汽車(chē)行業(yè)對(duì)安全十分關(guān)注，再加上近幾年汽車(chē)上的動(dòng)力電氣化，功能電子化越來(lái)越多。傳統(tǒng)汽車(chē)的EMC測(cè)試技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)在電動(dòng)+智能汽車(chē)了。而EMC中的EMI(電磁干擾)測(cè)試一直是汽車(chē)測(cè)試的重要組成部分。但是測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)、無(wú)法捕捉到完整信號(hào)等問(wèn)題，卻是整個(gè)行業(yè)不得不面對(duì)的痛點(diǎn)。之前本人在一個(gè)EMC的線上直播活動(dòng)中，聽(tīng)到了一些應(yīng)用方與方案商基于EMC中的EMI新技術(shù)做了一些分享，以下內(nèi)容我將會(huì)根據(jù)我所聽(tīng)到的進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的整理。  

一、汽車(chē)EMI介紹

首先，先來(lái)了解下什么是EMI。  

EMI（電磁干擾)，是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)外界環(huán)境所產(chǎn)生的電磁干擾。EMI主要包括CE(傳導(dǎo)干擾)和RE（輻射干擾），CE是指從電源線、信號(hào)線或控制線傳導(dǎo)出來(lái)的干擾，RE是指從產(chǎn)品殼體輻射出來(lái)的干擾。

  

理論上講，大量電子設(shè)備安置在一個(gè)極其緊湊的空間中，且差異巨大，就有可能對(duì)外界發(fā)出EMI。而汽車(chē)擁有復(fù)雜的線路，以及電機(jī)控制系統(tǒng)、多媒體娛樂(lè)、藍(lán)牙通訊GPS等電子設(shè)備，也有可能對(duì)外界環(huán)境發(fā)出電磁干擾，這就是汽車(chē)EMI。  

二、汽車(chē)EMI測(cè)試的重要性

 說(shuō)起汽車(chē)EMI的危害，不用鋪墊，行業(yè)人士就能如數(shù)家珍地列舉一大堆經(jīng)典案例，比如：  

進(jìn)行某混合動(dòng)力客車(chē)ABS性能試驗(yàn)時(shí)，啟動(dòng)車(chē)輛但還未行駛時(shí)，測(cè)試儀器的輪速曲線就出現(xiàn)異常波動(dòng);但在測(cè)試傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)客車(chē)ABS 性能時(shí)，儀器的輪速曲線完全正常

某轎車(chē)上裝有靈敏的ABS，下雨時(shí)，因啟動(dòng)刮水器產(chǎn)生的電磁干擾誤觸發(fā)了ABS，導(dǎo)致后車(chē)追尾事故

某量產(chǎn)車(chē)型綜控臺(tái)顯示攝像頭信號(hào)導(dǎo)致儀表盤(pán)花屏

某型號(hào)轎車(chē)在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)導(dǎo)致調(diào)頻廣播噪聲的故障

那么，如何解決汽車(chē)EMI的危害？除了可以通過(guò)技術(shù)上的屏蔽、接地、合理布線等方式減少EMI，還需要對(duì)車(chē)輛進(jìn)行EMI測(cè)試。  

今天，汽車(chē)正朝著電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化方向飛速發(fā)展，新能源汽車(chē)EMC測(cè)試面臨著更大的挑戰(zhàn)：大電流、大電流、高功率造成電磁干擾更嚴(yán)重，部件之間的耦合路徑更復(fù)雜；高頻開(kāi)關(guān)器件、感性負(fù)載，是車(chē)輛設(shè)備及系統(tǒng)在正常工作時(shí)產(chǎn)生的嚴(yán)重電磁傳導(dǎo)及輻射干擾，電磁兼容遭遇更大挑戰(zhàn)；控制電路復(fù)雜，抗干擾要求更高。  

 

在這個(gè)更為復(fù)雜的電磁環(huán)境下，如何對(duì)車(chē)輛進(jìn)行EMI測(cè)試與評(píng)價(jià)，來(lái)確保安全性，就顯得更加重要。    

