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文檔簡介
第九章傳導干擾的傳輸線響應(yīng)9.1
EMC標準化組織9.2國際EMC標準簡介9.3我國國家EMC標準簡介9.4
EMC標準舉例9.1
EMC標準化組織9.1.1國際電工委員會(IEC)
IEC成立于1906年,是世界上最早的國際性電工標準化機構(gòu),總部設(shè)在日內(nèi)瓦。IEC的宗旨是促進電工、電子領(lǐng)域中標準化及有關(guān)其他問題的國際合作,增進相互了解。為實現(xiàn)這一目的,IEC出版了包括國際標準在內(nèi)的各種出版物,并希望各國家委員會在其本國條件許可的情況下,使用這些國際標準。IEC的工作領(lǐng)域包括了電力、電子、電信和原子能方面的電工技術(shù)。
IEC目前下設(shè)104個技術(shù)委員會(TechnicalCommittee,TC)和143個分技術(shù)委員會(SubCommittee,SC)。其中涉及EMC的主要為國際無線電干擾特別委員會(CISPR,是由其法文名稱的首字母組成的,InternationalSpecialCommitteeonRadioInterference)、第77技術(shù)委員會(TechnicalCommittee77,TC77)以及其他相關(guān)的技術(shù)委員會。9.1.2國際無線電干擾特別委員會(CISPR)
CISPR于1934年6月成立于法國巴黎,1950年巴黎會議后,CISPR成為IEC所屬的一個特別委員會,但其地位略不同于IEC的其他技術(shù)委員會。CISPR是世界上最早成立的國際性關(guān)心無線電干擾的組織,其成員由各國委員會及關(guān)心無線電干擾控制的其他組織構(gòu)成。
CISPR的目的是促進國際無線電干擾在下列幾方面達成一致意見,以利于國際貿(mào)易。(1)保護無線電接收裝置,使其免受下列干擾源的影響:
①所有類型的電子設(shè)備;
②點火系統(tǒng);
③包括電力牽引系統(tǒng)在內(nèi)的供電系統(tǒng);
④工業(yè)、科學和醫(yī)用設(shè)備的輻射(不包括用來傳遞信息的發(fā)射機所產(chǎn)生的輻射);
⑤聲音和廣播電視接收機;
⑥信息技術(shù)設(shè)備。
(2)干擾測量的設(shè)備和方法。
(3)由(1)所列的各種干擾源所產(chǎn)生的干擾限值。
(4)聲音和廣播電視接收裝置的抗擾度要求和抗擾度測量方法的規(guī)定。
(5)為避免CISPR和IEC及其他國際組織的各技術(shù)委員會在制定標準時重復(fù)工作,CISPR和這些委員會共同考慮除接收機以外的其他設(shè)備的發(fā)射和抗擾度要求。
(6)安全規(guī)程對電氣設(shè)備的干擾抑制的影響。
CISPR的組織機構(gòu)包括全體會議、指導委員會、分委員會、工作組(WorkingGroup,WG)和特別工作組(SpecialWorkingGroup,SWG)。
CISPR全體會議由CISPR全體成員國的代表組成,它是CISPR的最高權(quán)力機構(gòu)。指導委員會的主要職責是協(xié)助CISPR主席處理日常事務(wù),并提供咨詢。分委員會由CISPR成員單位的代表組成,其主要任務(wù)為:
(1)擬定和修改推薦標準、報告、規(guī)范以及關(guān)于限值和特定測量方法的出版物。這些限值和特定測量方法涉及以下兩個方面:
①除無線電發(fā)射機外的電氣設(shè)備和裝置所產(chǎn)生的干擾的限值。
②實用的干擾測量方法。(2)根據(jù)需要設(shè)立一些研究課題以期獲得為完成第(1)項任務(wù)所必需的資料。
(3)必要時成立一些工作組詳細研究一些特殊問題。工作組(WG)有兩類:
①為處理分委員會某一特定方面工作而成立的半永久性的起草工作組。
②通常只在原委員會或原分委員會會議上成立并起作用的特別工作組。
CISPR包括的分會以及各分會主要的關(guān)注點是:
CISPR/A:無線電干擾測量和統(tǒng)計方法。CISPR/A目前有兩個工作組。WG1:EMC裝置規(guī)范,編制抗擾度和發(fā)射測量的裝置規(guī)范;WG2:確定限值的EMC測量技術(shù),制定EMC通用測量技術(shù)和確定限值的技術(shù)標準。
CISPR/B:工業(yè)、科學、醫(yī)療射頻設(shè)備(Industrial,ScientificandMedicalequipment,ISM)的無線電干擾。CISPR/B目前有一個工作組:WG1:工業(yè)、科學、醫(yī)療射頻設(shè)備,它所研究的干擾對象是工業(yè)、科學、醫(yī)療設(shè)備的干擾或設(shè)備內(nèi)部由于操作所產(chǎn)生的火花干擾。
CISPR/C:架空電力線、高壓設(shè)備和電力牽引系統(tǒng)的無線電干擾。CISPR/C目前有兩個工作組:WG1:架空電力線和高壓設(shè)備的干擾;WG2:電力牽引系統(tǒng)。
