今天，讓我們用“Pre EMI”這個(gè)關(guān)鍵詞掀起一場(chǎng)“EMC認(rèn)證/預(yù)認(rèn)證測(cè)試”的浪潮——

“從法拉第的電磁感應(yīng)，到麥克斯韋的電磁波理論，再到海因里?！?shù)婪颉ず掌澴C實(shí)電磁波的存在，物理大神們?yōu)殡姶挪ㄔ旄Ｈ祟?lèi)奠定了基礎(chǔ)?！?/p>

如今，電磁波已廣泛應(yīng)用于通信、汽車(chē)、家電等各行各業(yè)、生活的方方面面，為工作和生活帶來(lái)了巨大的便捷，我們?cè)缫央x不開(kāi)電磁波。但凡事總有利弊，同樣我們也發(fā)現(xiàn)了電磁波的危害。

除了我們所認(rèn)知的對(duì)人體的危害，電磁波對(duì)電磁相關(guān)的產(chǎn)品、設(shè)備或系統(tǒng)本身，也會(huì)產(chǎn)生惡劣的電磁環(huán)境，造成電子設(shè)備被惡劣的電磁環(huán)境所影響無(wú)法正常工作。

如果我告訴你，15年前，我就可以做到提前預(yù)知馬上就會(huì)有電話(huà)打進(jìn)來(lái)，你信嗎？

其實(shí)，這不難，用我連接在電腦主機(jī)一左一右的音箱就能做到了。

電磁兼容三要素

“騷擾（干擾源）、耦合途徑、敏感設(shè)備”

騷擾源即產(chǎn)生騷擾的電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)，說(shuō)明騷擾從哪里來(lái)；

干擾源通常分為自然干擾源和人為干擾源。人為干擾源指電氣電子設(shè)備和其他人工裝置產(chǎn)生的電磁干擾；

耦合途徑是將騷擾源產(chǎn)生的騷擾傳輸?shù)矫舾性O(shè)備的途徑，說(shuō)明騷擾如何傳輸；

敏感設(shè)備是受到騷擾影響的電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)，說(shuō)明了騷擾到哪里去。

我們不僅需要從源頭扼殺騷擾，還要增加被干擾端的抗干擾能力。

所以就有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化組織來(lái)定義相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出了規(guī)范的測(cè)試要求：包括測(cè)試設(shè)備、測(cè)試環(huán)境、測(cè)試限值。之后無(wú)論是開(kāi)發(fā) 5G 產(chǎn)品、汽車(chē)電子設(shè)備、軍事設(shè)備還是諸如臺(tái)燈的簡(jiǎn)單產(chǎn)品，都必須符合標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定的要求。

按照產(chǎn)品類(lèi)型區(qū)分，大致可分為4大塊的測(cè)試要求：

1、通用類(lèi)電子，也就是民用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試；

2、無(wú)線(xiàn)通信電子設(shè)備，所有的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品都基本歸于這類(lèi)，通常會(huì)包含EMC和RF的測(cè)試，如歐洲的ETSI標(biāo)準(zhǔn)；

3、用于國(guó)防軍工的電子設(shè)備，需要遵循軍標(biāo)的測(cè)試要求，如美國(guó)的MIL-STD461, RTCA DO 160，中國(guó)的GJB151B等；

4、汽車(chē)電子設(shè)備，通用的有CISPR 25, CISPR 12標(biāo)準(zhǔn)，抗干擾則是ISO 11451和ISO 11452系列，汽車(chē)電子通常需要滿(mǎn)足各大車(chē)廠(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，原廠(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)比國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格。

如此，相關(guān)的認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室，就能按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備/環(huán)境來(lái)為各行各業(yè)的各種產(chǎn)品進(jìn)行這一系列EMC電磁兼容測(cè)試，認(rèn)證通過(guò)即可滿(mǎn)足進(jìn)入市場(chǎng)的要求。

可以說(shuō)，電磁兼容EMC認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證通過(guò)的報(bào)告就是企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的通行證，也就是企業(yè)產(chǎn)品已經(jīng)是最后的成品了。

但，送檢難免甚至經(jīng)常碰到測(cè)試不通過(guò)、反復(fù)整改、反復(fù)測(cè)試的情況，必然會(huì)面臨多方面的問(wèn)題——

a) 認(rèn)證階段反復(fù)整改，反復(fù)認(rèn)證，成本過(guò)高;

b)認(rèn)證階段為成品，成品整改和時(shí)間消耗成本較高;

c)成品整改,風(fēng)險(xiǎn)難以控制。整改時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的話(huà)，延后進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間，可能丟失市場(chǎng)先機(jī)，影響市場(chǎng)占有率。

