汽车零部件级EMC试验一致性研究

毛艺，仲秦，谭长智，蒋云峰

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007）

0 引言

汽车电子EMC电磁兼容测试中，射频线、导线、负极接地情况、天线接收机匹配、功放射频开关匹配、屏蔽环境、监控条件、人员操作等一系列环节中任何一项要素的差异，都会导致测试结果的差异。本文对可能影响测试结果的因素进行研究分析，制定了汽车零部件级EMC测试过程中保障测试结果一致性的方法[1]。

1 零件级EMC不同试验室测试对比

为保证零部件级电子设计能够满足电磁兼容的要求，汽车电子零部件级EMC的正向开发需要充分考虑零部件的所有工作模式，进而编制相应的测试计划，测试计划是指导整个EMC试验所有步骤的指导性文件。测试计划中包含零件及负载搭建原理、零件工作模式、针脚定义、监控指标、ESD测试点、便携式发射机测试点等。汽车零部件级EMC主要考察车辆在电磁环境中能正常工作且不影响其它系统/部件正常工作的能力，而其中关键指标为正常工作状态，测试计划必须完全覆盖该零部件的所有正常工作状态。

以某车型后视镜调节电机EMC传导发射电压法试验为例，按照国标《GB/T 18655-2018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》中传导发射—电压法的要求对零件进行布置和测试[2]，试验在两个试验室开展，均采用电波暗室。两个试验室间对同一零件的结果判定：A试验室在零件左转模式中某频点超限值0.3dB；B试验室摸底结果为全频段通过，该频点离限值存在7dB的余量。利用同一梳状信号源对A、B试验室的传导发射系统的数据偏差进行了比对，比对结果显示：两家试验室数值均在3dB范围内，满足行业要求的6dB范围内。A试验室对该后视镜调节电机传到发射电压法进行了上、下、左、右四个方向模式正负极都进行了测试（如图1所示），而B试验室只对其中一个方向正负极进行测试（如图2所示），结果表明B试验室未进行超限值模式的零件左转模式测试，故而无法发现问题所在。追寻测试方案计划，在该零件的测试计划的针脚定义中，明确定义了四个方向的针脚正负极指示，但在传导发射电压法的测试模式中未能覆盖四个方向全工作模式，故而不能在EMC测试中将问题发现，而不同试验室间测试人员对该不明确的测试计划理解不同，导致存在同一零件测试结果不一致的情况。

图1 A试验室某车型后视镜调节电机上下左右模式EMC测试数据

图2 B试验室某车型后视镜调节电机上模式EMC测试数据

2 测试差异分析

全面的测试计划，即包含了所测样件所有可能存在的正常工作模式。在这个全面的指导性文件的测试指引下，才能将电磁兼容问题彻底暴露出来，保证试验结果的一致性。

2.1 全面的监控方案

常见的EMC监控方式有：视频监控、音频监控、电压监控、电流监控、LIN信号监控、CAN信号监控。在当前日趋复杂的功能要求下，汽车电子零部件控制模块不仅仅只含有一种信号传输模式，以多媒体控制器为例：包含硬线信号（电压、电流）传输、LIN信号传输、CAN信号传输、音频信号传输、视频信号传输等，如在试验时只对其中某一项或某几项信号进行监控，在抗扰类测试中极有可能会对遗漏监控的信号的测试结果进行误判，以已监控的信号结果和功能表现覆盖评判了整个零件所有监控信号及功能表现的结果，导致结果一致性偏差。

监控方案的内容编写也是测试计划中的一个重要环节，在试验前编写监控方案时需要全面考虑被测样件的所有功能表现及监控方式，保证在抗扰类测试时对该零件的所有功能表现都能覆盖监控进行结果评判。

2.2 测试的环境条件

在汽车电子零部件电磁兼容测试的国家标准中，不同类标准对于环境的要求也各不相同，对屏蔽室的要求、温湿度的要求、接地平板接地电阻值要求，这些都是标准里的硬性指标，在保证结果一致性的要求下，这些硬性指标的条件设置是必须一致的[3-5]。

而在整个汽车电子EMC测试中，还有一类不引人关注的测试环境对结果判别影响很大：屏蔽室内灯光、监控等辅助测试工具，这些工具的表现在整个EMC测试中也是相当重要的测试环境组成部分，虽然这些辅助工具都是经过特殊的屏蔽和抗干扰的处理的，但是也有不是EMC专用的监控设备，例如监控CAN收发的CANoe设备，必须经过光电转换设备以及加装磁环才能避免监控设备的干扰对测试结果进行影响。

2.3 测试布置的一致性

在EMC测试中，试验布置也是必不可忽视的一部分，每个试验标准都会花费大量篇幅对试验布置进行要求描述。试验布置中线束的布置角度会直接影响阻抗的变化，进而在不同的频率范围产生不同的影响，直接影响最终测试数据的一致性。试验布置中，尤为关键的就是接地的布置，不同零件对接地的要求不一定相同，但零件在测试环境中的接地效果是会直接影响零件通过接地判定为零位的电压信号对于其自身的其他信号及功能。

在通过两个不同品牌型号的梳状信号源传导发射的试验比对过程中，发现型号1的梳状信号源在不同的试验室间试验布置均无需接地，试验室间数据差异均保持在3dB以内；型号2的梳状信号源在两个试验室间测试完毕后数据偏差大相径庭（如图3所示），该有的“梳状”波形已经不复存在，经过布置图片的对比分析，发现为两个试验室间的接地布置不一致，通过调整试验室间布置充分接地后，试验室间数据差异均保持在3dB以内，表明不同测试样品的接地性能要求不同导致了结果的差异。

图3 A、B试验室间型号2信号源数据对比

3 结论

在汽车电子零部件EMC测试过程中，将零件所有工作模式全覆盖、对零件采用全面的监控方式、采用一致的测试环境条件、保证一致的布置要求，将会大大提高试验结果的一致性。