CISPR/D:機動車輛和內(nèi)燃機的無線電干擾。CISPR/D目前有兩個工作組。WG1:建筑物中使用的接收機的保護,其任務(wù)包括建筑物中使用的所有調(diào)頻(FM)、調(diào)幅(AM)和電視(TV)廣播接收機的保護;WG2:車載接收機的保護。
CISPR/E:無線電接收設(shè)備的干擾。CISPR/E目前有兩個工作組。WG1:抗擾度和發(fā)射的測量方法及其限值;WG2:研究數(shù)字信號和相關(guān)多媒體廣播接收設(shè)備的抗擾度和發(fā)射的測量方法及其限值。
CISPR/F:家用電器、電動工具、照明設(shè)備及類似設(shè)備的干擾。CISPR/F目前有兩個工作組。WG1:裝有電動機和觸頭的家用電器;WG2:照明設(shè)備。
CISPR/G:信息技術(shù)設(shè)備的干擾。CISPR/G目前有三個工作組。WG1:信息技術(shù)設(shè)備(InformationTechnologyEquipment,ITE)的發(fā)射;WG2:連接到公共網(wǎng)或局域網(wǎng)的信息技術(shù)設(shè)備發(fā)射的附件要求;WG3:信息技術(shù)設(shè)備的抗擾度。
CISPR/H:保護無線電業(yè)務(wù)的發(fā)射限值。
CISPR/I:信息技術(shù)設(shè)備、多媒體設(shè)備和接收機的電磁兼容。(注意,以前的E分會和G分會現(xiàn)在合并為I分會。)CISPR自成立以來,在無線電干擾的研究、抑制方面做了大量的工作,并取得了明顯的成就。到目前為止,CISPR已出版了38個出版物,即CISPR1~CISPR38。例如,CISPR22:信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾的測量方法和限值(1997-11);CISPR11:工業(yè)、科學、醫(yī)療射頻設(shè)備的電磁騷擾特性限值和測量方法(1999-08);CISPR24:信息技術(shù)設(shè)備的抗擾度測量方法和限值(1997-09)。這些出版物已被許多國家所采用,對處理國際性的無線電干擾問題提供了依據(jù)。CISPR仍在不斷地修改這些出版物。9.1.3
TC77的組織結(jié)構(gòu)及其主要任務(wù)
TC77是IEC的電磁兼容技術(shù)委員會,它成立于1973年6月,下設(shè):TC77全會;SC77A分技術(shù)委員會:低頻現(xiàn)象,其任務(wù)主要是在電磁兼容領(lǐng)域內(nèi)從事低頻現(xiàn)象(不大于9kHz)的標準化,成立于1981年3月;SC77B分技術(shù)委員會:高頻現(xiàn)象,其任務(wù)主要是在電磁兼容領(lǐng)域內(nèi)從事關(guān)于連續(xù)的或瞬態(tài)的高頻現(xiàn)象(約不大于9kHz)的標準化,成立于1981年3月;SC77C分技術(shù)委員會:高空核電磁脈沖(HEMP)的抗擾度,制定HEMP保護設(shè)備性能的標準及民用電工、電子設(shè)備和系統(tǒng)對HEMP抗擾度基礎(chǔ)標準,成立于1991年11月。TC77的工作組與CISPR的工作組不同,當某項工作任務(wù)完成后,該工作組即自行撤銷。
TC77的主要任務(wù)是制備EMC基本文件,即IEC61000系列出版物、涉及電磁環(huán)境、發(fā)射和抗擾度、試驗程序和測量技術(shù)等的規(guī)范,特別是處理與電力網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)以及與其相連設(shè)備等的EMC問題。
TC77的工作范圍包括以下的EMC方面:①整個頻率范圍內(nèi)的抗擾度;②低頻范圍內(nèi)(不大于9kHz)的發(fā)射,以及CISPR不涉及的騷擾現(xiàn)象。在電磁兼容顧問委員會(AdvisoryCommitteesonElectromagneticCompatibility,ACEC)的協(xié)調(diào)下,應(yīng)產(chǎn)品委員會的要求,TC77也可以起草產(chǎn)品抗擾度標準。TC77的工作不包括車輛、船舶、飛機、特殊的無線電和電信系統(tǒng),以及屬于CISPR范圍的EMC標準。
TC77制定的EMC標準主要是IEC61000系列標準。9.1.4與EMC相關(guān)的其他IEC技術(shù)委員會
