Pre EMI测试，同样精彩

今天，让我们用“Pre EMI”这个关键词掀起一场“EMC认证/预认证测试”的浪潮——

“从法拉第的电磁感应，到麦克斯韦的电磁波理论，再到海因里希·鲁道夫·赫兹证实电磁波的存在，物理大神们为电磁波造福人类奠定了基础。”

如今，电磁波已广泛应用于通信、汽车、家电等各行各业、生活的方方面面，为工作和生活带来了巨大的便捷，我们早已离不开电磁波。但凡事总有利弊，同样我们也发现了电磁波的危害。

除了我们所认知的对人体的危害，电磁波对电磁相关的产品、设备或系统本身，也会产生恶劣的电磁环境，造成电子设备被恶劣的电磁环境所影响无法正常工作。

如果我告诉你，15年前，我就可以做到提前预知马上就会有电话打进来，你信吗？

其实，这不难，用我连接在电脑主机一左一右的音箱就能做到了。

电磁兼容三要素

“骚扰（干扰源）、耦合途径、敏感设备”

骚扰源即产生骚扰的电子、电气设备或系统，说明骚扰从哪里来；

干扰源通常分为自然干扰源和人为干扰源。人为干扰源指电气电子设备和其他人工装置产生的电磁干扰；

耦合途径是将骚扰源产生的骚扰传输到敏感设备的途径，说明骚扰如何传输；

敏感设备是受到骚扰影响的电子、电气设备或系统，说明了骚扰到哪里去。

我们不仅需要从源头扼杀骚扰，还要增加被干扰端的抗干扰能力。

所以就有相应的标准化组织来定义相关标准，提出了规范的测试要求：包括测试设备、测试环境、测试限值。之后无论是开发 5G 产品、汽车电子设备、军事设备还是诸如台灯的简单产品，都必须符合标准化组织规定的要求。

按照产品类型区分，大致可分为4大块的测试要求：

1、通用类电子，也就是民用标准的测试；

2、无线通信电子设备，所有的无线产品都基本归于这类，通常会包含EMC和RF的测试，如欧洲的ETSI标准；

3、用于国防军工的电子设备，需要遵循军标的测试要求，如美国的MIL-STD461, RTCA DO 160，中国的GJB151B等；

4、汽车电子设备，通用的有CISPR 25, CISPR 12标准，抗干扰则是ISO 11451和ISO 11452系列，汽车电子通常需要满足各大车厂的标准，原厂标准比国际标准更为严格。

如此，相关的认证实验室，就能按照标准规定的设备/环境来为各行各业的各种产品进行这一系列EMC电磁兼容测试，认证通过即可满足进入市场的要求。

可以说，电磁兼容EMC认证实验室认证通过的报告就是企业产品进入市场的通行证，也就是企业产品已经是最后的成品了。

但，送检难免甚至经常碰到测试不通过、反复整改、反复测试的情况，必然会面临多方面的问题——

a) 认证阶段反复整改，反复认证，成本过高;

b) 认证阶段为成品，成品整改和时间消耗成本较高;

c) 成品整改,风险难以控制。整改时间过长的话，延后进入市场的时间，可能丢失市场先机，影响市场占有率。

那如何才能最大程度减小成本、控制风险及最快进入市场？

EMI预认证测试

“预认证和认证的区别”

事实上，我们可以在项目初期就引入EMI 预认证测试方案，这是因为：在不同的研发阶段，测试失败导致的风险及成本存在巨大差异。

预认证测试必然是个好选择，也就是以等同于认证的方案或者接近认证要求的预认证方案、甚至是更简化的调试方案，在产品的早期及其他早于认证的阶段，进行预测试/调试和整改，从而在较低风险或者说风险可控的阶段，就直接解决相关的问题，提高认证通过率。

下面，就让我们来看看EMI认证与Pre-EMI测试的不同。

以EMI电磁干扰的CE（传导骚扰）和RE（辐射骚扰）测试为例，EMI认证与Pre-EMI测试的区别，主要在于测试设备、测试附件和测试环境布置的差异。

一、测试设备

EMI认证级别：

完全符合CISPR16-1-1、ANSI C63.2、MIL-STD-461和FCC标准要求的接收机。符合标准的认证测试，具有限值判断。
 

Pre-EMI认证级别：

1) Pre-EMI级测试接收机：无需完全满足标准法规要求，但也具有限值比较，适用于开发阶段的诊断测量和预一致性测试，从而为最终的认证测试做好准备。

2) 频谱仪+EMI测量应用选件 -k54：典型应用包括商业、汽车电子、航空电子和军事产品开发（涵盖CISPR、EN、FCC、DO-160和MIL-STD-461标准）。检波器符合CISPR16-1-1标准，6dB带宽符合CISPR16-1-1、MIL-STD-461/DO-160标准。

