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瞭解 EMI 和 EMC 測試:傳導與輻射干擾

你知道嗎?有 50% 的專案在第一次進行 EMI/EMC 測試時就失敗了!Intertek 測試服務報告大約有一半的產品在一開始進行 EMI/EMC 測試時未能通過,原因包括未正確應用 EMC 原則、缺乏 EMI/EMC 相關知識、錯誤解讀法規、電路元件間出現未預期的交互作用,或在最終產品中使用了不符合規範的模組或子系統。。

進行預符合性測試能大幅提升產品在首次 EMI/EMC 正式測試中通過的機率,為您節省時間與數千美元的成本。EMI 測試特別著重於除錯,以識別並減輕電磁干擾的來源,確保您的產品符合相關法規標準。為醫療、汽車、軍事,甚至多媒體應用領域進行產品設計的公司,都能從投資 EMC 預符合性測試設備中獲得效益。本頁說明如何將預符合性測試納入產品開發流程,以加速產品開發並降低專案成本。了解更多有關 EMI/EMC 測試的基礎知識。

什麼是 EMI/EMC 測試?

電磁相容(EMC)與電磁干擾(EMI)測試是確保電子設備在其預定環境中正確運作的重要流程,能避免設備產生或受到不必要的電磁干擾影響。

EMI 測試是用來量測設備所產生的電磁輻射,以確保其不會干擾其他電子設備的正常運作。這一點非常重要,因為過量的電磁輻射可能會干擾周圍設備的運作,導致故障或失效。

EMC 測試 是用來評估設備在電磁干擾環境下是否能正常運作的能力。這能確保設備在外部電磁場影響下仍能如預期般正常運作。

完整的 EMI/EMC 預相容性解決方案

為了以更實惠的方式加速您的產品開發流程,Tektronix 提供完整的 EMI/EMC 預符合性測試解決方案,包括軟體、頻譜分析儀、配件和 EMC 近場探棒

EMC 軟體

Tektronix 的 EMI/EMC 預符合性測試解決方案從 SignalVu-PC 搭配 EMCVu軟體開始。EMCVu 作為 SignalVu-PC 的一個外掛模組,提供單一操作介面,滿足您所有預符合性測試的需求。

頻譜分析儀

提供快速、精準的量測以協助您快速尋找 EMI/EMC 問題,Tektronix 提供完整且價格實惠的即時頻譜分析儀系列。 即時頻譜分析儀較傳統掃描式的明顯優勢是讓您能擷取少見的 EMI 脈衝。

下載 EMI/EMC 測試表單

EMC 預相容性測試的優點

當您努力讓新設計快速上市時,最不希望的就是在設計流程的最後階段,因為符合性測試不通過而被卡關。將預符合性測試方案納入您的工作流程,能帶來多項好處:

  • 提早辨識潛在可能使上市時間延遲以及開發成本提高的 EMI/EMC 問題
  • 降低 EMI/EMC 相關成本
  • 讓您對產品更有信心,不怕將產品送測試廠檢測
  • 對設計變更的影響提供立即的意見回饋
  • 測試時程有彈性

透過我們的完整指南,持續深入了解預符合性 EMC 測試。

深入瞭解

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在設計階段早期就引入良好的 EMC 設計技巧的話,執行難度將會降低。 如果在設計後期才進行修改以符合 EMC 要求,難度將會提升不少。

揭秘 EMI/EMC 測試設置

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使用 Tektronix RSA500 USB 頻譜分析儀進行典型的放射測試設定。

EMI/EMC 預相容性測試並不會太難或是過度耗時。 根據客戶的意見回饋,Tektronix 發展了容易使用與完善功能的新一代軟體,以提供輻射與傳導量測的預相容性測試。

