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车载音视频设备中的电磁兼容问题分析

发布时间:2020-09-18 发布时间:
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一、标准概述

随着国内汽车工业的高速发展,汽车电子产品的应用和发展日新月异,形成了一个比较庞大的产业链。而产业的高速发展,也暴露出一些技术基础方面的薄弱环节,特别是在技术标准方面存在一些空白。作为产品生产的技术基础之一的标准化工作的发展远远不能满足实际需求。目前约有数十项国家/行业标准涉及车载AV类产品,但是,第一标准陈旧;第二许多标准直接将家用产品标准转化为车载设备标准,没有充分考虑车载设备的特殊性;第三标准内容互相引用,经常出现互相不协调的情况。由于标准化方面存在诸多问题使得行业进行标准化管理时缺乏必要依据,市场上的产品也存在良莠不齐的情况,市场急需制定相关的技术标准,指导产品的设计和生产工作,同时规范市场,促进产业链的良性发展。在这种情况下,推荐性标准GB/T×××××—20××《车载音视频设备电磁兼容限值和测量方法》即将推出。

二、采用国家及国际标准

该标准为非采标项目,在起草过程中参考国家、国际标准GB13837、GB/T9383、GB/T19951、ISO11452-2、ISO11452-4、 ISO7637-2等标准,最终选择了适用性较强和内容涵盖比较完整的2004/104/EC作为标准编写的基本依据。这其中较充分的借鉴了欧洲市场的标准执行模式,即配套市场采用欧盟指令,零售市场采用CE标准的模式,兼顾两者。企业有产品需要型式试验的时候可以根据试验目的的不同来选择试验项目。

三、标准的主要内容

该标准包括骚扰(干扰)和抗扰度两部分,每部分都包括限值和测量方法,下面就具体内容进行说明,并列出该标准与相应国际标准的差异所在。

1 范围

明确该标准的适用范围,强调该标准只适用于各种类型的装备12V或24V电路系统的车辆上使用的车载音视频设备。

具体产品包括,车载声音接收机、车载电视接收机及其他车载音视频设备如:车载CD、车载DVD、车载音响等等。

对于多功能设备的每种功能都应分别进行测量。对于那些不以音视频功能为主要功能的车载设备(例如带DVD播放功能的GPS导航系统),只在音视频功能状态下进行测试。

标准范围充分考虑到了该标准所涉及的产品特点,即该类产品基本都是多功能设备,并且有很多其它非音视频功能的特点。对测试人员理解标准和执行测试有了较明确的解释。

2 引用标准

该标准引用我国11个国家标准和国际标准,凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据该标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

3 定义和缩写词

给出针对车载音视频设备的定义和缩写词。此部分只给出了车载音视频设备的定义,而对于接收机类设备的定义参考了GB13837,这么做在不影响读者理解的基础上避免了不必要的重复。

四、 综述

由于该标准涉及电磁兼容各项要求,内容相当广泛,因此将一些共性的内容归纳成一章,避免更多的重复。

4.1 测量的一般要求

本节规定测量的一般要求。

本部分内容是本标准相当重要的一部分内容,规定了测量条件、有用信号的内容和受试设备的正常工作状态。对于有用信号,因为这类设备在汽车类标准里面没有规定其正常工作的状态,所以借鉴音视频产品类标准中的工作状态。其中有用信号按照骚扰和抗扰度的不同要求,根据GB13837和GB/T9383编写。受试设备工作状态的确定为测试人员测试和试验的重现性提供了统一的条件。

4.2 抗扰度判据

本节抗扰度判据的分类方法及要求。

本节的内容依据ISO 11452系列标准、ISO 7637系列标准及GB/T9383的相关要求编写。从音视频产品的特点出发,并结合汽车行业的分类标准给出A、B、C、D、E三个等级的判据。而对A类判据的声音客观评价方法在这里不进行详细说明,在第一次出现A类判据的试验方法中,再进行叙述。

5 骚扰测量

5.1 瞬态电压发射

本项试验的限制依据欧盟指令2004_104_EC制订。具体测量布置参照ISO7637-2要求,并结合GB13837的内容编写。测量步骤参照ISO7637-2的要求编写。

由于车载音视频产品属于车载零部件的范畴,目前掌握的标准对车载设备有骚扰电压要求的只有CISPR25和ISO7637-2,而CISPR25主要目的是保护车载接收机的正常工作,故本部分内容中具体测量方法依据ISO7637-2对于车载零部件的要求进行编写,且只有瞬态发射的测量方法。而限值部分依据欧盟指令2004_104_EC是考虑到对车载零部件的针对性,对比其他标准中的限值,此限值对于车载音视频设备也更具合理性。

