电磁兼容性问题

一、仪器购置的必要性
      随着电子产品的复杂性的增加,包括工作频率的不断提高,小型化程度的增加,混合电路的应用等,使得电磁兼容方面的问题越来越突出。一方面产品在国家标准检测时不容易一次过关,另一方面产品本身受到电磁兼容的影响而使得其功能不稳定,甚至功能失效等困难。
      在电磁兼容问题面前,由于目前缺少相应的调试设备,再加上工程师普遍对电磁兼容的设计和调试没有成熟和丰富的经验,所以,目前我们对电磁兼容的调试存在着比较大的困难。目前,基本上是比较盲目的凭经验在进行电磁兼容的设计和调试。随着所以产品的复杂度增加,问题将越来越明显,我们认为,有一套方便的调试设备是很有必要的。
      国家对电子产品的电磁兼容性要求也越来越高了,我公司主要是从事医疗设备产品的研究和开发,目前,国家食品药品监督管理局已经通过了医疗器械产品的EMC标准——YY0505-2005标准,该标准规定了医用电气设备的特殊的电磁兼容要求(发射或抗扰度)以及详细的测量程序,并自2007年4月1日起强制实施。为了满足客户和国家的标准要求,引进一套电磁兼容测试诊断工具,是从实际需求出发,既符合相关要求,又满足设计需要。

二、可行性分析
      现代电子产品的设计概念是“及早排除可能的隐患,第一次就把工作做好”。电磁兼容性工作已经逐步从事后检测处理发展到预先分析评估、预先检验、预先设计,即在方案设计阶段就有针对性的开展预测分析工作,把过去用于研制后期试验测量和处理以及返工补救的费用,安排到加强事前设计和预测检验中来。但是如何才能实现这一目标呢?

一般来说,一个产品的研发包括以下几个阶段:
¨  设计前期:建立基本构想,确定系统的性能指标,进行方案的总体设计;
¨  设计期:进入方案实施阶段,包括原理图设计与PCB板图设计;
¨  调试期:进行样机调试,发现问题并对设计进行修改;
¨  验证期:进行各种检验测试认证工作,以确保系统达到设计要求。
¨  系统联调期:确保系统与系统能正常协同工作。

目前,市场上用于解决电磁兼容性问题的工具主要集中在以下几个方面:
1.  设计早期阶段的软件仿真,及早进行EMC设计,并排除发生潜在的电磁辐射问题。
2.  调试过程中故障的诊断、定位和分析。
3.  标准测试前的电磁兼容预测试。
      总之,根据自身情况并结合产品的特点,在从开发期到最终定型以及到系统联调等的不同阶段采取适当的工具、方法及设备,将电磁兼容设计容入整个设计过程就会取得事半功倍的效果。

三、解决方案
      YY0505-2005(IEC60601-1-2 Ed.2)标准针对医用电气设备规定了的特殊的电磁兼容要求(发射或抗扰度)以及详细的测量程序,其引用的主要标准为:
Ø    发射(Emission):
GB 4824 (CISPR11)  工、科、医(ISM)射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法;
GB 17625.1  (IEC61000-3-2)  谐波电流发射限值的测试;
GB 17625.2  (IEC61000-3-3) 电压波动和闪烁的限值的测试;
Ø    抗扰度(Immunity):
GB 17626.2 (IEC61000-4-2)   静电放电(ESD)抗扰度的试验;
GB 17626.3 (IEC61000-4-3)   辐射(射频)电磁场抗扰度试验;
GB 17626.4 (IEC61000-4-4)   电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验;
GB 17626.5 (IEC61000-4-5)   浪涌(冲击)抗扰度试验;
GB 17626.6 (IEC61000-4-6 )   对射频场感应的传导骚扰抗扰度试验;
GB 17626.8 (IEC61000-4-8)   工频磁场抗扰度试验;
GB 17626.11 (IEC61000-4-11)  电压暂降、短期中断和电压变化抗扰度试验。

第一项:发射测试
1. 工、科、医(ISM)射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法
参考标准:GB/T 4824-2001   CISPR 11-1997
标准要求:本标准规定了工业、科学和医疗(ISM)设备和电火花腐蚀设备的电磁骚扰特性的限值和测量方法。
辐射发射测试(GB 4824/CISPR11)——标准要求在暗室或开阔场进行测试
GB 4824(CISPR11)标准要求使用一个宽带天线测量从产品辐射到空间中的RF能量的水平,理想情况下,该测试应该在一个开阔场或等效的环境下进行测试。没有校准的测试场所将要求使用一个ERS量化测试场所的失真。频率范围30MHz到1000MHz。测试框图如下:

      准测试方法只能给出产品是否符合标准,而对于分析辐射发射的原因和解决方案却无能为力。而近场测量却可以给产品开发者提供关于辐射干扰原因的重要数据,基于这些数据,你可以采取相应的措施来减少这些辐射。EMCP系列近场探头组包括多种特制的近场探头,用于直接对电子模块所产生的高频电磁场进行近场测量,以帮助减少辐射干扰。PA系列前置放大器十分适用于这些近场探头,它使利用非常小的探头进行测量成为可能,而且同时可以保持高的灵敏度。

配置内容:

序号

产品型号

产品描述

数量

价格(US$)

1

E4421B

信号源,250KHz –3GHz

1

 

2

150W1000C

功率放大器,80 M-1000 M150 Watts

1

 

3

25S1G4A

功率放大器,0.8GHz—4.2GHz (25W)

1

 

4

E4419B

双通道功率计(含功率头)

1

 

5

DC6180A

双定向耦合器,80 MHz1GHz600 Watts

1

 

6

DC7128

双定向耦合器,800 MHz2.8 GHz

1

 

7

EMR300

场强仪

1

 

8

场强探头

10K-3Ghz800V/m

1

 

9

SAS-521-4

双逻辑天线,25MHz—4GHz

1

共用

10

ATU-510

木质三脚架

1

共用

11

AEH-510

方位角和海拔头

1

共用



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