IEC用于協(xié)調(diào)CISPR、TC77及其他TC和國際組織在EMC領(lǐng)域的協(xié)作關(guān)系的機構(gòu)是電磁兼容顧問委員會(ACEC)。CISPR和TC77都是IEC中從事EMC的技術(shù)委員會,這兩個委員會按照各自的工作范圍完成許多不同的工作。CISPR主要負責頻率高于9kHz的所有無線電通信保護設(shè)備的產(chǎn)品發(fā)射標準,低于9kHz的發(fā)射主要由TC77負責;確定限值時,CISPR和TC77要考慮特定產(chǎn)品的特性或安裝實踐,IEC產(chǎn)品委員會以這些限值為依據(jù)制定發(fā)射標準,并且在需要澄清一些問題時,向CISPR和TC77咨詢。關(guān)于產(chǎn)品的抗擾度標準由有關(guān)的產(chǎn)品委員會負責,而TC77負責制定基礎(chǔ)抗擾度標準。
IEC除了CISPR和TC77外,還有許多技術(shù)委員會涉及EMC問題,這些技術(shù)委員會在各自感興趣的領(lǐng)域內(nèi)成立了處理特殊EMC問題的聯(lián)合工作組,例如:①TC62:醫(yī)療電氣設(shè)備;②TC8:標準電流、電壓和頻率;③TC74:信息技術(shù)設(shè)備的安全和能效;④TC65:工業(yè)過程測量和控制;⑤其他IEC技術(shù)委員會。在ACEC的協(xié)調(diào)下,這些技術(shù)委員會都在各自感興趣的EMC領(lǐng)域內(nèi)與CISPR、TC77及其他TC和國際組織進行合作。9.1.5有關(guān)地區(qū)和國家的EMC標準化組織
歐洲電工標準化委員會(CENELEC)是歐洲地區(qū)從事EMC工作的最重要的一個區(qū)域性組織。它成立于1973年,是在所有電工領(lǐng)域內(nèi)開展標準化工作的一個非商業(yè)性組織。作為在電工領(lǐng)域從事標準化工作的組織,CENELEC已經(jīng)得到歐共體(EuropeanEconomicCommunity,EEC)83/189EEC指令的正式認可。
歐洲電工標準化委員會不但負責協(xié)調(diào)各成員國在電氣領(lǐng)域(包括EMC)的所有標準,同時還負責制定歐洲標準(EuropeanNorms,EN)。其技術(shù)機構(gòu)包括全體會議、管理局、技術(shù)局。技術(shù)局由技術(shù)委員會、分技術(shù)委員會、特別工作組和工作組組成。歐洲電工標準化委員會從事電磁兼容工作的技術(shù)委員會為TC210,專門負責歐洲范圍的EMC標準的制定和轉(zhuǎn)化工作,并就此問題與IEC等國際組織的有關(guān)技術(shù)委員會,如IEC/TC77、CISPR等進行合作。TC210目前有五個工作組:WG1,通用標準;WG2,基礎(chǔ)標準;WG3,電力設(shè)施對電話線的影響;WG4,電波暗室;WG5,用于民用的軍用設(shè)備。TC210的一個分技術(shù)委員會DC210A跟蹤CISPR的產(chǎn)品信息。
歐洲電工標準化委員會采用的國際標準的編號與IEC標準的編號相對應(yīng),即EN6××××對應(yīng)于IEC6××××,CISPR××對應(yīng)于EN550××。9.1.6我國EMC標準化組織
1.全國無線電干擾標準化技術(shù)委員會
為了開展我國的無線電干擾方面的標準化工作,在國家技術(shù)監(jiān)督局的領(lǐng)導下,我國于1985年成立了全國無線電干擾標準化技術(shù)委員會。其主要任務(wù)是發(fā)展我國無線電干擾標準化體系,組織制定、修改和審查國家標準,開展與IEC/CISPR相對應(yīng)的工作,進行相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗和認證。之后相繼成立了8個分委員會,其中A、B、C、D、E、F和G分委員會與CISPR的各分委員會相對應(yīng),S分委員會是根據(jù)我國無線電通信工作的需要而設(shè)立的,它主要進行無線電系統(tǒng)與非無線電系統(tǒng)有關(guān)電磁兼容的標準化技術(shù)工作。全國無線電干擾標準化技術(shù)委員會及其各分會和CISPR及其分會的國內(nèi)歸口單位相對應(yīng),如表9-1所示。表9-1全國無線電干擾標準化技術(shù)委員會
及其各分會的歸口單位
2.全國電磁兼容標準化聯(lián)合工作組
為了加快我國EMC標準化工作,在原國家技術(shù)監(jiān)督局的領(lǐng)導下,1996年2月,我國成立了全國電磁兼容標準化聯(lián)合工作組,秘書處設(shè)在國家技術(shù)監(jiān)督局標準化司。該工作組是在電磁兼容領(lǐng)域內(nèi)從事全國性標準化技術(shù)工作和協(xié)調(diào)工作的組織,主要負責:協(xié)調(diào)IEC/TC77的國內(nèi)歸口單位(國內(nèi)歸口單位為國家電力公司武漢高壓研究所)和全國無線電干擾標準化技術(shù)委員會的工作;推進對應(yīng)IEC61000系列的有關(guān)EMC標準的國家標準的制定、修訂工作;對EMC需制定的政策、法規(guī)、標準化工作及組織建設(shè)提出建議。
9.2國際EMC標準簡介
9.2.1標準體系和分類