5.2 天线端骚扰电压

本部分完全依据已经实施的GB13837的相关内容编写。

本部分的要求对于整车的影响可能不太大,但是作为现行的国家强制标准,编者将其列入了标准的项目,这样做保证了标准的完备性,而且对于零售市场的产品质量也有一个约束。

5.3 辐射骚扰

本部分的限值依据欧盟指令2004_104_EC编写。具体的测量布置和测量步骤参照欧盟指令2004_104_EC和CISPR25,并考虑音视频设备的特点编写。

目前国际上涉及到车载设备辐射测量的标准基本都以CISPR25的测量方法进行,只是在测量限值上有所不同。但是编者认为CISPR25的目的更多的是为了保护车载接收机的正常工作,这一点从它的测试频率范围就能清楚的得知,这一点和本标准的目的是不一致的,所以在限值上采用了欧盟指令的限值。而CISPR25的测量布置能充分模拟受试设备在车辆上的工作状态,所以测量布置按照CISPR25编写。

6 抗扰度测量

6.1 输入抗扰度

本部分是针对车载调频接收机的,因GB/T9383中对此类设备有明确要求,故本部分的性能判据及限值、测量布置和测量方法均参照GB/T9383编写。

本部分的要求对于整车的影响可能不太大,但是作为现行的国家标准和通用的国际标准(CISPR20)编者将其列入了标准的项目,这样做保证了标准的完备性,而且对于零售市场的产品质量也有一个约束。

6.2 对天线端射频电压(共模)的抗扰度

本部分是针对车载调频/调幅接收机的,因GB/T9383中对此类设备有明确要求,故本部分的性能判据及限值、测量布置和测量方法均参照GB/T9383编写。

本部分的要求对于整车的影响可能不太大,但是作为现行的国家标准和通用的国际标准(CISPR20)编者将其列入了标准的项目,这样做保证了标准的完备性,而且对于零售市场的产品质量也有一个约束。

6.3 典型脉冲波形的传导抗扰度

考虑到此类产品被施加干扰时产生的各种现象(噪音等)可能会影响驾驶员的正常驾驶,故本部分的性能判据及限值参照了欧盟指令2004_104_EC限值及其中“与抗扰度相关的功能”的性能判据编写。测量布置和测量步骤参照ISO7637-2编写。

典型脉冲波形的传导抗扰度中,由于ISO7637-2中的试验脉冲5并不适合施加于车载音视频设备,本标准中有关试验脉冲5的内容全部删减。

6.4 辐射抗扰度

辐射抗扰度的性能判据及限值、基本按照2004_104_EC指令编写,将试验的特点完全表现出来。对于辐射抗扰度的要求:个人觉得暗室方法、大电流注入比较适合国家标准的要求。暗室是针对线束和EUT都有要求的一种测试方法,而且不存在各个不同汽车制造商的接口不同造成试验布置有差异的影响(如TEM小室及带状线的接口各个车厂是不相同的)。另外暗室的频率范围很容易达到20-2000MHz的要求。大电流注入是目前国际上十分流行和操作相对简单的一种方法,也更加适合车辆的特殊电磁环境。

6.5 静电放电

本部分参照标准GB/T 19951的要求,并结合车载音视频产品的特点进行编写。

欧盟指令不对静电放电做要求。实际情况是这类产品对静电放电还是比较敏感的,由新版GB/T9383新添加这一测试项目就能看出。而车内的电磁环境和居住环境是不同的,故引用车辆及零部件的静电放电标准GB/T 19951的试验方法进行测试。对于本标准来说,编者认为受试设备在不供电的情况下没有测试的必要,所以仅在通电状态下进行测试,试验等级选择目前大多数企业通用的等级3。

四、结束语

本标准为初次起草,不单规范了车载音视频设备的电磁兼容要求,更希望能够对这类产品的电磁兼容设计有所帮助。本标准在确定试验项目和引用标准时结合了车载零部件和音视频设备的特点,因为是一个从无到有的过程,所以可能有不够完善之处,需要在今后的实际应用中逐步发现问题。

随着本标准的实行各试验单位和企业单位一定能依据标准对车载音视频设备的骚扰和抗扰度性能进行更好的测试和设计,为车载音视频设备在我国的发展打下良好的基础。


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