汽车电子耐射频干扰检测ISO 11452-2:2020

在汽车日益智能化的今天,车辆内部集成了大量复杂的电子设备,从引擎控制单元到信息娱乐系统,再到高级驾驶辅助系统。这些电子设备在复杂的电磁环境中工作,多元化确保其功能不受外界无线电波的干扰。这就是汽车电子耐射频干扰检测的重要性所在,而ISO11452-2:2020标准为此提供了一项关键且被广泛认可的测试方法。

这项标准是国际标准化组织发布的“道路车辆-窄带辐射电磁能引起的电气骚扰的部件试验方法”系列标准的一部分。其中的第二部分,即ISO11452-2,专门规定了使用“横电磁波室”进行辐射抗扰度测试的具体要求。该标准的最新版本于2020年发布,反映了当前汽车电子技术的发展和测试技术的更新。

一、为什么需要进行射频干扰测试?

我们可以通过几个自问自答来理解其必要性。

*问:汽车在日常使用中会遇到哪些射频干扰?*

答:汽车就像一个移动的电子城堡,会暴露在各种频率的无线电波中。这些干扰源包括但不限于:大功率的广播电台发射塔、移动通信基站、其他车辆的雷达系统(如自适应巡航控制雷达)、路边的电子收费系统,甚至是我们随身携带的手机和便携式电台。这些电磁波如果侵入汽车电子系统,可能导致信号失真、功能误触发或暂时失效。

*问:如果电子部件抗干扰能力不足,会有什么后果?*

答:后果可能从令人烦恼到危及安全。例如,收音机出现杂音、中控屏幕闪烁属于轻微干扰。更严重的情况可能包括:车速表读数异常、发动机控制单元收到错误信号导致动力输出不稳、安全气囊系统误判,或者刹车辅助系统功能暂时中断。确保每一个电子部件在预定的电磁环境中都能可靠工作,是汽车安全与品质的基石。

二、ISO11452-2:2020标准的核心:横电磁波室法

这项标准的核心在于规定了如何使用横电磁波室进行测试。TEM小室是一种内部能产生均匀、可控电磁场的矩形同轴传输线装置。将被测设备置于小室的测试区域,通过向小室注入特定功率和频率的射频信号,来模拟外界辐射干扰。

该方法的主要特点包括:

1.频率范围覆盖:测试通常覆盖广泛的频率范围,例如从较低的几兆赫兹到数吉赫兹,以模拟不同干扰源。

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2.测试严酷度等级:标准定义了不同的测试场强等级(以伏特每米V/m为单位)。测试等级的选择取决于部件在车辆中的安装位置(如位于发动机舱、乘客舱还是外部)以及汽车制造商的特定要求。测试目的是验证部件在规定的场强下能否正常工作。

3.测试布置与监控:被测设备需要安装在模拟其实际安装状态的夹具上,并按照典型工作模式连接线束和负载。在测试过程中,需要持续监控被测设备的功能状态,记录任何性能下降或功能失效的现象。

三、标准测试流程概述

遵循ISO11452-2:2020的测试通常包含以下系统化的步骤:

1.测试计划制定:这是首要步骤。需要明确被测设备的具体信息、测试依据的标准版本、适用的频率范围、测试场强等级、设备的工作模式与功能状态监测方法。所有细节都应在测试前达成一致。

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2.测试平台搭建:

*将横电磁波室与射频信号发生器、功率放大器、场强监测探头等设备正确连接。

*将被测设备安装于TEM小室的测试区域中心。其安装方向应使设备最敏感的面或线束暴露于电场方向。

*所有连接线束应尽可能模拟实车状态,必要时使用去耦网络来防止干扰信号通过电源线或信号线传导出去影响测试结果。

3.校准与测试执行:

*在不放置被测设备的情况下,对TEM小室进行场强校准。通过输入已知功率,测量并建立小室内场强与输入功率之间的对应关系曲线。

*放入被测设备并使其进入预定工作模式。按照测试计划,从起始频率到终止频率,以规定的步进扫描射频信号。在每个频率点,施加规定的场强,并持续观察和记录被测设备的功能表现。

4.性能评估与结果判定:

*标准通常定义了性能等级。例如,A级:测试中及测试后,所有功能正常;B级:测试中功能暂时降级或失效,测试后自动恢复;C级:测试中功能失效,需要人工干预(如重启)才能恢复;等等。

*将测试中观察到的现象与预先约定的可接受性能等级进行比对,从而判定该部件是否通过此项辐射抗扰度测试。

四、标准演进与工程意义

ISO11452-2:2020相比旧版本,可能包含了测试频率范围的更新、校准程序的细化、或对新型电子设备测试布置的进一步指导。这些更新旨在使测试更贴合现代汽车电子面临的真实电磁环境。

对于汽车行业而言,该标准的意义重大:

1.提供通用语言:它为整车制造商、零部件供应商和检测机构提供了一个国际通用的测试方法框架,确保了测试结果的一致性和可比性。

2.提升产品可靠性:通过在设计验证阶段严格执行此项测试,可以帮助工程师发现电子设计中的电磁薄弱点,从而进行优化,如改进电路板布局、增强屏蔽或优化软件滤波算法,从根本上提升部件的抗干扰能力和整车的可靠性。

3.支持法规符合性:虽然这是一项国际标准而非直接法规,但它是满足全球许多国家和地区汽车产品市场准入中电磁兼容要求的重要技术依据和常用手段。

ISO11452-2:2020标准是汽车电子开发验证流程中不可或缺的一环。它通过科学、可重复的实验室测试,模拟了车辆可能遭遇的辐射干扰环境,为评估和保障汽车电子系统在复杂电磁世界中的稳定运行提供了关键的技术支撑。随着汽车网联化、智能化程度的不断提升,这类测试的重要性只会日益凸显。

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