IEC標準體系由基礎(chǔ)標準、通用標準和產(chǎn)品(類)標準三個層次構(gòu)成,每一個層次都包含兩個方面的標準:發(fā)射和抗擾度。通用標準按產(chǎn)品的使用環(huán)境將產(chǎn)品分為A類和B類;產(chǎn)品(類)標準通常是基于基礎(chǔ)標準和通用標準的更簡明的技術(shù)文件。在這三個層次中,下一個層次的標準通過引用上一個層次的標準來構(gòu)成本層次標準的一部分。標準層次越低,規(guī)定越詳細、明確,操作性就越強;反之,標準的包容性越強,使用范圍越寬。IEC標準體系見圖9-1。圖9-1
IEC標準體系
1.基礎(chǔ)標準
基礎(chǔ)標準(BasicStandards)是制定其他EMC標準的基礎(chǔ),一般不涉及具體的產(chǎn)品。它規(guī)定了現(xiàn)象、環(huán)境特征、試驗和測量方法、試驗儀器和基本試驗裝置,也可以規(guī)定不同的試驗等級及相應(yīng)的試驗電平?;A(chǔ)標準有CISPR16系列標準、IEC61000-4系列標準等。
2.通用標準
通用標準(GenericStandards)規(guī)定了一系列的標準化試驗方法與要求(限值),并指出這些方法和要求所適用的環(huán)境。即通用標準是對給定環(huán)境中所有產(chǎn)品的最低要求。如果某種產(chǎn)品沒有產(chǎn)品(類)標準,則可以使用通用標準。通用標準將環(huán)境分為A和B兩大類。
A類(工業(yè)環(huán)境):工業(yè)、科學、醫(yī)療射頻設(shè)備所在的環(huán)境;頻繁切換大的感性負載或者大的容性負載的環(huán)境;大電流并伴有強磁場的環(huán)境等。例如,IEC61000-6-2/4所適用的環(huán)境即為A類環(huán)境。
B類(居民區(qū)、商業(yè)區(qū)及輕工業(yè)區(qū)環(huán)境):居民樓群、商業(yè)零售網(wǎng)點、商業(yè)大樓、公共娛樂場所、戶外場所(如加油站、停車場、游樂場、公園、體育場)等。例如,IEC61000-6-1/3所適用的環(huán)境即為B類環(huán)境。
3.產(chǎn)品類標準
產(chǎn)品類標準(ProductFamilyStandards)針對某類產(chǎn)品規(guī)定了特殊的電磁兼容要求(發(fā)射或抗擾度限值)以及詳細的測量程序。產(chǎn)品類標準不需要像基礎(chǔ)標準那樣規(guī)定一般的測試方法。產(chǎn)品類標準比通用標準包含更多的特殊性和詳細的規(guī)范,其測量方法和限值須與通用標準相互協(xié)調(diào),如存在偏差,應(yīng)說明其必要性與合理性,并可增加測試項目和測試電平。目前CISPR已制定出的標準(出版物)大多數(shù)為產(chǎn)品類標準,如CISPR22《信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測量方法》。9.2.2
CISPR標準簡介
近10年來,CISPR對已出版的發(fā)射方面的出版物進行了全面的修訂,并擴展了它的領(lǐng)域,制定出EMC另一個重要方面的標準——抗擾度標準;另一方面,為了進一步完善標準體系,CISPR也制定了通用標準。與TC77所制定的標準不同,CISPR出版物自成體系,基礎(chǔ)標準通過被引用從而構(gòu)成產(chǎn)品類標準的必要組成部分,兩者相輔相成。已出版的部分CISPR出版物見表9-2。表9-2已出版的部分CISPR出版物一覽表
9.2.3
IEC/TC77標準簡介
由TC77負責制定的IEC61000系列標準是近年來IEC出版的內(nèi)容最為豐富的一個系列出版物,其中IEC61000
-4系列標準是目前國際上比較完整和系統(tǒng)的抗擾度基礎(chǔ)標準。IEC61000系列標準:EMC系列標準的構(gòu)成見表9-3。由表9-3可知,IEC61000系列標準可以分為以下三類。
1.基礎(chǔ)EMC出版物
基礎(chǔ)EMC出版物提供了達到電磁兼容的通用的條件或者規(guī)則,適用于所有的產(chǎn)品系列、產(chǎn)品、系統(tǒng)或設(shè)施,且作為各產(chǎn)品委員會制定相關(guān)標準的參考文件,如同CISPR24與IEC61000-4之關(guān)系?;A(chǔ)EMC出版物可以是標準、導則或技術(shù)報告。試驗和測量方面的基礎(chǔ)技術(shù)標準構(gòu)成EMC標準的基本內(nèi)容?;A(chǔ)標準在EMC領(lǐng)域具有領(lǐng)導地位?;A(chǔ)EMC標準涉及的內(nèi)容為術(shù)語、電磁現(xiàn)象的描述、兼容電平的規(guī)范、騷擾發(fā)射限值的總要求,測量、試驗技術(shù)和方法,試驗等級、環(huán)境的描述和分類等。其他的標準如通用標準、產(chǎn)品系列或產(chǎn)品標準均須與基礎(chǔ)標準協(xié)調(diào)一致。
2.技術(shù)報告(TR)
