EMC 預先符合性基礎知識

在任何產品開發中，您首先需要測試裝置，以驗證其效能是否符合預期。所有電子裝置都必須在經認證的內部測試機構中通過電磁干擾 (EMI) 相容性測試。通過 EMI 測試，表示您的裝置的 EMI 輻射符合可接受的位準，並符合適用的法規標準。

EMI 屬於「EMC」（電磁相容性）這個總稱。執行預相容性測試時，您關注的是 EMI 測試，也就是來自您設備的實際電磁現象（或發射）。

所有產品，從筆記型電腦到智慧型手機，都必須在經過認證的測試實驗室通過法規遵循測試。如果您的裝置未通過聯邦規定的法規遵循測試，您將無法銷售您的產品。

合規性測試的最後階段通常成本高昂。如果您的產品未能通過合規性測試，您不僅必須重新設計，還會影響產品開發時程。這些延誤會影響您的生產成本和產品進入市場的能力。

執行 EMC 測試至關重要，可確保您的裝置在正式測試機構認證前通過測試。

以下資訊概述了您在自己的環境中進行 EMC 測試所需了解的一切，即 EMC 預先合規性測試。如需更詳細的說明，請參閱下方「建議閱讀」部分中的資料。

圖 1：預先符合性測試在產品開發週期中的重要性

EMC 是電氣設備與其電磁環境及其他設備之間的相互作用。所有電子設備都可能發射電磁場，而相容性測試是確保電子設備在安全的 EMI 水準下運作的最後測試階段。

經認證的測試機構會執行各種 EMI 測試，以確定您的裝置是否具有適當的輻射等級。這些測試可分為兩大類：輻射測試和抗擾度測試。在每個類別中，您都必須執行輻射和傳導測試。

• 輻射測試可特性化電子裝置透過非實體介質（纜線測試）所釋放的非預期電磁能量。
• 傳導測試用於表徵電子裝置透過實體介質（纜線測試）釋放的非預期電磁能量。

圖 2：輻射和傳導發射量測描述待測裝置的發射和接收特性

為了了解 EMI 預符合性以及如何執行測試，了解與其相關的關鍵術語會很有幫助。

在本節中，您將學習一些適用於EMI預符合性量測的相關術語。

術語

• EMC – 電磁相容性 — 這是指設備無意中產生或傳播電磁能量的「總稱」。
• EMI – 電磁干擾
• 發射 – 在預相容性測量期間測試的實際現象或發射。如果在設計和測試期間未妥善考量，EMI 可能會對鄰近設備造成不必要的干擾。
• 敏感度 - 電子設備在受到電磁能量時會產生不希望的反應的特性。
• 輻射干擾 - 由於無線電雜訊或空中不需要的訊號所造成的干擾；而非透過實體介質
• 傳導干擾 - 透過直接耦合（經由纜線）進入換能器（接收器）的傳導射頻雜訊或不必要訊號所造成的干擾。
• CISPR - 國際無線電干擾特別委員會，負責制定標準以監管電氣和電子裝置中的電磁干擾。
• LISN – 線路阻抗穩定網路 — LISN 很重要，因為它能將電源與待測裝置 (DUT) 隔離，而待測裝置需要盡可能地擁有乾淨的訊號。
• 無響室 – 一種屏蔽室，旨在吸收聲音或電磁波，並減少所有內部表面的反射。
• 輻射 - 以電磁波形式發射能量。
• 抗擾度 - 接收器或任何其他設備或系統能夠抑制無線電干擾的特性。

預先符合性測試是一種低風險、高成本效益的方法，可確保您的待測裝置 (DUT) 能通過最終的符合性測試。等到產品開發週期結束才進行符合性測試風險很高，因為成本高昂。符合性測試的成本包括預約符合性實驗室的時間，以及如果您的 DUT 未通過符合性測試，則需要重新設計。如果您想省錢並避免在符合性測試期間出現意外，適當的預先符合性測試至關重要。

預相符性測試與相符性測試的主要差異在於其正式性以及無響室的使用，如下圖所示。

無響室是一種旨在吸收電磁波反射的房間，非常適合對電子裝置進行測試，以確保沒有任何意外干擾。一般而言，由於無響室的關係，法規遵循測試是一個正式的流程，因為大多數電子裝置製造商都沒有內部無響室。這些通常會透過第三方團體提前預訂。這些無響室是預先法規遵循測試和最終法規遵循測試之間的關鍵區別。

圖 3：使用無響室是預先符合性測試和最終符合性測試之間的關鍵差異。

發射測試可測量您的設備發射的電磁能量。發射測試很重要，因為您不希望您的設備意外干擾鄰近設備。

發射測試包含兩種類別：輻射和傳導。

輻射發射測試可量化您的裝置透過無線方式發射的電磁能量強度。這些測試可確保您的裝置發射的輻射符合適用的標準。許多裝置未能通過這類量測，因此請花費一些時間進行預先符合性輻射發射測試。

