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辐射骚扰测试是什么?

辐射骚扰测试是什么文章封面

报告上的某个频点高出限值3 dB,产品功能却完全正常——为什么仍然判失败?因为辐射骚扰测试关注的不是产品“能不能用”,而是它工作时向外泄漏的无意电磁能量,会不会超过标准允许的限值并影响附近的广播、通信或其他电子设备。

实验室常把这项测试写成Radiated Emission或RE。它不是无线产品的发射功率测试,也不是用外部电磁场照射产品的辐射抗扰度测试。

辐射骚扰向外发射与辐射抗扰度区别
辐射骚扰向外发射与辐射抗扰度区别

一、辐射骚扰测的是产品向外“放出去”的无意噪声

开关电源、晶振、高速时钟、处理器、显示接口和电机驱动都会产生高频电流。当这些电流沿PCB回路、机壳缝隙或外接线缆传播时,部分能量会通过空间辐射出去。辐射骚扰测试就是在规定距离和场地条件下测量这种场强,再与产品标准的限值比较。

容易混淆的项目能量方向主要判断
辐射骚扰/辐射发射(RE)产品向外无意发射是否超过限值
辐射抗扰度(RS)外部场照向产品产品是否误动作、降级或损坏
无线射频发射测试无线模块主动向外功率、带宽、杂散等是否合规

CISPR 16-2-3:2016+A1:2019+A2:2023是辐射骚扰测量方法的基础标准,覆盖9 kHz至18 GHz范围内的测量方法。但某一台产品实际测哪些频段、使用什么限值和检波器,不由标题“辐射骚扰”单独决定,而要查看它适用的产品或产品族标准。

暗室转台天线升降与极化测量
暗室转台天线升降与极化测量

二、暗室怎样找到最差方向与最高场强

以许多电子产品常见的30 MHz~1 GHz测量为例,样机按规定布置在转台上,接收天线位于3 m或10 m等标准规定的测量距离。实验室先扫描可疑频点,再通过以下动作寻找最大读数:

  • 转台旋转样机,寻找辐射最强的方位;
  • 天线在规定高度范围内升降,寻找直接波与地面反射叠加后的最大值;
  • 分别测量水平极化和垂直极化;
  • 对接近限值的频点驻留并按规定检波器进行最终测量;
  • 结合天线系数、电缆损耗、放大器增益等修正量,得到以dBμV/m表示的场强。

所以,预扫时某一方向看起来通过,不代表最终结果一定通过。正式报告应能追溯频率、天线极化、高度、转台角度、测量距离、检波方式和样机工况。

1 GHz以上的布置、天线和测量方法会发生变化,是否需要测到更高频率也取决于产品标准和内部最高工作频率。不能把“30 MHz~1 GHz”写成所有产品的固定范围。

样机线缆负载与工作模式配置
样机线缆负载与工作模式配置

三、样机状态和线缆为什么会改变结果

辐射骚扰不是只由主板决定。外接线缆很容易成为共模电流的辐射天线,机壳开口、接地方式、电源适配器和外围设备也会改变回流路径。

送检时至少要锁定以下配置:

  1. 硬件与软件版本:工程样机、量产板、固件频率和扩频设置必须可追溯;
  2. 电源配置:原配适配器、可替代适配器、PoE或直流供电不能随意互换;
  3. 端口与线缆:需连接哪些端口、线缆类型与长度、屏蔽层怎样终接;
  4. 运行模式:数据传输、显示刷新、读写存储、电机负载或充电等模式要覆盖最不利状态;
  5. 辅助设备:电脑、负载、模拟器和外围设备既要维持功能,又不能掩盖样机本身的骚扰。

如果正式测试使用的配置与量产销售配置不同,即使报告数值通过,也可能无法有效覆盖最终产品。我们在项目开始前会先核对产品结构和销售市场,再确定样机数、线缆和工作模式,而不是进暗室后临时拼接。

辐射骚扰限值曲线和裕量分析
辐射骚扰限值曲线和裕量分析

四、一张辐射骚扰曲线应该怎样看

曲线图通常同时显示实测频点和标准限值。阅读时不要只看有没有红色点,还要核对以下信息:

报告字段代表什么客户最该关注
Frequency超标或接近限值的频率是否与时钟、开关频率及其谐波对应
Level修正后的场强读数是否使用了正确的修正因子和检波器
Limit适用标准的限值产品类别、Class A/B及测量距离是否正确
Margin实测值与限值的差裕量过小可能受批次、线缆和场地不确定度影响
Polarization/Height/Azimuth最大读数出现的极化、高度和角度有助于判断线缆、机壳缝隙或板级辐射路径

以多媒体设备为例,CISPR 32:2015+A1:2019规定发射要求并区分Class A和Class B;中国现行GB/T 9254.1-2021同样适用于信息技术设备、多媒体设备和接收机的发射要求。家电、灯具、工业科学医疗设备和汽车电子则可能采用其他产品标准,不能直接套用多媒体设备限值。

辐射骚扰超标近场与线缆定位
辐射骚扰超标近场与线缆定位

五、超标后先保留哪些信息,再决定怎样整改

一看到辐射超标就给所有线缆套磁环,可能暂时压低一个频点,却不一定能形成可量产的方案。整改前应先保存超标频率、裕量、极化、天线高度、转台角度、工作模式和线缆布置,再做针对性验证。

  • 频点与数字时钟成整数倍关系:优先检查时钟边沿、走线回路、参考地连续性和机壳开口;
  • 垂直极化、天线较低时明显:重点排查垂直走向线缆、接地线和接口共模电流;
  • 更换适配器后变化很大:同时检查适配器本体及其线缆,不要只改主机;
  • 连接网线、HDMI或长传感器线后升高:检查接口滤波、屏蔽端接和共模回流路径;
  • 只在某个运行模式超标:保留该模式的负载、数据流和软件版本,避免复测时无法复现。

如需安排辐射骚扰测试或整改,请提供产品用途与销售市场、主频和高速接口、所有供电方案、外接线缆清单、最不利工作模式及已有频谱数据。我们可先根据峰值特征和产品结构制定预扫方案,再决定是否需要近场定位、线缆电流测量或正式暗室复测。

本文包含AI辅助创作内容。标准信息以IEC及国家标准化管理委员会官方发布为准。

本文涉及的标准与法规

编号版本完整名称与本文关系
CISPR 16-2-3:2016+A1:2019+A2:2023现行合并版辐射骚扰测量方法规定9 kHz至18 GHz范围内辐射骚扰现象的测量方法。
CISPR 32:2015+A1:20192.1合并版多媒体设备发射要求作为多媒体设备辐射骚扰限值和测量要求的产品标准示例。
GB/T 9254.1-20212021,现行信息技术设备、多媒体设备和接收机 电磁兼容 第1部分:发射要求中国现行多媒体设备发射要求国家标准。

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