技術(shù)報告有三種類型:第一類技術(shù)報告(TR1),由技術(shù)委員會負責,經(jīng)過再三努力仍不能得到支持作為國際標準時,以技術(shù)報告的形式出版的出版物;第二類技術(shù)報告(TR2),所涉及的內(nèi)容仍處于技術(shù)發(fā)展階段,或者由于某種原因不能馬上轉(zhuǎn)化為國際標準的、以技術(shù)報告的形式出版的出版物,這種類型的技術(shù)報告將來有可能成為國際標準,如IEC61000-2-5;第三類技術(shù)報告(TR3),當技術(shù)委員會已收集到不同種類的作為國際標準正式出版的資料時,以技術(shù)報告的形式出版的出版物,如IEC61000-5-5。
對于第一類和第二類技術(shù)報告,應(yīng)自出版之日起在三年內(nèi)決定它們是否能轉(zhuǎn)變?yōu)閲H標準;而第三類技術(shù)報告,則只有當認為所提供的資料不再有效或有用之后,才能決定其是否能轉(zhuǎn)化為國際標準。
3.EMC通用標準
通用標準主要針對那些在特定環(huán)境下使用的設(shè)備,規(guī)定其發(fā)射和抗擾度方面的確切要求,但這些設(shè)備并非特殊產(chǎn)品系列或產(chǎn)品標準。通用標準通常以基礎(chǔ)標準為基礎(chǔ)。這類標準的制定進程較慢,目前正在采取措施,加速通用標準的制定進程。9.2.4歐洲EMC標準簡介
根據(jù)新方法(thenewapproach),EMC指令(89/336/EEC)只規(guī)定基本的保護要求,而不包括技術(shù)細節(jié),EMC指令的要求是通過貫徹歐洲標準(EuropeanNorms,EN)來實現(xiàn)的。歐共體委員會授權(quán)歐洲標準化委員會(EuropeanCommitteeforElectrotechnicalStandardization,CENELEC)適時制定所需的EMC標準。1989年CENELEC成立了TC210,專門負責EMC標準的轉(zhuǎn)化工作。轉(zhuǎn)化后的EN標準全部刊登在歐盟委員會的官方公報(theOfficialJournal,OJ)上。
EN標準體系示例見圖9-2?;A(chǔ)標準描述EMC的基本問題、主要的測量儀器和試驗方法,但不包括特定的限值和抗擾度判定準則?;A(chǔ)標準如CISPR16-1、IEC61000-4-7[JP]等,不會刊登在OJ上,而通常會被通用標準和產(chǎn)品標準所引用。圖9-2歐洲EMC標準體系示例表9-4歐洲標準及其與IEC/CISPR標準對照一覽表表9-4歐洲標準及其與IEC/CISPR標準對照一覽表表9-4歐洲標準及其與IEC/CISPR標準對照一覽表9.2.5美國EMC標準簡介
1.FCC法規(guī)
美國是世界上較早對EMI進行控制并利用認證體系進行強制性管理的國家之一。認證所依據(jù)的技術(shù)文本和管理條例便是具有法律效力的《聯(lián)邦法規(guī)法典》(CodeofFederalRegulation,CFR)第47篇“FCC”法規(guī)。
每個年度CFR被修訂一次。CFR篇幅巨大,共50個標題,每個題目由相應(yīng)的行政機構(gòu)發(fā)布,其內(nèi)容包羅萬象,如農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保、銀行和金融、國防、電信等等,規(guī)定細致入微。涉及EMC的內(nèi)容包含在標題47“電信”中的第一章“FCC法規(guī)”的第15部分“射頻設(shè)備”和第18部分“工、科、醫(yī)設(shè)備”當中。第15部分涉及的產(chǎn)品包括通信發(fā)射機/接收機、電視廣播接收機、TV接口設(shè)備(如錄像機)、供個人計算機使用的CPU(中央處理單元)板和電源、移動電話、個人計算機和外圍設(shè)備、數(shù)字設(shè)備(含信息技術(shù)設(shè)備)等等。FCC法規(guī)既給出了輻射發(fā)射和傳導發(fā)射限值,又規(guī)定了測量方法,如FCC/OETMP-4,以及申請認證的程序和市場管理條例及處罰辦法,是美國政府對其市場上銷售的、有電磁兼容性要求的電子產(chǎn)品進行EMI控制、認證、標識、市場管理和監(jiān)督及違規(guī)處罰可依據(jù)的法律性文件。
第18部分包括A、B和C三部分,分別對應(yīng)一般信息、申請與授權(quán)和技術(shù)標準。技術(shù)標準中規(guī)定了傳導限值和場強限值以及相應(yīng)的測量方法(FCC/OETMP-4)。
2.ANSIC63.4