圖 4：輻射發射測試所需的設備包括配備預先符合性軟體的訊號分析儀、安裝在三腳架上的天線以及待測裝置。

輻射發射測試所需的設備包括：

• 經過校準的 EMI 天線，安裝在三腳架上，距離待測裝置 (DUT) 1 至 3 公尺
• 配備 EMC 預認證量測軟體 (Keysight N6141A EMI Measurement Application) 的頻譜分析儀
• 前置放大器

為了避免干擾，您應該在遠離其他設備的地方執行輻射發射測試。例如，您可以使用大型停車場或空會議室。至關重要的是，廣播電台、電視或手機的傳輸在輻射發射測試過程中不會與您的待測裝置 (DUT) 或天線產生交互作用。

傳導射頻發射是 DUT 內部電氣活動所產生的電磁干擾，這些干擾會沿著 DUT 的互連電源、訊號或資料纜線向外傳播。傳導干擾會沿著耦合路徑從 DUT 直接傳播到其他電子裝置。此外，傳導干擾也可能在裝置內部傳播，並對效能產生負面影響。傳導發射測試著重於 DUT 交流電流所產生的這些不必要訊號。

傳導射頻輻射測試所需的設備包括：

• 配備 EMC 預認證量測軟體 (Keysight N6141A EMI Measurement Application) 的頻譜分析儀
• LISN (線路阻抗穩定網路)
• 限幅器

抗擾度測試可判斷您的裝置對其他裝置發出的電磁能量的敏感程度。

輻射抗擾度測試涉及測試您的裝置對於周圍環境中其他裝置透過無線方式發射的輻射的易受性。

輻射抗擾度測試所需的設備包括：

• 訊號產生器 (Keysight MXG 或 EXG)
• 一組近場探棒
• 無線電

傳導抗擾度測試用於評估您的裝置和纜線對來自其他裝置的 EMI 的敏感度。

抗擾度測試非常重要，因為您不希望您的裝置受到鄰近裝置電磁輻射的影響。抗擾度測試比其他預先符合性測試更快、更容易。CISPR 標準不要求進行抗擾度測試，但我們強烈建議進行。

圖 6：進行傳導抗擾度測試所需的設備包括訊號產生器、訊號分析儀、一組近場探棒以及待測裝置 (DUT)。

EMC 測試可確保您的設備符合其設計規格，且不會輻射出威脅或降低其他設備效能的發射。EMC 測試必須符合由 EMC 法規機構（例如國際無線電干擾特別委員會 (CISPR)）制定的嚴格發射標準。CISPR（國際無線電干擾特別委員會）負責制定輻射 EMI 測量設備和方法。此外，CISPR 還根據行業和產品銷售國家/地區，制定電子設備所需的輻射發射水準。

在對待測裝置 (DUT) 進行量測之前，您必須先問自己一些初步問題：

1. 哪些國家會銷售您的產品 — 歐洲、美國、亞太地區、中國？
2. 產品的分類是什麼？

• 資訊科技設備 (ITE)
• 工業、科學或醫療設備 (ISM)
• 汽車
• 通訊
• 通用/家用物品
• 產品將在哪裡銷售 — 家用、商用、工業用

您對這些問題的回答將有助於您確定產品的 EMC 標準。一旦您了解產品的 EMC 標準，即可規劃必要的 EMC 測試量測。

預先符合性測試的優點。

EMC 預相容性測試可為您節省時間並避免昂貴的返工。當您在開發過程中納入 EMC 預相容性測試時，可顯著提高產品成功通過完整 EMC 相容性測試的機率。導入預相容性測試系統是為您的產品實現 EMC 相容性的最佳方法，可讓您經濟高效地縮短產品上市時間。

圖 7：所有電子產品都必須通過特定的輻射發射法規，視其產品類型以及銷售地點而定。

Keysight 預符合性解決方案

• Keysight X 系列分析儀透過我們最先進的訊號分析，協助您進行設計、測試與交付。您可以選擇寬廣的即時分析，或低成本的基礎量測。
• N6141A EMI 量測應用程式是 Keysight X 系列中超過 25 個量測應用程式的標準程式庫之一。此應用程式將 X 系列信號分析儀轉變為功能強大的 EMI 預認證和診斷解決方案，提供易於使用的資料收集與分析工具，可加速新設計的上市時間。

使用訊號分析儀執行 EMI 預先符合性測試的優點在於，您可以對新產品的 EMI 效能進行良好評估，並降低專案結束時未能通過 EMI 符合性測試的風險。

如欲深入瞭解預先符合性量測，請參閱以下應用說明：進行輻射和傳導量測以深入瞭解預先符合性量測。