Zt。被測導體中的射頻電流Ip與測量接收機電壓讀數Es的關(guān)系為：Ip=Es/Zt 。
　　
　　電流探頭應具有的特性：

　　a.頻率范圍：0.15MHz~ 108MHz；

　　b.飽和電流：應大于最大預期電流的1.25倍；

　　c.額定輸出負載阻抗：(50＋j0)Ω；

　　d.電流鉗孔尺寸：足以進(jìn)行最粗電纜的試驗。

　　天線(xiàn)

　　天線(xiàn)系統應具有50Ω阻抗匹配特性，可以使用：

　　a.0.15MHz~30MHz    1m單極垂直天線(xiàn)；

　　b.30MHz~200MHz     可以水平和垂直極化的雙錐天線(xiàn)；

　　c.200MHz~1000MHz   可以水平和垂直極化的對數周期天線(xiàn)；

　　d.20MHz~1000MHz    復合寬頻帶天線(xiàn)。

　　適用產(chǎn)品分類(lèi)與騷擾抑制

　　目的

　　國家標準GB18655的適用產(chǎn)品分兩大類(lèi)：一類(lèi)是汽車(chē)整車(chē)；另一類(lèi)是安裝于汽車(chē)上的各種零部件和電子模塊。

　　該技術(shù)要求規定了適用的產(chǎn)品種類(lèi)，但不僅限于列舉的產(chǎn)品。目的在于限制汽車(chē)及其零部件的無(wú)線(xiàn)電騷擾，保護車(chē)載無(wú)線(xiàn)電接收機能令人滿(mǎn)意地收到無(wú)線(xiàn)電信號。規定使用騷擾抑制器或必要的抑制措施，用于減小因車(chē)內電器設備對其內部電源的無(wú)線(xiàn)電騷擾能量，用于減小通過(guò)車(chē)內的線(xiàn)束耦合對車(chē)載無(wú)線(xiàn)電接收天線(xiàn)端的騷擾能量。

　　整車(chē)產(chǎn)品

　　對整車(chē)產(chǎn)品的測試，主要考查車(chē)載無(wú)線(xiàn)電接收機天線(xiàn)的末端無(wú)線(xiàn)電騷擾電壓的大小。參見(jiàn)圖2。

　　零部件和電子模塊

　　零部件測試見(jiàn)圖1。

　　·寬帶騷擾源的產(chǎn)品

　　按持續時(shí)間長(cháng)短劃分寬帶騷擾源的產(chǎn)品。

　　·窄帶騷擾源的產(chǎn)品

　　微處理器、數字邏輯電路、震蕩器、時(shí)鐘信號發(fā)生器等都屬于窄帶騷擾源的產(chǎn)品。這種騷擾源有較強的耦合能量，與有用信號相似且連續產(chǎn)生。因此這種騷擾更加有害。

　　騷擾抑制

　　為了成功地抑制車(chē)內騷擾，首先需要識別騷擾源和騷擾的方式途徑。前面列舉了騷擾源的產(chǎn)生部件，而騷擾傳播的途徑可以有以下幾種方式(但不限于此)：

　　a.耦合到天線(xiàn)的騷擾；

　　b.耦合到天線(xiàn)電纜的騷擾；

　　c.通過(guò)電源供電電纜侵入接收機內；

　　d.直接輻射侵入接收機；

　　e.耦合到與汽車(chē)接收機連接的其它所有電纜。

　　結語(yǔ)

　　汽車(chē)電磁騷擾的技術(shù)要求對于提高汽車(chē)整車(chē)的電磁兼容性、安全可靠性非常重要。國家標準GB18655的有效執行，為保護車(chē)載接收機能正常運行，對車(chē)輛內部零部件的無(wú)線(xiàn)電騷擾特性提出了技術(shù)要求。時(shí)下大力發(fā)展汽車(chē)電子技術(shù)產(chǎn)品，各有關(guān)單位在開(kāi)發(fā)汽車(chē)電子產(chǎn)品時(shí)、對于任何欲安裝于車(chē)輛上的電子電氣零部件時(shí)，應充分考慮有關(guān)汽車(chē)電磁騷擾技術(shù)標準。