许响林,刘青松,李 彬,覃延明,翟建鹏
(重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心重庆市电磁兼容工程技术研究中心,重庆 401122)
GB 14023等同采用国际无线电干扰特别委员会标准CISPR 12,于1992年制定并发布,至今已经历三次修订,分别为2000版、2006版和2011版。
最新版的GB 14023-2011《车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车外接收机的限值和测量方法》将于2012年1月1日起实施(以下简称“新标准”),该标准等同采用CISPR 12∶2007+A1∶2009[1],与2006版(以下简称“旧标准”)相比,在标准名称、术语和定义、适用范围、测试流程、试验条件、试验方法和限值等方面都有重要变化。
标准名称由“车辆、船和由内燃机驱动的装置无线电骚扰特性限值和测量方法”改为了“车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车外接收机的限值和测量方法”,新标准名称中增加了“用于保护车外接收机”字段。名称的变更使标准的目的和意义更明确,就是用于对居住环境中使用的广播接收机提供保护,同时也区别于另一项国家标准GB/T 18655-2010《车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法》,两项标准,名称仅一字之差,一个用于保护车外接收机,一个用于保护车载接收机。
在术语和定义方面,新标准中增加了对“户外试验场地(OTS)”和“动力电池”的定义。旧标准在对于“室外测试场地”的要求中直接引用了GB/T 6113中规定的“开阔试验场(OATS)”的概念,而实际上GB 14023旧版中规定的“室外测试场地”与GB/T 6113中规定的“开阔试验场”是有很大区别的。新标准中新增定义“户外试验场地”为“类似于GB/T 6113中规定的开阔试验场,但不需要接地平板,且尺寸不同”。指出了GB 14023和GB/T 6113中户外试验场之间的区别[1-3]。新标准中“户外试验场”的表述比旧标准直接引用“开阔试验场”的表述更规范、更严谨。另外,为了适应新技术和新产品的出现,新标准中增加了“动力电池”的定义。将装有“动力电池”的车辆或装置纳入了标准考虑范围。
新旧标准都适用于内燃机汽车、电动汽车(除有轨电车和无轨电车外)和配备内燃机的其他装置。随着技术的发展,新标准还将适用范围扩大到“配备动力电池的装置”(如由动力电池供电的电动割草机或扫雪机)和“双模式无轨电车”。新标准规定对于双模式的无轨电车(比如既可用AC/DC电源驱动,又可用内燃机驱动),内燃机驱动部分属于其规定范畴,而AC/DC电源驱动部分不属于其规定范畴[1]。另外,新标准还依据其适用范围的变化,相应地修改了附录G“检查GB 14023适用性的流程图”。
旧标准规定的测试流程:先用峰值检波器测量。如果测量数据低于窄带限值,则判定合格;如果超过窄带限值,则需先确定是宽带发射还是窄带发射:判定宽带发射和窄带发射的方法是再使用平均值检波器测量,如果峰值测量数据大于平均值测量数据6 dB,则确定为宽带发射,否则确定为窄带发射。如果确定为宽带发射,还需根据情况再用准峰值检波器重新测量,准峰值测量数据低于宽带限值时,则判定合格。
新标准在测试流程和测试方法上有重大变化。新标准删除了“宽带发射”和“窄带发射”的提法,测试时也无需判定被测信号是宽带发射还是窄带发射,要求直接按“车辆通电、发动机不运行”模式和“发动机运行”模式两种情况分别测试;前一种模式使用平均值检波器;后一种模式使用峰值或准峰值检波器进行测量。只有两种模式都通过,才算合格。新标准修改后的符合性判定流程见图1。
新旧标准的限值大小并没有改变,但是提法不一样。新标准将旧标准中的“宽带限值”改成了“峰值和准峰值限值”;将旧标准中的“窄带限值”改为了“平均值限值”。特别需要指出的是,新标准中的“平均值限值”和旧标准中的“窄带限值”虽然限值大小相同,但新标准是针对用平均值检波器测量的结果;而旧标准是适用于峰值或准峰值检波器测量的结果。由于峰值或准峰值结果始终不小于平均值结果,因此,新标准的限值要求与旧标准相比,实际上是降低了,这是新旧标准之间最大的差别之一。
新标准对测量仪器参数的设置是根据仪器设备的特征,分成频谱分析仪和扫描接收机两大类分别进行规定的。对频谱分析仪,新标准规定了测试带宽和扫描时间;对扫描接收机,新标准则规定的是测试带宽、扫描步长和驻留时间。这种分类描述要求比旧标准中不分仪器类型,笼统地规定测试带宽和最小扫描时间更全面、更细致、更规范。
