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示波器在汽车电子中的EMC测试中的应用


  来源: 日图科技 时间:2020-04-01 编辑:仪器仪表WXF
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消费者对汽车娱乐性、安全性和互联性的更多需求,显著增加了车内电子组件的密度以及车载有线和无线信号的数量。


其结果是,在汽车相同的固定空间内包含的信号范围不断扩大



Part.1 RF抗干扰测试


对于汽车内部使用的电子元件来说,在充满电磁波的实际环境中保持坚固耐用和正常工作是非常重要的,这些电磁波越来越多地来自手机、蓝牙耳机、卫星广播、收音机、无线互联网、RADAR和其他无数的潜在电磁干扰源。确保鲁棒性意味着要在受控环境下满足严格的EMI抗干扰标准,待测的电子控制单元(ECU)通常必须严格遵守ISO(国际标准化组织)标准以及汽车制造商和ECU供应商之间谈定的要求。


作为测试中常见的典型频率和场强测试的例子,ISO/IEC 61000-4-21中描述了辐射射频抗扰度测试,该测试使用包含机械式调谐器的混响室,当在给定测试频率处获得足够数量的调谐器位置时,调谐器在混响室的可用空间内产生统计上的统一场,测试频率范围从0.4GHz到3GHz,场强高达200V/m( CW和AM)和600Vm(雷达脉冲),无论是对监测信号的电子测试设备,还是对混响室内测试人员的安全,场强都是过高的,因此,测量仪器和测试人员要在密封室外面,光纤发射器和接收器单元以及光缆将信号从混响室内的ECU传输到混响室外的测试设备。


抗扰度测试中偏差检测的测试配置

上图显示了一个真实的抗扰度测试中偏差检测的测试配置,从混响室内拍摄(发射天线断电时),请注意,调谐器在混响室的右侧,


混响室的左侧是放置在相对介电常数小于1.4的起泡台上的CAN总线光纤发射器,在混响室的可用空间内,光纤发射器对来自被测ECU的输出信号进行光学转换, 信号通过射频硬化的光纤电缆在密闭室传送,射频硬化的光纤电缆通过波导从地板附近离开。


图2 ESD枪放电到分流目标,用示波器采集和测量脉冲波形


Part.2 抗静电测试


汽车电子元件除了要求具有抗电磁干扰能力以外,还要求具有一定的抗静电能力。ESD抗扰度的测试等级从2 kV到25 kV不等,通常电压逐步增加,直到达到设定的上限,在将ESD模拟器应用于待测ECU之前,必须先使用示波器进行校准, 图2显示了一个ESD模拟器枪,将接触放电施加到分流目标上,该分流目标通过双屏蔽电缆和内联衰减器连接到示波器的50Ω直流耦合输入。


ESD等线模拟器验证包括表征放电脉冲波形,ISO 1060规范的第二版确定了上升时间、第一峰值电流、t1电流和t2电流作为主要的测量参数,t1和t2的电流值会随着给定RC网络中的R和C的值而变化,示波器能够快速自动地表征每个测量参数。


Part.3 瞬态脉冲(EFT)测试


汽车电子产品的另一个重要测量需求是电气快速瞬变脉冲(EFT),即电流瞬间中断导致触点之间产生电弧的现象。EFT的常见原因包括继电器触点跳动,断路器的断开和闭合,感性负载的切换以及设备的断电。电触点之间的气隙击穿常常触发EFT脉冲的快速爆发,来自EFT脉冲的突然的能量突发序列可以耦合到附近的电路中,从而有可能导致汽车电子系统的数字信号问题和潜在的故障。因此,必须对电子产品进行测试,以确保在发生EFT事件时能够安全运行。


以顺序模式采集的EFT脉冲串和时间戳

图3以顺序模式采集的EFT脉冲串和时间戳


图3描述了使用示波器顺序采集模式以段的形式获取的一系列EFT脉冲串,请注意,脉冲串之间的长时间间隔已通过顺序采集模式消除掉,只采集期望的脉冲波形。


图4 以顺序模式采集的脉冲和时间戳


相比之下,图4显示了以段的形式捕获的EFT脉冲,而不是脉冲串。


可能会采集到数以万计的单个脉冲,请注意,此处的顺序脉冲串捕获的时间刻度是2ms/div(对应于20毫秒时间捕获窗口),而顺序脉冲捕获的时间刻度为100ns/div(对应于1毫秒时间捕获窗口)。


关键词:示波器 汽车电子 EMC测试 应用    浏览量:840

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