SignalVu-PC 開始 EMI/EMC 預相容性測試的設定。此最新版 SignalVu-PC 現在隨附一個額外選項,稱為 EMCVu。EMCVu 的特色為易於使用的設定精靈軟體、內建一鍵式測試法規標準與相關配件設定的選項能力。不論您設定的是開放式測試場地 (OATS) 或是在實驗室中進行測試,EMCVu 可提高將周圍噪音從您的量測中擷取或移除的效率,以提高您的預相容性測試的準確度,而不需使用消音隔離室。

如需深入瞭解將 EMCVu 用於即時頻譜分析儀和配件以執行輻射與傳導放射的預相容性測試,請在這裡下載應用摘要

如果您有興趣使用 EMCVu 免費 30 天試用版,請按下面的按鈕。

下載 30 天試用版

Tektronix EMI/EMC 預相容性解決方案所支援的標準

Tektronix 的 EMCVu 預相容性軟體支援適用於許多裝置類型的 EMC 標準 (包含 CISPR、FCC 和 MIL-STD)。如要進行自動測試,EMCVu 提供內建標準表格,讓您選擇適用於產品和其即將販售區域之標準。針對您選取標準來設定頻率範圍或限制線表格的能力所未包括之標準,也可以透過 EMCVu 設定。

支援標準的快速摘要如下:

市場劃分 設備類型 標準
IEC/CISPR CENELEC/EN FCC MIL-STD DEF-STAN
ISM MEDICAL 工業、科學和醫療設備 CISPR 11 EN 55011 CFR 標題 47 第 18 部分    
醫療電子設備 EN 60601-1-2
汽車 車輛、船與內燃機 CISPR 12 EN 55012 CFR 標題 47 第 15 部分(*)    
在電路板車輛上的元件與模組 CISPR 25 EN 55025      
多媒體 聲音與 TV 廣播接收器 CISPR 13 EN 55013 CFR 標題 47 第 15 部分    
資訊技術及電信通訊設備 (ITE) CISPR 22 (由 EN55032 所取代) EN 55022 (由 EN55032 所取代)
專業音訊/視訊/多媒體裝置 CISPR 32 (由 CISPR 13 和 22 所取代) EN 55032
電器 電子裝置、家用電器與工具 CISPR 14-1 EN 55014-1 CFR 標題 47 第 15 部分    
燈具 螢光燈與燈具 CISPR 15 EN 55015 CFR 標題 47 第 15 部分    
軍事 軍事裝備與系統       MIL-STD-461G DEF-STAN 59-411
通用型 住宅、商業和輕工業環境 IEC 61000-6-3 EN 61000-6-3 N/A N/A N/A

加速除錯工作的疑難排解秘訣

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在您投入時間和金錢進行最終產品驗證測試之前,您需要確信您的設備已準備好送至測試機構。 碰到問題時,您會想要有適合的工具,可讓您快速地專注在問題領域、辨識原因與採取補救步驟,而不會產生延遲費用。

為有效除錯,尋找解決方案,該方案讓您能快速辨識有疑慮的區域並提供能深入擷取間歇錯誤訊號的解析位準。 此方案由硬體與軟體的結合所提供。

您應該在軟體解決方案中尋找一些功能包含:

  • 準峰值檢測器可讓您在感興趣的頻段上避開非故障與歸零的訊號。
  • 諧波檢查可讓您測試僅特定諧波與使用近場天線來尋找這些放射在電路板的所在位置。
  • 諧波標誌可讓您尋找在已知頻率之諧波的放射。
  • 多軌跡可讓您將被測裝置 (DUT) 與周圍雜訊、裝置的前一次反覆項目等進行比較。
  • 自動或手動多點故障重測功能,讓您能判斷故障是間歇性或是重複發生。
  • 使用者可自行設定報告,使用多種格式來報告多種量測。

即時頻譜分析儀會透過硬體讓 EMI 偵錯更容易。 即時頻譜分析儀所提供的部分優點包含:

