當今世界的互聯程度越來越高，需要保證電子設備在擁擠的電磁環境中能夠可靠運行。電磁兼容 (EMC) 測試確保電子產品能夠正常運行，不會產生或受到電磁干擾。

羅德與施瓦茨在這個領域積累了 50 多年的專業知識，幫助您了解復雜的 EMC 測試，提供有關 EMC 標準、測試方法、挑戰和解決方案的寶貴見解。我們先弄清楚一個基礎問題：什么是 EMC 測試？

EMC 是指電氣設備或系統在電磁環境中正常運行，不會產生或受到電磁干擾的能力。EMC 測試是電子產品開發和認證的重要環節。這對于生產可靠、可互操作、符合法律要求的電子產品至關重要。大多數國家/地區都規定了產品認證和市場準入必須進行 EMC 測試。

EMC 測試為什么重要？

現在的電子設備變得越來越復雜。所有市場都出現了這個趨勢，包括消費類設備、醫療、汽車電子、工業、航空航天和軍用產品市場。這意味著電氣和無線電產品可能無法互不干擾地共存。只有采取針對性措施來進行 EMC 測試和抑制干擾，才能確保連接安全且可靠。

在實際情況中，電氣或電子設備可能因為各種原因而出現 EMC 問題。這些原因包括：

外部因素，例如被測設備 (EUT) 周圍的射頻 (RF) 或電氣干擾

內部因素，例如來自內部器件的發射或干擾

人機交互引起的干擾，例如靜電放電 (ESD)

如果不解決這些問題，直接將產品交付給最終用戶，會有什么后果？

心臟起搏器等醫療設備如果出現 EMC 問題，可能危及生命。

來自移動設備的發射可能會干擾車輛、飛機或工業機器人中的安全關鍵型傳感器的功能。

住宅內電子設備產生的干擾可能會影響家用電器。

EMC 設計和測試有助于避免此類故障和問題。進行 EMC 測試的另一個重要原因是為了確保遵守相關法規，例如指令、協調標準、制造商要求和公司內部要求。我們將在下一節詳細探討這一點。

不同行業中的 EMC 標準和測試

EMC 測試關乎標準。所有電子產品都必須符合標準化組織規定的要求。這些組織包括國際電工委員會 (IEC)、國際無線電干擾特別委員會 (CISPR)、國際標準化組織 (ISO)、電氣電子工程師學會 (IEEE)、歐洲電工標準化委員會 (CENELEC)、歐洲電信標準協會 (ETSI)、美國聯邦通信委員會 (FCC)、美國國家標準學會 (ANSI)、航空無線電技術委員會 (RTCA) 或美國軍用標準 (MIL-STD) 委員會。這些組織定義了可接受的發射和抗擾度級別，市場準入需要符合這些標準，這基本上成為了一個法定要求。EMC 標準非常多，相關規定會因地理位置和預期的使用環境而異。

要徹底了解 EMC 標準化現狀可能非常困難。簡單而言，EMC 標準可以分為五類：

基礎標準定義了測試方法，例如 EN/IEC 61000-4-3 規定的輻射抗擾度測試。

通用標準定義了測試等級、限值、頻率范圍、調制和一般測試條件。

產品標準概述了特定產品類型的測試條件和標準。

制造商標準包含特殊的測試等級和測試條件。

公司內部要求定義了特殊的裕量和允差。

不同的電子設備需要符合不同的標準。例如：

商業設備（例如工業、科學、醫療 (ISM) 設備、消費類電子、IT/多媒體、家用電器和照明設備）的適用標準包括 CISPR 11 至 35、IEC/EN 61000-X-X 系列和任何產品特定標準。

對于醫療應用（例如助聽器、醫療植入物和診斷機器），IEC 60601-1-2 和 ISO 14708-X 標準同樣適用。

汽車電子應用（例如信息娛樂或通信模塊、器件或整車）的相關標準包括 CISPR 12、CISPR 25、ISO 11451、ISO 11452 以及國家/地區或原始設備制造商的特定標準。

軍事和航空航天應用需要符合MIL STD 461、MIL STD 464 或 RTCA DO 160 以及許多其他標準。

要了解有關 EMC 標準的更多信息，請訪問我們關于 EMC 測試標準的專用網頁。

EMC 測試流程

如今，產品在安全性、可靠性、連接性和上市時間方面的要求比以往更加苛刻。毫無疑問，測試場景因此變得更加復雜，而一半以上的產品都沒有通過第一次的 EMC 測試也就不足為奇了。在這個階段出現問題，可能需要花費高昂成本來解決，并會推遲產品上市。幸運的是，預一致性測試可以降低這種失敗率，提高產品首次便通過測試的幾率。

建議進行預一致性測試，以便在早期設計階段發現潛在問題，提高通過正式一致性測試的概率。預一致性測試可以隨時停止，有助于全面分析、測試和調試故障原因。您可以訪問我們的網頁，了解如何輕松進行臺式 EMI 調試和預一致性測試，獲取更多信息。

一致性測試通常由經過認證的第三方實驗室或測試機構執行。制造商有時也會執行一致性測試。一致性測試必須準確遵循 EMC 標準定義的嚴格程序。它需要專門的設備、特殊的設施（例如電波暗室）和經過培訓的人員，一致性測試也因此成本更加高昂。