三、汽車(chē)EMC測(cè)試相關(guān)參考標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范

EMI測(cè)試屬于EMC測(cè)試的一部分，EMC測(cè)試具有一票否決權(quán)，如果不能滿足相應(yīng)法規(guī)測(cè)試要求，汽車(chē)產(chǎn)品就不能上市。接下來(lái)，梳理部分常用的我國(guó)及國(guó)際汽車(chē)EMC標(biāo)準(zhǔn)。

 

ISO 11451-4：道路車(chē)輛 窄帶輻射的電磁能量產(chǎn)生的電磁干擾的車(chē)輛試驗(yàn)方法 第4部分大電流量注入(BCI)法

ISO 11451-4：道路車(chē)輛 來(lái)自窄帶輻射電磁能的電氣騷擾的車(chē)輛試驗(yàn)方法 第2部分:車(chē)外輻射源

CISPR 12：車(chē)輛、機(jī)動(dòng)船和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法

CISPR 25：用于保護(hù)用在車(chē)輛、機(jī)動(dòng)船和裝置上車(chē)載接受機(jī)的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法

GB/T 36282-2018：電動(dòng)汽車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性要求和試驗(yàn)方法

GB 4824：工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ism)射頻設(shè)備電磁騷擾特性的測(cè)最方法和限值

汽車(chē)EMC問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視，世界各國(guó)和相關(guān)國(guó)際性組織制定了眾多的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)來(lái)限制汽車(chē)的電磁兼容問(wèn)題。除了我國(guó)及國(guó)際汽車(chē)EMC標(biāo)準(zhǔn)體系，美國(guó)、歐洲、國(guó)際電工委員等也有EMC標(biāo)準(zhǔn)體系，當(dāng)然整車(chē)廠也有自己的EMC標(biāo)準(zhǔn)體系，如大眾VQ TL81000、上汽乘用車(chē)SMTC 3800 006等。  

四、汽車(chē)EMI測(cè)試解決方案

汽車(chē)EMI測(cè)試分為EMI全兼容測(cè)試、EMI預(yù)兼容測(cè)試。  

（一）汽車(chē)EMI全兼容測(cè)試  

前面有提到過(guò)，汽車(chē)EMI測(cè)試行業(yè)內(nèi)主要有2個(gè)痛點(diǎn)：合規(guī)性測(cè)試成本高、測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)以及傳統(tǒng)步進(jìn)掃描、無(wú)法捕捉到完整信號(hào)。而Keysight N9048B PXE指數(shù)級(jí)加速進(jìn)行了EMI的合規(guī)性測(cè)試，且能無(wú)縫捕捉所有信號(hào)。


  

Keysight N9048B PXE 是一款符合標(biāo)準(zhǔn)的 EMI 測(cè)試接收機(jī)，配有射頻預(yù)選器和 LNA 設(shè)計(jì)。其實(shí)時(shí)掃描（RTS）功能有助于縮短汽車(chē)EMI總體測(cè)試時(shí)間，輕松執(zhí)行無(wú)間隙的信號(hào)捕獲和分析。N9048B PXE具有以下特點(diǎn)  

1 Hz – 44 GHz 頻率范圍

完全符合 CISPR 16-1-1:2019、MIL-STD-461G、ANSI C63.2 和 FCC 規(guī)范

出色的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍

時(shí)域掃描（TDS）可以顯著縮短總體測(cè)試時(shí)間

實(shí)時(shí)掃描捕捉所有信號(hào)

直觀的多點(diǎn)觸控用戶界面和 PXE 軟件

X 系列可以升級(jí)，滿足當(dāng)前和未來(lái)的測(cè)試需求

  

比如，在做汽車(chē)EMI測(cè)試時(shí)，傳統(tǒng)步進(jìn)掃描測(cè)試一個(gè)面需要9小時(shí)，4個(gè)面就是36小時(shí)。而N9048B PXE的時(shí)域掃描，顯著縮短了測(cè)試時(shí)間，測(cè)試一個(gè)面僅需50秒，測(cè)試4個(gè)面僅需200秒。加速時(shí)域掃描效率更高，測(cè)試一個(gè)面僅需6秒，測(cè)試4個(gè)面僅需24秒。