美國另一個在EMC領(lǐng)域中有重要地位的“通用”標準是ANSIC63.4《低壓電子電器設(shè)備無線電噪聲發(fā)射測量方法,頻率范圍9kHz~40GHz》,該標準由美國國家標準化協(xié)會(ANSI)認可的電磁兼容標準認可委員會(C63)制定,由ANSI批準,IEEE承擔了秘書工作并負責出版發(fā)行。C63由美國政府部門、有影響的制造業(yè)、檢測部門和有關(guān)的標準協(xié)會組成,其中包括 FCC、IEEE、電子工業(yè)協(xié)會、電燈和電源協(xié)會(ElectricLightandPowerGroup)、美國鐵道協(xié)會、計算機和商用設(shè)備制造協(xié)會、電動汽車制造協(xié)會、國家廣播協(xié)會、科學設(shè)備制造協(xié)會、國家電信和信息局、國家標準和技術(shù)協(xié)會、安全工業(yè)協(xié)會和汽車工程師協(xié)會、美國空軍以及AT&T貝爾實驗室等成員組織。由此可見,ANSIC63.4可被視為一個廣泛的技術(shù)協(xié)議。該標準最早制定于1963年,規(guī)定了有意和無意發(fā)射器產(chǎn)生的射頻信號和噪聲的測量方法,輻射和交流電源線傳導噪聲的測量方法,頻率范圍為9kHz~40GHz,對無特殊要求的設(shè)備均適用(但對于ISM設(shè)備中獲得執(zhí)照的發(fā)射機和欲獲得認可/批準(certification/approve)形式認證的設(shè)備除外)。
由于此標準只規(guī)定了測量方法而沒有規(guī)定限值,因此要想針對某一特定的設(shè)備構(gòu)成完整的技術(shù)規(guī)范,則需從ANSIC63.4中有針對性地選擇其中的一部分內(nèi)容,再加上特定的限值以及適用的頻率范圍和測試距離(僅限于輻射發(fā)射)等內(nèi)容,才能構(gòu)成完整的產(chǎn)品(類)標準。此外,該標準在對輻射發(fā)射測量用的開闊試驗場和可替換場(如裝有吸波材料的屏蔽室)有效性的評估方面,亦做出了重要貢獻。
3.其他標準
除了上述兩個標準外,美國還有一些重要的EMC標準,如IEEE下屬的EMC學會(EMCSociety)制定的EMC標準。表9-5列出了美國較重要的EMC標準。目前IEEE制定的標準有很多得到了ANSI的認可,進而成為美國國家標準,在EMC領(lǐng)域也如此。表9-5美國(較重要的)電磁兼容標準一覽表
9.2.6德國EMC標準簡介
德國也是世界上較早研究、制定和實施民用EMC標準的國家之一。擁有大量的、供各類電子產(chǎn)品使用的EMC國家標準及完整的標準體系,它們大多是由VDE(德國電氣工程師協(xié)會)制定的。
自89/336/EEC指令頒布后,歐共體市場開始實行“CE”認證,而認證所依據(jù)的EMC檢測標準則采用統(tǒng)一的“協(xié)調(diào)標準”,即歐洲標準(EN)。德國作為歐共體最早的成員國之一,理所當然地要遵守上述指令。由此,德國的EMC國家標準也做了相當大的調(diào)整,其主要變化是:參照歐洲的標準體系,直接引用現(xiàn)有的EN標準作為本國的現(xiàn)行標準,繼續(xù)保留EN標準中尚未包括的德國標準,這一做法使得國際和國內(nèi)EMC標準在德國得到了較完美的結(jié)合。
此外,現(xiàn)行的德國國家EMC標準大多采用DIN/VDE××××雙編號的形式,原因是DIN(德國國家標準局)已將有關(guān)電子、電氣的EMC標準的制定工作交由VDE承擔,因此VDE制定的EMC標準即為德國的國家標準。
德國EMC標準與歐共體EMC標準見表9-6。表9-6德國EMC標準與歐共體EMC標準 9.3我國國家EMC標準簡介
9.3.1我國國家EMC標準
自1983年發(fā)布第一個電磁兼容標準(GB3907-1983)以來,我國對于電磁兼容標準化工作給予了高度重視,EMC標準體系正在逐步完善之中。
參照國際上的分類方法,結(jié)合我國實際情況,亦可將我國的電磁兼容標準分為以下四類:
(1)基礎(chǔ)標準(BasicStandards)。基礎(chǔ)標準涉及EMC術(shù)語、電磁環(huán)境、EMC測量設(shè)備規(guī)范和EMC測量方法等,如GB/T4365-1995《電磁兼容術(shù)語》、GB/T6113系列標準《無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備規(guī)范和測量方法》、GB17626系列標準《電磁兼容試驗方法和測量技術(shù)》。
(2)通用標準(GenericStandards)。通用標準中,GB8702主要涉及在強磁場環(huán)境下對人體的保護要求,GB/T14431-1993主要涉及無線電業(yè)務(wù)要求的信號/干擾保護比。
(3)產(chǎn)品類標準(ProductFamilyStandards)。我國產(chǎn)品類標準數(shù)量最大,如GB9254、GB4343、GB4824和GB13837等。