不同產品開發階段的 EMC 測試流程

如上圖所示，設計過程中需要進行預一致性測試和調試。這樣更容易發現干擾問題。

EMF 和無線共存測試

越來越多的無線和多技術產品占用了擁擠的射頻環境，帶來了額外的挑戰，超出了以往對設備的無用發射及其對外部發射的敏感度的評估范圍。

無線共存測試符合 ANSI C63.27-2021 標準，旨在評估 EUT 在目標電磁環境中正常運行的能力。人體暴露于 LTE 或 5G 移動網絡（以及其他來源）的射頻電磁場 (EMF) 需要遵循國家和國際標準。EMF 測試會測量這些發射的場強并檢測信號源。

EMC 測試方法

電磁干擾 (EMI) 或發射測試確保電子設備不會發射過多的電磁輻射來干擾其他設備或系統。另一方面，電磁敏感度 (EMS) 或抗擾度測試可以評估設備在存在外部電磁干擾的情況下不間斷運行的能力。

在本指南中，我們將重點介紹四種 EMC 測試方法：

傳導發射

傳導抗擾度

輻射發射

輻射抗擾度

本指南不涵蓋其他測試類型，例如閃爍、諧波、ESD、浪涌、磁場抗擾度和電快速瞬變 (EFT)/突發測試。

我們先了解一些基礎知識。在傳導測試中，測量信號一般通過 EUT 的電源線由 EUT 引入到交流電源或“主電源”網絡中。這些信號的頻率范圍通常為 9 kHz 至 30 MHz。EUT 插入線路阻抗穩定網絡 (LISN)，然后連接到測量儀器。LISN 過濾并隔離來自主電源網絡的高頻噪聲，因此理想情況下只會測量來自 EUT 的噪聲。

傳導發射測試的典型設置包括：

EMI 測試接收機

測試自動化軟件

傳感器，例如 LISN 或人工電源網絡 (AMN)

傳導發射測試系統

用于商業測試的傳導抗擾度測試設置的頻率范圍為 150 kHz 至 80 MHz，通常包括：

屏蔽室（推薦）

耦合/去耦網絡 (CDN) 或電磁鉗，用作傳感器

大電流注入 (BCI) 探頭，用于汽車電子或軍標測試

信號發生器

射頻功率放大器

功率探頭

傳感器

EMC 測試軟件，根據相關標準自動執行和控制測試，并為 EUT 提供正確的功率電平和調制。

傳導抗擾度測試系統

輻射測試測量 EUT 輻射的信號。測試通常在 30 MHz 至 1 GHz 的頻率范圍內進行，但一些標準要求使用更高的測試頻率。這些測試使用天線，通常還需要借助屏蔽吸波室或者合適的露天測試場地。汽車電子、軍事和航空航天等多個行業也采用混響測試方法，即在混響室中進行測試。

現在我們來詳細了解一下輻射發射測試系統的設置。下圖示例是使用半電波暗室 (SAC) 來測試被測設備。這個測試設置包括：

轉臺和具有高度掃描功能的天線塔

EMI 測試接收機，確保根據相關 EMC 標準進行正確的頻率掃描和電平檢測

EMC 測試軟件，可以從不同位置收集數據點并在自動設置中繪制 EMI 輻射圖

選擇指定頻率范圍為 30 MHz 至 6 GHz 的天線（對數周期天線），或具有擴展頻率的天線（喇叭天線）

輻射發射測試系統

下圖顯示了輻射抗擾度測試設置，其中天線前端和 EUT 之間的距離為 3 米。這個設置包括：

屏蔽吸波室

預校準場強探頭，用于驗證場均勻性

信號發生器

射頻功率放大器

功率探頭

傳感器

EMC 測試軟件，根據相關標準自動執行和控制測試，并為 EUT 提供正確的功率電平和調制

輻射抗擾度測試系統

EMC 測試挑戰和解決方案

現在您已經了解了 EMC 測試的基礎知識，接下來我們來討論一些挑戰，并探討如何使用 EMC 測試解決方案解決這些挑戰。

EMC 測試的主要挑戰包括標準化周期變得更短、測試資源有限。

這需要縮短測試時間和提高自動化程度。快速傅里葉變換 (FFT) 或時域掃描測試已成為原型預一致性測試和最終一致性測試的默認測試方法。時域測量測試接收機（例如 R&S?ESW ）可以顯著提高測試速度和可靠性。

使用 R&S?ELEKTRA 等軟件解決方案可以提高自動化程度，在以下方面可提供諸多優勢：

測試規劃：設置、模板

測試執行：儀器控制、自動化

分析和報告：自定義圖表、將多個測試添加到報告中

如果您計劃建立自己的內部 EMC 測試設施，需要綜合考慮預期成果和可用預算。您需要考慮：

當前和未來的測試需求

位置要求（例如電源線濾波器、電力設施、防火設施等）

EUT 重量和尺寸，這決定了屏蔽室的大小

受過培訓的人員的可用性

校準、服務和維護成本

可擴展性和未來升級或擴展的可能性

作為 EMC 測試專家，羅德與施瓦茨積累了 50 多年的豐富經驗，一直為 EMC 標準組織提供專業的測試與測量技術，利用自己的內部知識開發測試設備，為所有行業的 EMC 標準提供支持。我們提供測試設備、系統、軟件、升級服務、交鑰匙解決方案（包括屏蔽室）、培訓、校準和維修服務。我們是值得信賴的 EMC 測試解決方案和服務合作伙伴，可以全程指導您根據當前和未來的需求創建合適的解決方案。