新旧标准在测试时,对车辆状态的要求上有较大差别。新标准要求分别按“车辆通电、发动机不运行”和“发动机运行”两种情况分别测试。
1)“车辆通电、发动机不运行”模式的运行状态。点火开关打开、发动机不运转、车辆的电气系统都处于正常运行状态,所有可连续运行的含大于9 kHz内置振荡器或重复信号的设备都应处于正常运行状态。
2)“发动机运行”模式的运行状态。对内燃机驱动的车辆,发动机应按表1规定的转速运转。
表1 内燃机运转速度
①装有驱动电机的车辆,每次测量时,车辆在空载的底盘测功机或非导电车轴架上,以40 km/h的恒速驱动。如果最高车速达不到40 km/h,则以最高车速驱动。
②装有混合动力系统的车辆,应在电机和内燃机同时驱动下,使车辆以40 km/h速度工作的情况下测试。如果不可能,则车辆需在内燃机按表1规定转速运转下,以及用电动力系统使车辆以40 km/h的速度工作的情况下分别测试。如果最高车速达不到40 km/h,则以最高车速驱动[1-3]。
旧标准仅规定了“发动机运行”状态这一种测量模式。新旧标准对“发动机运行”测量状态模式的规定相同。
新标准在试验状态上的规定与目前欧盟指令72/245/EEC(2009/19/EC)和法规ECE R10较为相似。它们都是将车辆的电磁辐射发射测量分别使用峰值/准峰值检波器和平均值检波器。与新标准不同的是,欧盟指令和法规仍然沿用了“宽带骚扰”和“窄带骚扰”的提法,且在进行宽带骚扰测量时,欧盟指令和法规均要求发动机处于正常运转的同时,车上所有的电气部件,如刮水器、暖风电机等都应打开。而在新标准中,仅要求发动机运转,并未提到其他的电气部件[4-6]。关于“车辆通电,发动机不运行”状态的测量,欧盟指令和法规与新标准是一致的。由此看出,新标准的测试方法和试验条件正在与欧盟指令和法规趋于统一,旧标准中单一测量发动机的方法已不适用于目前快速发展的汽车电子技术,越来越多的电子产品在车辆上的应用对抑制电磁发射提出了更高的要求[7-8]。
为适应动力电池割草机、双模式无轨电车等新产品的出现,新标准增加了术语定义和适用范围、修改了适用性判定流程图,充分体现了标准更新与技术发展同步的理念。新标准对测量仪器参数、试验条件、测试方法和限值的更新,使标准规定更细致、更加合理、更具操作性,同时也与欧盟指令和法规更趋一致,增强了不同国家之间检测数据的可比性。
[1]CISPR 12:2007+A1:2009 Vehicles,Boats and Internal Combustion Engines-Radio Disturbance Characteristics-Limits and Methods of Measurement for the Protection of off-Board Receivers.
[2]GB/T 6113.104-2008,无线电骚扰和抗扰度测量和测量方法规范[S].北京:中国标准出版社,2008.
[3]CISPR 12:2005 Vehicles,Boats,and Internal Combustion Engine Driven Devices-Radio Disturbance Characteristics-Limits and Methods of Measurement for the Protect ion of Receivers except those Installed in the Vehicle/Boat/Device itself or in Adjacent Vehicles/Boats/Devices.
[4]刘青松,许响林,李彬.GB 14023《车辆、船和由内燃机驱动的装置无线电骚扰特性限值和测量方法》2006版与2000版的差异 [J].客车技术与研究,2007,(6):43-44.
[5]ECE R10 Uniform Provisions Concerning the Approval of Vehicles with Regard to Electromagnetic Compatibility.
[6]72/245/EEC(2009/19/EC)Relating to the Radio Interference(Electromagnetic Compatibility)of Vehicles.
[7]寿建霞,徐立,刘媛,等.新版GB 14023阐述[J].安全与电磁兼容,2011,(3)
[8]徐立.关于汽车电磁骚扰的技术要求[J].汽车电器,2003,(1)