4. 车载发射测试项目详解

CISPR 25 将车载零部件的电磁发射测试划分为传导发射与辐射发射两大类,每类又根据耦合路径、频段范围和被测件特性细分为多种方法。理解每种方法的测试目的、配置差异与限值要求,是制定测试计划、选择测试场地和判定合规性的基础。本章逐一拆解电压法、电流探头法、ALSE 法、TEM 小室法和近场法的核心要点。

一、核心原理:为什么需要多种发射测试方法

车载电磁环境复杂,干扰既可能沿线束传导,也可能通过空间辐射。传导发射关注的是干扰电流或电压沿电源线、信号线传播的程度;辐射发射关注的是干扰以电磁波形式向空间传播的强度。不同频段、不同耦合机制需要不同的传感器和场地来准确捕获。

电压法使用人工电源网络(AN)或电压探头直接测量电源端口的高频电压;电流探头法使用电流钳非侵入式测量线束上的共模或差模电流;ALSE 法在电波暗室中用天线接收被测件辐射的电磁场;TEM 小室法利用横电磁波室建立可控场环境,适合小型被测件;近场法用近场探头扫描 PCB 或模块表面的磁场/电场分布,用于故障定位而非合规判定。

关键区分:电压法和电流探头法属于传导发射测试,ALSE 法、TEM 小室法和近场法属于辐射发射测试。前两者测量线束上的传导量,后三者测量空间辐射量。近场法通常用于诊断,不直接用于 CISPR 25 合规判定。

CISPR 25 车载发射测试方法体系 传导发射(CE)与辐射发射(RE)的方法分类、传感器与适用场景 传导发射 CE(150 kHz – 108 MHz) 电压法(Voltage Method) 目的:测量电源端口高频电压 传感器:AN 人工电源网络 / 电压探头 配置:AN 接被测件电源端,测量端接 EMI 接收机,线束按标准长度布置 限值:Class 1–5 分级,峰值/准峰值/平均 适用:所有车载电子模块电源线传导发射 电流探头法(Current Probe Method) 目的:测量线束共模/差模干扰电流 传感器:电流钳(EMI 电流探头) 配置:探头夹住线束,输出接接收机, 需校准转移阻抗 Zt(dBΩ) 限值:以 dBμA 表示,按频段分级 适用:信号线、控制线、电源线束整体评估 辐射发射 RE(150 kHz – 2.5 GHz) ALSE 法(电波暗室法) 目的:测量被测件空间辐射场强 场地:半电波暗室 / 全电波暗室 天线:双锥、对数周期、喇叭天线 限值:dBμV/m,Class 1–5 分级 TEM 小室法(横电磁波室) 目的:小型被测件辐射发射快速评估 场地:TEM Cell / GTEM Cell 配置:被测件置于室内,端口接接收机 限值:换算为等效电场强度 dBμV/m 近场法(Near-Field Probe) 目的:PCB/模块表面场分布诊断定位 传感器:磁场环探头 / 电场探头 用途:故障排查,不直接用于合规判定 传导发射测量线束上的电压/电流 · 辐射发射测量空间电磁场 · 近场法用于诊断定位

二、方法流程与配置要点

无论采用哪种方法,CISPR 25 对测试布置都有严格规定。以下以电压法和 ALSE 法为例说明典型流程。

电压法测试流程:

  1. 将被测件置于接地参考平面上方 50 mm ± 5 mm,线束按标准长度(通常 1.5 m 或 1.7 m)布置。
  2. 人工电源网络(AN)的电源输入端接蓄电池或电源,输出端接被测件电源端口。
  3. AN 的测量端口经衰减器接 EMI 接收机,接收机设置为峰值、准峰值和平均检波。
  4. 在 150 kHz – 108 MHz 频段内扫描,记录各频点发射电平。
  5. 与 CISPR 25 对应等级限值比较,判定是否合规。

ALSE 法测试流程:

  1. 被测件置于暗室转台上,线束按标准布置,接地参考平面连接暗室接地。
  2. 天线置于被测件前方规定距离(通常 1 m 或 3 m),高度在 1–4 m 范围内扫描。
  3. 转台 0°–360° 旋转,天线极化分别取水平和垂直方向。
  4. 接收机在 150 kHz – 2.5 GHz 频段内扫描,记录最大辐射电平。
  5. 与限值曲线比较,取最恶劣方向与极化的结果作为判定依据。

配置提示:电流探头法必须使用经过校准的电流探头,并记录其转移阻抗。接收机读数(dBμV)减去转移阻抗(dBΩ)再减去 20log₁₀(50) 修正,才能得到实际的 dBμA 电流值。忽略这一步会导致结果偏差 20 dB 以上。

三、限值要求与等级划分

CISPR 25 将发射限值分为 Class 1 至 Class 5 五个等级,Class 5 最严格,Class 1 最宽松。不同等级对应不同的峰值、准峰值和平均检波限值。下表汇总了各方法的限值表达方式与典型适用频段。

测试方法 测量量 限值单位 典型频段 检波方式 合规判定
电压法 电源端口电压 dBμV 150 kHz – 108 MHz 峰值/准峰值/平均 是
电流探头法 线束干扰电流 dBμA 150 kHz – 108 MHz 峰值/准峰值/平均 是
ALSE 法 空间电场强度 dBμV/m 150 kHz – 2.5 GHz 峰值/准峰值/平均 是
TEM 小室法 等效电场强度 dBμV/m 150 kHz – 1 GHz 峰值/准峰值 是(限小型件)
近场法 近场磁场/电场 dBμV(相对) 9 kHz – 6 GHz 峰值 否(诊断用)

四、案例与误区复盘

案例:某车载摄像头模块传导发射超标。该模块在 30 MHz 附近电压法测试中超出 Class 3 限值约 6 dB。排查发现电源输入端共模扼流圈选型不当,改为高阻抗共模扼流圈并增加 X 电容后,复测通过。若仅用近场法扫描,虽能发现 PCB 走线附近磁场较强,但无法直接判定是否满足 CISPR 25 限值,必须回到电压法或电流探头法进行合规测试。

常见误区:

  • 用近场法结果直接判定合规——近场法只用于诊断,不能替代标准合规测试。
  • 电流探头法忽略转移阻抗校准——导致电流值计算错误,结果不可信。
  • ALSE 法只测单一极化或单一转台角度——漏掉最大辐射方向,判定偏乐观。
  • TEM 小室法用于大尺寸被测件——小室尺寸限制导致场分布不均匀,结果失真。
  • 电压法中线束长度和布置随意——CISPR 25 对线束长度、离地高度、走向有明确规定,偏离会显著改变结果。

掌握五种方法的测试目的、配置差异和限值表达方式,是制定测试方案和解读测试报告的前提。实际工程中,通常先通过近场法定位干扰源,再用电压法或电流探头法进行传导发射合规测试,最后用 ALSE 法或 TEM 小室法完成辐射发射验证。