那如何才能最大程度減小成本、控制風(fēng)險(xiǎn)及最快進(jìn)入市場(chǎng)？

EMI預(yù)認(rèn)證測(cè)試

“預(yù)認(rèn)證和認(rèn)證的區(qū)別”

事實(shí)上，我們可以在項(xiàng)目初期就引入EMI 預(yù)認(rèn)證測(cè)試方案，這是因?yàn)椋涸诓煌难邪l(fā)階段，測(cè)試失敗導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)及成本存在巨大差異。

預(yù)認(rèn)證測(cè)試必然是個(gè)好選擇，也就是以等同于認(rèn)證的方案或者接近認(rèn)證要求的預(yù)認(rèn)證方案、甚至是更簡(jiǎn)化的調(diào)試方案，在產(chǎn)品的早期及其他早于認(rèn)證的階段，進(jìn)行預(yù)測(cè)試/調(diào)試和整改，從而在較低風(fēng)險(xiǎn)或者說(shuō)風(fēng)險(xiǎn)可控的階段，就直接解決相關(guān)的問(wèn)題，提高認(rèn)證通過(guò)率。

下面，就讓我們來(lái)看看EMI認(rèn)證與Pre-EMI測(cè)試的不同。

以EMI電磁干擾的CE（傳導(dǎo)騷擾）和RE（輻射騷擾）測(cè)試為例，EMI認(rèn)證與Pre-EMI測(cè)試的區(qū)別，主要在于測(cè)試設(shè)備、測(cè)試附件和測(cè)試環(huán)境布置的差異。

一、測(cè)試設(shè)備

EMI認(rèn)證級(jí)別：

完全符合CISPR16-1-1、ANSI C63.2、MIL-STD-461和FCC標(biāo)準(zhǔn)要求的接收機(jī)。符合標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證測(cè)試，具有限值判斷。

Pre-EMI認(rèn)證級(jí)別：

1) Pre-EMI級(jí)測(cè)試接收機(jī)：無(wú)需完全滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)要求，但也具有限值比較，適用于開(kāi)發(fā)階段的診斷測(cè)量和預(yù)一致性測(cè)試，從而為最終的認(rèn)證測(cè)試做好準(zhǔn)備。

2) 頻譜儀+EMI測(cè)量應(yīng)用選件 -k54：典型應(yīng)用包括商業(yè)、汽車(chē)電子、航空電子和軍事產(chǎn)品開(kāi)發(fā)（涵蓋CISPR、EN、FCC、DO-160和MIL-STD-461標(biāo)準(zhǔn)）。檢波器符合CISPR16-1-1標(biāo)準(zhǔn)，6dB帶寬符合CISPR16-1-1、MIL-STD-461/DO-160標(biāo)準(zhǔn)。

3)頻譜儀+接收機(jī)測(cè)量選件-K43：適用于電路板、集成電路或電纜屏蔽等 EMI 調(diào)試。

4)頻譜儀/示波器+近場(chǎng)探頭：經(jīng)濟(jì)高效且易于用戶(hù)使用的解決方案，以便用戶(hù)能夠在設(shè)計(jì)期間快速定位和分析電路板和模塊上的 EMI 問(wèn)題。

Pre-EMI認(rèn)證級(jí)別：

必要設(shè)備和附件：

1) 測(cè)試設(shè)備：Pre-EMI級(jí)別測(cè)試接收機(jī)/頻譜儀

2) 人工電源網(wǎng)絡(luò)LISN

3) CDNE燈具測(cè)試特定附件

非必選設(shè)備和附件：

1)屏蔽室

2) 電源濾波器

3) 穩(wěn)壓電源（隔離），如果把LISN接到有漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的供電網(wǎng)絡(luò)，就必須配置，防止LISN漏電流太大導(dǎo)致跳閘

4) 限幅器，保護(hù)測(cè)量設(shè)備

5) 電腦測(cè)試軟件——以R&S的Elektra自動(dòng)化測(cè)試軟件為例，多種配置，靈活選擇。對(duì)于Pre-EMI測(cè)試，若配備了R&S的Pre-EMI測(cè)試接收機(jī)，設(shè)備自帶測(cè)試序列以供自動(dòng)化測(cè)試，對(duì)測(cè)試報(bào)告要求不高的可選擇不增加自動(dòng)化測(cè)試軟件。若是FSH/FPH/FPC+K43接收機(jī)選件，不希望手動(dòng)操作的建議配上。