  • 能夠擷取暫態與間歇性的訊號。
  • 能夠對相同頻率的多種來源進行偵錯。
  • 立即意見回饋 – 傳統掃描頻譜分析儀掃描可能耗時較久且在擷取重要訊號時可能會發生故障。

請在我們的部落格這裡瞭解如何使用即時頻譜分析儀進行放射預相容性測試。疑難排解技巧的更多資訊可在「實際 EMI 疑難排解」的應用摘要取得,按一下以下按鈕即可下載該摘要。

下載應用摘要

使用混合域示波器進行 EMI 疑難排解

來自近場探頭的 EMI 頻譜與關聯訊號波形

要徹底找出導致 EMI 問題的輻射源,關鍵在於先了解這些輻射訊號的組成。接下來,必需確認干擾源以及耦合機制。使用具備 Spectrum View 功能的混合域示波器,例如 4、5 或 6 系列 MSO,可同步擷取頻譜與時域波形,快速辨識干擾源。

  • 任何類比通道都可以視為波形、頻譜或兩者皆是
  • 繪圖並觸發射頻頻率或振幅中的變化
  • 頻譜與時域波形同步顯示,有助於將射頻事件與時域現象相互關聯,加速找出問題根源。
  • 頻譜控制項(如中心頻率與解析頻寬 RBW)與時域控制項是獨立的,讓您能分別最佳化頻譜與波形的顯示效果。

常見問答集 (FAQ)

什麼是 EMI?

有時又稱為無線電頻率干擾 (RFI),當電磁 能量擾亂電子裝置的操作時,即表示發生電磁干擾 (EMI)。EMI 的來源可以是人為的,例如切換模式電源供應器、個人電腦等其他電氣裝置,或如雷暴、太陽能 輻射,甚至宇宙雜訊等自然發生的現象。

什麼是 EMC?

電磁相容性  (EMC) 是指一個設備能在有其他電子設備或電磁干擾源的環境中正常運作,且不影響其他設備的能力。當一個設備不會對電磁環境造成影響,進而干擾其他設備或系統的正常運作時,即可稱為符合 EMC 標準。

 

什麼是 EMI 與 EMC 測試?

為確保符合 EMI 與 EMC 國家和國際法規,許多公司採用了 專門測試機構的服務。由於這些測試成本高昂 (即使產品未通過測試也要付費),因此一些公司會在 內部執行 EMC 預相容性測試。如果他們有足夠精密的實驗室,公司也可以在內部 執行 EMC 相容性測試。

什麼是 EMI 預相容性測試?

EMI(電磁干擾)預符合性測試是一系列針對電子設備進行的測試與量測,用來在正式的法規認證測試之前,評估其電磁干擾發射情況。EMI 預符合性測試的主要目的是在產品開發初期識別並解決潛在的電磁干擾問題,協助製造商確保其產品符合電磁相容性(EMC)標準與法規要求。

EMC 測試的類型有哪些?

將電子裝置提交給 EMC 測試實驗室時,這些實驗室會進行多種類型的 EMC 測試。一般來說,EMC 測試分為兩大類:耐受性測試與放射測試。

耐受性測試

耐受性測試是將射頻能量傳輸到測試中的裝置 (DUT) (又稱為 測試中的設備或 EUT),以確定 DUT/EUT 在此類環境中是否能夠正常操作的程序。

放射測試

放射測試是測量 DUT/EUT 射頻放射 (輻射和傳導) 以 確定其放射位準是否未超過相應標準定義之限值的程序。放射 測試包括輻射和傳導放射測試。

  • 輻射干擾: 輻射干擾 是指電子設備有意或無意釋放出的電磁能量。進行輻射測試是為了確保來自 DUT 或 EUT 的電磁干擾符合相關標準的限值。
  • 傳導干擾:傳導干擾是指電子設備將電磁能量耦合至其電源線的現象與輻射干擾一樣,電子設備的允許傳導干擾也受不同的 法規機構的管制,並需進行測試以確保干擾水平低於相關標準的限值。

EMC 測試實驗室有哪些類型?

