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emc电磁兼容等级(emc电磁干扰)

admin 11-28 21:34 379次浏览

电子电器产品在进入市场之前,一般都需要经过电磁兼容性测试,主要是为了避免电子产品在使用过程中受到电磁干扰。

然后,要了解电缆的EMC,我们先来看看电磁干扰是如何形成的。

电磁干扰,简称EMI,是干扰电缆信号并降低信号完整性的电子噪声。电磁干扰通常是由电机和机器等电磁辐射源产生的。

电磁干扰有两种:传导干扰和辐射干扰。传导干扰是指信号通过导电介质从一个电网耦合(干扰)到另一个电网。辐射干扰是指干扰源通过空间将其信号耦合(干扰)到另一个电网。

如何消除电磁干扰?

为了防止某些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其他电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织相继提出或制定了一些与电子产品产生的电磁干扰有关的法规或标准。符合这些法规或标准的产品可以称为电磁兼容性(EMC)。

电磁干扰的三个要素

电磁干扰有三个影响电磁兼容性的主要因素:

干扰源:产生变化的电压或电流的元件;

传播途径:包括传导耦合和辐射耦合;

敏感设备:易受干扰的设备。

防止电磁干扰的措施主要有三种,即屏蔽、滤波和接地。通常,单独屏蔽不能提供完整的电磁干扰保护,因为设备或系统上的电缆是最有效的干扰接收和发射天线。很多单个设备在做电磁兼容实验的时候没有问题,但是当两个设备连接在一起的时候,就不能满足电磁兼容的要求,也就是电缆起到接收和辐射天线的作用。

电缆本身是无源设备,但电缆是传播路径。电缆通电后,通电导体形成磁场,因此电缆既是干扰源又是敏感器件,因此电缆的EMC尤为重要。

鉴于一些工业环境或电磁干扰强的地方,通信网络电缆建议采用双屏蔽结构(S/FTP或F/FTP)。但由于早年实施光进铜退,国内通信网线企业基本停留在CAT5E、CAT6 UTP阶段,国内技术严重落后,能生产双屏蔽网线的企业更是少之又少。

目前国内有成熟的、有代表性的双屏蔽网络电缆生产技术,嘉兴海棠电子可以算是业内比较有名的。由于早年的市场定位是欧美市场,国外市场对通信网络电缆的要求较高,嘉兴海棠电子大力发展高端屏蔽网络电缆。近年来,其CAT6A超六类、CAT7超七类、CAT8八类S/FTP、F/FTP双屏蔽结构产品线非常齐全,也被认为是国内高端网络电缆领域的代表性企业。

目前测试电缆电磁兼容性的EMC测试方法一般有测量屏蔽效能常用的测试方法,如三轴法、吸收钳法、注丝法等。

今天我们主要先说三轴法。

电磁兼容三轴方法:

IEC 62153-4-:2002电磁兼容(EMC) -表面转移阻抗(三轴测量法)和EN 50289-1-6 A:2002转移阻抗(三轴测量法)可同时应用于同轴电缆和类同轴屏蔽对称电缆的表面转移阻抗测量。

IEC 62153-4-3:2002标准中有两种试验方法:试验方法A(匹配-短路法)和试验方法B(短路-短路法)。今天,我们主要谈谈IEC 62153-4-3:2002的测试方法A。

电磁兼容性电磁兼容三轴试验方法;

电缆的传输阻抗通过在三轴设备中测量电缆来确定。电缆屏蔽

电缆样品制备及其测试装置测试样品的长度不能超过耦合长度的50%,如开心星1在同轴电缆样品制备下所示。在图中,同轴电缆的一端连接有完全屏蔽的负载电阻R1,其电阻等于电缆样品的特性阻抗Z1。另一端通过连接器与信号发生器连接。所有连接器和连接点必须连接可靠。

图1:同轴电缆示例

屏蔽对称电缆和屏蔽多芯电缆的样品制备与同轴电缆类似,即所有对的导体两端相互连接,包括单独屏蔽对在内的所有屏蔽对连接在一起,形成准同轴系统,如图2所示。在图中,准同轴系统的一端连接有完全屏蔽的负载电阻R1,其电阻值等于准同轴电缆样品的特征阻抗Z1。另一端通过连接器与信号发生器连接。所有连接器和连接点必须连接可靠。

图2:对称电缆示例

该试验装置为三轴试验装置。

试管,试样尺寸必须适合于测试装置。如图3所示,电缆屏蔽形成了内电路的外导体和外电路的内导体。外电路的外导体是一没有铁磁性的金属(如黄铜或纯铜)良导体管,在电缆馈入端,测试管与屏蔽之间短路。

图3:测试管的连接

对于55mm内径的管子和大约5mm直径的电缆,串联电阻R2为150Ψ。对于其它尺寸的管子和电缆,R2值可根据下式计算:

式中d0为管子内径,dc为电缆屏蔽外径。

测量设备

测量设备可以是一台网络分析仪,或是独立的信号发生器和选频测试接收机。当采用网络分析仪测试时,测试系统的连接如图4所示。测量极低的转移阻抗时需要使用低噪声放大器来放大接收的信号。如电缆的特性阻抗与信号发生器不一致时,还需要在两者之间采用阻抗匹配器。

图4:采用网络分析仪的测试系统示意图

内电路特性阻抗Z1

如果内电路的特性阻抗Z1未知,可以使用矢量网络分析仪或阻抗分析仪等来测量。将准备好的试样一端接到网络分析仪,此网络分析仪已在接口参考面连接器上完成阻抗测量的校准。测试频率ft必须是使试样长度约为0.125λ,此处λ为波长。

式中c为光速;Ls为试样长度。先将试样的远端短路,测得短路阻抗Zshort,然后将试样原短路点开路,测得开路阻抗Zopen,则Z1为:

注:R1取接近Z1标准值的电阻,误差在±10%以内。

接下来,我们还会为大家介绍线缆电磁兼容EMC测试的另外2种方法:吸收钳法、线注入法,请关注。

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