(4)系統(tǒng)間電磁兼容標準(StandardsofIntersystemCompatibility)。我國的EMC標準還包含了相當數(shù)量的系統(tǒng)間電磁兼容標準,它們主要規(guī)定了經(jīng)過協(xié)調(diào)的不同系統(tǒng)之間的EMC要求,如GB6364和GB13613~13620等。這些標準中,大都根據(jù)多年的研究結(jié)果規(guī)定了不同系統(tǒng)之間的防護/保護距離。標準體系分基礎(chǔ)標準、通用標準和產(chǎn)品(類)標準三個縱向?qū)哟危總€層次都包含兩個方面的標準:發(fā)射和抗擾度。通用標準又按產(chǎn)品的使用環(huán)境將產(chǎn)品標準分為A類和B類。產(chǎn)品(類)標準通常是基于基礎(chǔ)標準和通用標準基礎(chǔ)上的更簡明的技術(shù)文件。層次越低,規(guī)定越詳細、明確,操作性越強;反之,標準的包容性越強,通用性越廣。系統(tǒng)間電磁兼容標準則屬于不同系統(tǒng)間的縱向聯(lián)系?!胺e極采用國際標準和國外先進標準”是我國的一項重大經(jīng)濟技術(shù)政策,是促進技術(shù)進步、提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴大對外開放、加快與國際慣例接軌、發(fā)展社會主義市場經(jīng)濟的重要措施。我國的EMC標準絕大多數(shù)引自國際標準,其來源包括:①CISPR出版物;②IEC/TC77制定的61000系列標準;③部分標準,如GB15540-1995引自美國軍用標準MIL-STD;④部分標準,如GB/T15658引自ITU有關(guān)文件;⑤部分標準,如GB/T6833系列標準引自國外先進企業(yè)標準。但是大量的系統(tǒng)間電磁兼容標準,是根據(jù)我國自己的科研成果制定的。
國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局對批準后的國家標準按順序編號,確定標準的發(fā)布日期、實施日期和標準的性質(zhì):推薦性和強制性。一般來說,國家EMC標準編號的形式如圖9-3所示。圖9-3國家EMC標準編號表9-7
EMC國家標準一覽表9.3.2我國國家軍用EMC標準
1.軍用EMC標準的發(fā)展
軍用EMC標準的發(fā)展可以追溯到20世紀40年代,當時需要控制點火系統(tǒng)的射頻干擾來保證可靠的無線電通信,如1945年美國陸軍和海軍聯(lián)合編制的JAN-I-225《無線電干擾測量方法》(150kHz~20MHz)及1947年陸軍和海軍聯(lián)合編制的AN-I-40《推進系統(tǒng)無線電干擾限值》。軍用EMC規(guī)范的后續(xù)發(fā)展密切跟隨電子技術(shù)的進步,最初制定射頻干擾的軍用規(guī)范限值是為了保護陸軍、海軍、空軍裝備的最低有用磁場,隨著更靈敏設(shè)備的研制,制定了敏感度(抗擾度)限值。隨著空間時代的到來,在小平臺系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間的EMC概念被提出。這樣,設(shè)備和系統(tǒng)規(guī)范變得更具一般性,以便包括所有類型的電氣和電子裝置,它們要求在設(shè)計、研制、生產(chǎn)、安裝和使用階段應(yīng)用EMC技術(shù)?,F(xiàn)有EMC規(guī)范更通用化,每個新系統(tǒng)要求特殊的考慮,它們在EMC控制計劃中被描述,通常編制專門的計算機程序來分析每個協(xié)調(diào),并對限值進行剪裁。許多國家編擬的EMC規(guī)范都與美國的EMC規(guī)范相關(guān),因此了解美國EMC的發(fā)展,就容易理解EMC規(guī)范。20世紀60年代初、中期,美國各個主要的軍事部門在采購電子系統(tǒng)和設(shè)備時都采用了自己的EMI/EMC規(guī)范。如美國空軍采用MIL-I-6181和MIL-I-26600,海軍采用MIL-I-16910,陸軍采用MIL-I-11748和MIL-E-55301(EL)。這些規(guī)范對傳導和輻射EMI發(fā)射進行了限值,并規(guī)定了設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)承受的敏感度電平。這些規(guī)范也進一步規(guī)定了測量配置和證實符合所提要求的方法。每個軍種采用不同的EMC規(guī)范產(chǎn)生了一個困境,它們相互區(qū)別很大,以致當一個裝置設(shè)計得滿足一個規(guī)范時,通常需要重新設(shè)計和試驗才能滿足另一規(guī)范。當覆蓋的頻率范圍不相同時,重疊頻率的限值也變化了。更大的問題在于每個規(guī)范要求采用的測量設(shè)備不同,要全部配置的話會非常昂貴。對特殊系統(tǒng)采用附加規(guī)范使這個問題稍許緩解,如波音公司研發(fā)的“民兵”AFBSD-62-87,Goddard空間飛行中心為空間地面設(shè)備(AGE)的合同由Genisco編制的GSFCS-523-P-7,以及Marshall空間飛行中心出版的MSFC-SPEC-279。問題變得很明顯,有必要限制這些不同的規(guī)范,并形成一個新的政府和軍事部門共同的統(tǒng)一標準。頒布由政府所有部門采納的規(guī)范的第一次嘗試是1964年1月出版的MIL-STD-826,這個文件提出了一組新的限值。這個新標準很快被1967年7月出版的MIL-STD-461、MIL-STD-462和MIL-STD-463代替。461文件是關(guān)于限值和要求的,462文件是關(guān)于測量方法和配置的,463文件涉及術(shù)語和定義。