EMC 相容性測試通常在裝置生產之前在場外進行。露天測試場地,或稱 OATS, 是大多數標準所使用的參考場地。它們對於大型設備系統的排放測試特別 有用。但是,實體原型的射頻測試通常在室內的專用消音隔離室中進行。房間類型包括消音隔離室、回響室和吉赫橫向電磁室 (GTEM 室)。

用於 EMC 測試的電磁波吸收消音室

EMC 測試流程是什麼?平均通過率是多少?

在不考慮預相容性的情況下,大約 50% 的產品可以通過初次 EMC 相容性測試,因此瞭解裝置測試的流程與標準以增加成功的機會至關重要。

  1. 瞭解您的標準:有多種 EMC 標準規定了輻射與傳導干擾的測試程序和限制。這些標準因國家與測設中的設備類型而異。測試的第一步是確定哪些標準適用於您的產品,並研究符合規範所需的測試程序與限制。
  2. 執行預相容性 EMC 測試:EMC 相容性測試可能需要長達兩週的時間才能完成,這並不包括讓您的產品進入測試佇列所需耗費的時間,而且每次提交的費用高達 20,000 美元。EMC 相容性失敗可能會導致 必須花費高昂的費用重新設計和產品推出的延遲。由於若不考慮預相容性,會有近 50% 的產品無法通過其首次 EMC 相容性測試,您可能需要重複 造訪測試機構,並隨著時間的推移而使成本倍增。
  3. 尋找 EMC 測試實驗室:當產品完成預相容性測試並以高標準通過測試時,就需要由 EMC 測試實驗室進行正式認證。通過認證的實驗室是 EMC 測試的黃金標準,我們一律建議您選擇通過認證的實驗室 (儘管這並不是必要的),以確保您的裝置已準備好上市。然而,在某些情況下,產品必須 通過 FCC 認證的實驗室的認證,特別是屬於「認證」授權程序的設備。

進行EMI 和 EMC 測試需要哪些產品?

EMC 預符合性測試的目標是,在可接受的誤差範圍內模擬正式符合性測試的設置,以便在昂貴的正式測試之前發現潛在問題並降低失敗風險。 EMC 預相容性測試 通常包括:

  • 含準峰值偵測器的  頻譜分析儀
  • 前置放大器 (選配)
  • 用於輻射放射的天線,含非金屬支架
  • 用於傳導測試的線阻抗穩定網路 (LISN)
  • 用於傳導測試的功率限制器
  • 用於診斷的 EMC 近場探棒 (選配)
  • 具備頻率與時間關聯分析能力的示波器  ,可協助除錯(選配)
  • EMC 測試軟體

如何建立 EMC 預符合性測試實驗室?

選取測試地點時,鄉村地區、會議室和地下室是不錯的選擇,因為它們可以最大限度地減少 可能會遮蔽您正嘗試測量之 DUT 放射位準的外部訊號。改善精度的其他考慮因素 包括找到良好的接地平面並減少測試區域周圍反射物體的 數量。

 

EMI/EMC 測試產品

如何通過 EMC 相容性測試?

EMC 預相容性測試是一種快速經濟的方法,可確保產品第一次就通過 EMC 測試。在早期開發階段中,將專為 EMC 設計的技術與診斷相結合, 可以打造對外部和內部干擾都不易受到影響的產品。在稍後的開發 週期中,預相容性測試可用來抓出相容性問題,並提升第一次就成功 通過完整 EMC 相容性測試的機率。

預相容性 EMC 測試的其他優點包括:

  1. 儘早發現錯誤,修復潛在問題
  2. 降低測試和設計成本
  3. 使專案變得更有彈性
  4. 降低失敗風險並確保相容性
  5. 解決設計和工程過度和不足的問題
  6. 完整的 EMI 相容性隔離室與 Tektronix 頻譜分析儀的比較

Resources

個案研究

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