3) 频谱仪+接收机测量选件-K43：适用于电路板、集成电路或电缆屏蔽等 EMI 调试。

 

4) 频谱仪/示波器+近场探头：经济高效且易于用户使用的解决方案，以便用户能够在设计期间快速定位和分析电路板和模块上的 EMI 问题。

Pre-EMI认证级别：

必要设备和附件：

1) 测试设备：Pre-EMI级别测试接收机/频谱仪

2) 人工电源网络LISN

3) CDNE灯具测试特定附件

非必选设备和附件：

1) 屏蔽室

2) 电源滤波器

3) 稳压电源（隔离），如果把LISN接到有漏电保护开关的供电网络，就必须配置，防止LISN漏电流太大导致跳闸

4) 限幅器，保护测量设备

5) 电脑测试软件——以R&S的Elektra自动化测试软件为例，多种配置，灵活选择。对于Pre-EMI测试，若配备了R&S的Pre-EMI测试接收机，设备自带测试序列以供自动化测试，对测试报告要求不高的可选择不增加自动化测试软件。若是FSH/FPH/FPC+K43接收机选件，不希望手动操作的建议配上。

所以R&S的CE测试Pre-EMI方案，主要配置如下图所示，当然，频谱仪也可以选择未列出的更高档的FSW、FSV3000、FSVA3000。

 

Pre-EMI认证级别：

必要设备和附件：

1) 测试设备：可选Pre-EMI级别的测试接收机/频谱仪/示波器

2) 预置放大器：通常>1GHz的测量频段，底噪比较高，通过配置预放降低底噪，提高测试灵敏度

3) 天线/探头：选择灵活。例如从天线大小来看，如果屏蔽环境体积较小，容纳不了较大的标准天线，也可以选择频率范围符合的、体积小些的天线。近场辐射测试还可以配置近场探头搭配频谱仪/示波器测试

4) 屏蔽环境：EMI认证必备电波暗室，而Pre-EMI方案可替换为GTEM小室、屏蔽房等。不过，如果是频谱仪/示波器搭配近场探头的测试场景，可以不需要屏蔽环境

5) 自动化测试软件：自动化/半自动化测试，支持天线和转台控制。对于固定位置的天线和DUT台面，或者接收手动测试的，软件也是非必要的

EMI测试接收机与信号/频谱分析仪集于一体，加权检波器：PK+、QPK、CISPR和RMS平均值(CISPR 16-1-1)，分辨率带宽符合CISPR 16-1-1和MIL-STD标准，预选和前置放大器，基于FFT的快速时域扫描。

这是R&S ESRP EMI测试接收机的特点，亦是产品的优势——

专用于开发阶段的诊断测量和预一致性测量，以便产品准备好接受最终的认证测试。在10Hz至7GHz的频率范围内，接收机使用传统的步进式频率扫描或基于FFT 的时域扫描（可大幅加快测量）测量电磁干扰。ESRP也可作为功能全面、强大的信号与频谱分析仪，并适用于实验室应用。ESRP配备触摸屏和直观的菜单结构，易于在任何模式下进行操作。

ESRP专用于执行可靠、稳健的预一致性和诊断测量。

频率范围介于5kHz至26.5GHz，SSB相位噪声：10kHz偏置时典型值为–108dBc(1Hz)，使用前置放大器时的DANL：10MHz至2GHz时典型值为–163 dBm，40MHz 分析带宽（选件）。

在射频实验室，R&S FPL1000系列和示波器或万用表一样不可或缺。它是一款单机可执行多种测量任务的仪器。该仪器不仅支持频谱分析，而且支持结合使用功率探头进行高度精确的功率测量，以及分析模拟和数字调制信号。

从远古到现在，人体自身的演化自不必说，人类以其智慧不断创造新纪元，从以石头征服世界的石器时代、到智能化、电子化、全球化的信息时代，不得不说，纪元变革的本质就是人类用新技术改变了社会的生产、生活方式，每一次突破都是巨大的进步。电磁波的应用就是其中的典型。

而从初识电磁波到“EMC认证测试不可回避”的当下，早购入Pre-EMI 系统，在产品研发阶段测试不通过时，及时处理，也就能更早的为后期认证测试过滤风险。

顺带提一嘴，上Pre-EMI系统的成本，按系统生命周期8-10年计算，平摊到每年，仅购入成本的1/8-1/10 。

以上便是Pre-EMI测试及设备的全面解答。有机会，不妨试试它们~

审核编辑 黄昊宇