所以R&S的CE測(cè)試Pre-EMI方案，主要配置如下圖所示，當(dāng)然，頻譜儀也可以選擇未列出的更高檔的FSW、FSV3000、FSVA3000。

Pre-EMI認(rèn)證級(jí)別：

必要設(shè)備和附件：

1) 測(cè)試設(shè)備：可選Pre-EMI級(jí)別的測(cè)試接收機(jī)/頻譜儀/示波器

2) 預(yù)置放大器：通常>1GHz的測(cè)量頻段，底噪比較高，通過(guò)配置預(yù)放降低底噪，提高測(cè)試靈敏度

3)天線(xiàn)/探頭：選擇靈活。例如從天線(xiàn)大小來(lái)看，如果屏蔽環(huán)境體積較小，容納不了較大的標(biāo)準(zhǔn)天線(xiàn)，也可以選擇頻率范圍符合的、體積小些的天線(xiàn)。近場(chǎng)輻射測(cè)試還可以配置近場(chǎng)探頭搭配頻譜儀/示波器測(cè)試

4)屏蔽環(huán)境：EMI認(rèn)證必備電波暗室，而Pre-EMI方案可替換為GTEM小室、屏蔽房等。不過(guò)，如果是頻譜儀/示波器搭配近場(chǎng)探頭的測(cè)試場(chǎng)景，可以不需要屏蔽環(huán)境

5)自動(dòng)化測(cè)試軟件：自動(dòng)化/半自動(dòng)化測(cè)試，支持天線(xiàn)和轉(zhuǎn)臺(tái)控制。對(duì)于固定位置的天線(xiàn)和DUT臺(tái)面，或者接收手動(dòng)測(cè)試的，軟件也是非必要的

EMI測(cè)試接收機(jī)與信號(hào)/頻譜分析儀集于一體，加權(quán)檢波器：PK+、QPK、CISPR和RMS平均值(CISPR 16-1-1)，分辨率帶寬符合CISPR 16-1-1和MIL-STD標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)選和前置放大器，基于FFT的快速時(shí)域掃描。

這是R&S ESRP EMI測(cè)試接收機(jī)的特點(diǎn)，亦是產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)——

專(zhuān)用于開(kāi)發(fā)階段的診斷測(cè)量和預(yù)一致性測(cè)量，以便產(chǎn)品準(zhǔn)備好接受最終的認(rèn)證測(cè)試。在10Hz至7GHz的頻率范圍內(nèi)，接收機(jī)使用傳統(tǒng)的步進(jìn)式頻率掃描或基于FFT 的時(shí)域掃描（可大幅加快測(cè)量）測(cè)量電磁干擾。ESRP也可作為功能全面、強(qiáng)大的信號(hào)與頻譜分析儀，并適用于實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。ESRP配備觸摸屏和直觀(guān)的菜單結(jié)構(gòu)，易于在任何模式下進(jìn)行操作。

ESRP專(zhuān)用于執(zhí)行可靠、穩(wěn)健的預(yù)一致性和診斷測(cè)量。

頻率范圍介于5kHz至26.5GHz，SSB相位噪聲：10kHz偏置時(shí)典型值為–108dBc(1Hz)，使用前置放大器時(shí)的DANL：10MHz至2GHz時(shí)典型值為–163 dBm，40MHz 分析帶寬（選件）。

在射頻實(shí)驗(yàn)室，R&S FPL1000系列和示波器或萬(wàn)用表一樣不可或缺。它是一款單機(jī)可執(zhí)行多種測(cè)量任務(wù)的儀器。該儀器不僅支持頻譜分析，而且支持結(jié)合使用功率探頭進(jìn)行高度精確的功率測(cè)量，以及分析模擬和數(shù)字調(diào)制信號(hào)。

從遠(yuǎn)古到現(xiàn)在，人體自身的演化自不必說(shuō)，人類(lèi)以其智慧不斷創(chuàng)造新紀(jì)元，從以石頭征服世界的石器時(shí)代、到智能化、電子化、全球化的信息時(shí)代，不得不說(shuō)，紀(jì)元變革的本質(zhì)就是人類(lèi)用新技術(shù)改變了社會(huì)的生產(chǎn)、生活方式，每一次突破都是巨大的進(jìn)步。電磁波的應(yīng)用就是其中的典型。

而從初識(shí)電磁波到“EMC認(rèn)證測(cè)試不可回避”的當(dāng)下，早購(gòu)入Pre-EMI 系統(tǒng)，在產(chǎn)品研發(fā)階段測(cè)試不通過(guò)時(shí)，及時(shí)處理，也就能更早的為后期認(rèn)證測(cè)試過(guò)濾風(fēng)險(xiǎn)。

順帶提一嘴，上Pre-EMI系統(tǒng)的成本，按系統(tǒng)生命周期8-10年計(jì)算，平攤到每年，僅購(gòu)入成本的1/8-1/10 。

以上便是Pre-EMI測(cè)試及設(shè)備的全面解答。有機(jī)會(huì)，不妨試試它們~

審核編輯 黃昊宇