汽车电子可靠性设计（1）

汽车电磁兼容性测试

EMC（电磁兼容）＝EMI（电磁干扰）＋ EMS （电磁相容）

为了定量地分析汽车电系电磁干扰强度及汽车电子装置或器件抗干扰能力，需要科学地测试电磁发射量和敏感度。

-发射量测试是对汽车电系各种电磁干扰源发射电磁能的大小和属性进行测试，它包括传导发射测试和辐射发射测试。-敏感度测试是对各汽车电子装置或器件抵御外来电磁干扰能力进行测试，亦包括对传导发射敏感度的调试和对辐射发射敏感度的测试。

电磁干扰测试

电磁干扰测试包括传导干扰测试和辐射干扰测试，这些测试都必须按照某一公认的测试方法进行。

（1）传导干扰测试

传导干扰测试即是对可能形成传导干扰的干扰源电磁发射量的测试。汽车电系内大多数电磁干扰源都可能对车载电子装置或器件形成传导干扰，尤其是各种瞬变电压干扰危害极大。对这些瞬变电压的测试可参照ISO和CISPR等有关标准进行。

图9—6中的电阻及用来模拟车上与被测设备并联的其他设备的直流电阻，ISO7637中给出的推荐值为40Ω。

图9—8所示的人工电源网络阻抗特性曲线是在A、B间短路时P、B之间的阻抗。

瞬变电压调试是在实验室模拟汽车工况的试验台上进行。人工电源网络(AMN)又叫线路阻抗稳定网络(LISN)。作用是：

将被测设备与电源隔离，防止来自电源侧的干扰进入校测设备，保证干扰测试记录仪器接收到的干扰只来自被测试设备本身；•人工电源网络在实验室条件下代替汽车线束阻抗作为参考标准，使呈现在被测试设备输入端的阻抗保持规定的特性，即保证在测试时具有统一固定的线路阻抗，从而使测试结果具有可相比较的意义。

人工电源网络的阻抗参数应适应不同的频率范围作相应调整，即在规定的频率范围内提供规定的阻抗；人工电源网络还必须可靠接地；为防止网络输出入线间的耦合，布线时应注意两者隔离，不得交叉走线。

传导干扰还可以采用电流法进行测试，国标GB和CISPR测量传导发射量用电压法，军标GJB则采用电流法。测量传导干扰电流时线路阻抗十分重要，此时线路阻抗稳定网络是采用专用的10uF穿心电容器，此电容器起稳定电源阻抗及隔离电源与被测设备之间相互干扰的作用。

穿心电容器中心电极引线与信号线串联，其引线电感将穿心电容器转换为一个低通T形滤波器，如图9—10所示。穿心电容器非常适用于抑制电磁干扰，常用于非屏蔽与屏蔽或屏蔽与屏蔽的界面处。在传导干扰及敏感度测试中，常用10uF穿心电容器作为电源线滤波。

（2）辐射干扰测试

-辐射干扰测试是对可能形成辐射干扰的干扰源电磁发射量的测试，这种测试是在屏蔽室或开阔场地(3m、10m、30m)上进行。对辐射干扰测试的目的是在于保护外界环境中的无线电接收机及其它敏感设备，以及保护安装于同一辆车上的接收机免受车内的辐射发射量的干扰。-按CISPR要求，辐射干扰测试•首先应按被测设备的大小来确定测量距离—从接收天线的中心至被测设备外表的距离。小型被测设备的测量距离选3m和10m，大型被测设备的测量距离选30m乃至100m。•第二步应找出被测设备的最大辐射方向，因为所测的辐射场强必须是该测量距离下的最大辐射场强。为了找出最大辐射方向，对于小型被测设备，可将其置于能转动的调试平台上，旋转平台，很容易找出最大辐射方向，然后调节接收天线的高度。对于大型被测设备，特别是高频设备，需靠移动接收天线和测试仪表来寻找最大短射方向。

-室内测试应在电波暗室内进行。电波暗室是内壁布满电磁波吸收材料的屏蔽密封空间，使入射到壁面上的电磁波不会发生反射而影响测量结果。室外测试应选择没有电磁波反射物的空旷露天场地。-被测设备发射出的电磁波通常是宽带场强，不同频段场强的有效接收应选配不同的接收天线，故采用多种天线以供选择，并由切换开关单元根据控制单元的指令加以切换。目前国际上最著名的辐射干扰测试设备生产厂家是德国的Rohde ＆ Sehwarz公司，它能提供各频段场强调试的全套设备。•世界上有关汽车辐射干扰标准已有很多，但大多源于CISPR出版物。•我国1992年颁布的GB14023-92即源于CISPR的12号出版物《车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电干扰特性的测量方法及允许值》。这是一个整车辐射发射量的测试标准，作为我国的一个强制性国家标准，对汽车向周围环境辐射的电磁波作了限制，以保护附近的广播电视接收机的正常工作。•测试的频率为30~1000MHz，测试用接收天线与车辆之间的距离为10m。CISPR25号出版物是对车上电子电气设备150K~1000MHz频段内的宽带与窄带无线电干扰的测试方法和允许值作了规定，目的在于防止安装于车上的收音机、电视机、无线电话等免受同一辆车上的部件产生的辐射干扰的影响。-宽带干扰源包括点火系、发电机、雨刮马达、空气压缩机、车窗升降马达等：-窄带干扰源主要是微处理器、振荡器和时钟发生器等。

⑶ 电磁干扰测量仪

-电磁干扰信号波形有多种形式，且大多带有脉冲性质，用一般的正弦波或调制正弦波测量仪器，很难获得较精确的测量结果。-目前可用于电磁干扰信号波形的测量仪主要有干扰测量仪、频谱分析仪、记忆示波器和瞬态记录仪。除第一种干扰测量仪外，另三种都是通用的测量仪，它们用于干扰测量有各自的特点。