1999年8月美國頒布了MIL-STD-461E《分系統(tǒng)和設(shè)備電磁干擾特性控制要求》,取代MIL-STD-461D和MIL-STD-462D。MIL-STD-461E有以下幾個特點:
(1)它將分系統(tǒng)和設(shè)備的電磁發(fā)射和電磁敏感度要求(原MIL-STD-461D)及電磁發(fā)射和電磁敏感度測量方法(原MIL-STD-462D)合并成一個標準,這有利于對MIL-STD-461D和MIL-STD-462D的理解,使用方便、避免重復(fù)。(2)它明確指出這些標準對于特定的分系統(tǒng)和設(shè)備時應(yīng)進行必要的剪裁。由于具體的分系統(tǒng)和設(shè)備的所安裝的平臺其電磁環(huán)境不盡相同,因此在分系統(tǒng)和設(shè)備訂貨時就要進行這種剪裁,在設(shè)計中依靠設(shè)計人員的EMC知識對其EMC進行控制。
(3)本標準的附錄《應(yīng)用指南》給出了每個要求的原理和背景,這對理解和貫徹標準十分有用。
2.軍用EMC標準
我國第一套EMC軍用標準GJB151-86和GJB152-86等效采用美國軍標MIL-STD-461B和MIL-STD-462。GJB151《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求》和GJB152《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度測量》于1986年正式頒布實施,成為我國第一套三軍通用的電磁兼容性標準。十年中,這套標準在軍品研制中得到廣泛應(yīng)用。從某種意義上說,武器裝備電磁兼容性工作的全面開展,正是這套標準推動的結(jié)果。經(jīng)過近十年的貫徹執(zhí)行,這套標準也暴露出了一些問題。1997年在原標準基礎(chǔ)上等效采用MIL-STD-461D和MIL-STD-462D頒布了三軍通用的新的電磁兼容性標準GJB151A-97和GJB152A-97。與原標準相比新標準有了很大變化,主要有:①取消寬帶發(fā)射;②限定測量帶寬;③限定掃描速率;④利用LISN測量傳導發(fā)射;⑤試驗前需要校準;⑥屏蔽室需要加裝吸波材料;⑦采用集束電纜注入;⑧傳導發(fā)射測量截止頻率為10MHz;⑨接收靈敏度試驗必須由產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定。表9-8
EMC軍用標準一覽表
9.3.3我國國家TEMPEST技術(shù)標準
研究信息的電磁輻射泄漏,在國際上被稱為TEMPEST問題,其研究內(nèi)容和技術(shù)成果一直處于保密狀態(tài)。從現(xiàn)有文獻考證,經(jīng)常引用的全稱有以下幾種:①瞬態(tài)電磁脈沖輻射標準(TransientElectroMagneticPulseEmanationStandard);②輻射與附加輻射的機電綜合防護(TotalElectronicandMechanicalProtectionagainstEmanationandSpuriousTransmission);③電磁傳播輻射與安全發(fā)射測試(TestforElectroMagneticPropagationEmissionandSecureTransmission);④瞬態(tài)發(fā)射與附加發(fā)射(TEMPoralEmanationandSpuriousTransmission)。無論全稱由來如何,它們所涉及的技術(shù)范疇是相同的,以美國為例,TEMPEST技術(shù)是美國國家安全局(NSA)和國防部(DOD)聯(lián)合進行研究與開發(fā)的一個極其重要的項目,主要研究計算機系統(tǒng)和其他電子設(shè)備的信息泄漏及其對策??梢哉f,TEMPEST技術(shù)是在EMC學科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一個重要研究方向。盡管其理論與技術(shù)仍以電磁兼容為主要基礎(chǔ),但與電磁兼容有本質(zhì)區(qū)別,TEMPEST技術(shù)的研究內(nèi)容涵蓋防止信息技術(shù)設(shè)備通過無意的“電磁發(fā)射”而導致的信息泄漏問題和截獲、還原信息技術(shù)設(shè)備泄漏的信息。
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