  

傳統(tǒng)步進(jìn)掃描無(wú)法捕捉到完整的信號(hào)，而實(shí)時(shí)掃描RTS則可以無(wú)間隙掃描不漏過(guò)任何信號(hào)，捕捉帶寬最高至350MHz，快速定位干擾源或產(chǎn)生路徑，是一款強(qiáng)大的故障排除工具，同時(shí)最高可記錄12000個(gè)數(shù)據(jù)，供后續(xù)回放分析。  

 

（二）汽車(chē)EMI預(yù)兼容測(cè)試  

除了做EMI全兼容測(cè)試，還可進(jìn)行EMI預(yù)兼容測(cè)試，提前排查在合規(guī)測(cè)試時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，避免合規(guī)測(cè)試不過(guò)后需要長(zhǎng)時(shí)間、長(zhǎng)周期檢查的問(wèn)題，提升測(cè)試效率、節(jié)約企業(yè)成本。  

Keysight X-系列信號(hào)分析儀或MXR示波器RTSA功能結(jié)合N9311X近場(chǎng)探頭、N6141EM0EEMI測(cè)量應(yīng)用軟件，均可進(jìn)行EMI預(yù)兼容測(cè)試。

  

1、RTSA（實(shí)時(shí)頻譜分析）  

MXR示波器的RTSA，最大測(cè)試帶寬可達(dá)320MHz；只要信號(hào)持續(xù)時(shí)間達(dá)到5微秒，即可100%被測(cè)試出來(lái)；速度為400000FFT/S;支持圖譜、功率密度等的顯示，頻譜圖上顏色越深，表示干擾信號(hào)出現(xiàn)的概率越大。其特征如下  

采用混疊FFT和高速硬件

速度快，100%的截獲概率(POI)

適合快速信號(hào)頻譜測(cè)試，如突發(fā)信號(hào)、脈沖雷達(dá)信號(hào)、未知干擾信號(hào)等。

  

2、多點(diǎn)觸摸控制軟件N6141EMOE  

Keysight多點(diǎn)觸摸控制軟件N6141EMOE是一款電磁兼容測(cè)試軟件，提供符合CISPR和GB標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)置帶寬、檢測(cè)器和頻段預(yù)設(shè)，以及對(duì)法規(guī)限制線的自動(dòng)測(cè)試，并具有用戶選擇的余量；支持天線、LISN、電纜、前置放大器的幅度校正、測(cè)試報(bào)告生成；執(zhí)行預(yù)合規(guī)輻射和傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)量，并通過(guò)廣泛的頻譜分析能力診斷不合規(guī)發(fā)射。具有以下性能特點(diǎn):  

顯示對(duì)數(shù)頻率跨度和三個(gè)同時(shí)檢測(cè)器

通過(guò)內(nèi)置信號(hào)列表和監(jiān)控頻譜功能減少測(cè)量時(shí)間

通過(guò)可選的時(shí)域掃描功能加快數(shù)據(jù)收集

支持多點(diǎn)觸控用戶界面和SCPI遠(yuǎn)程界面編程

  

3、N9311X近場(chǎng)探頭  

使用Keysight N9311X近場(chǎng)探頭，對(duì)電路板進(jìn)行針對(duì)性掃描，逐步定位噪聲源和傳播途徑，整改EMI問(wèn)題。

EMI全兼容測(cè)試機(jī)N9048B PXE EMI接收機(jī)，高速、寬度時(shí)域掃描，大幅縮短測(cè)試時(shí)間；基于通用的X系列信號(hào)分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了資產(chǎn)效能最大化，結(jié)合N9311X近場(chǎng)探頭、多點(diǎn)觸摸控制軟件N6141EMOE進(jìn)行故障源查找，早起發(fā)現(xiàn)電磁干擾問(wèn)題并排除，加速合格產(chǎn)品上市。因此，這些設(shè)備和儀器，幫助企業(yè)大大提升了效率，節(jié)約了成本。