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CISPR 23：工业、科学和医疗设备的无线电干扰限值
ISM射频设备的无线电干扰限值，涵盖指定频段和0 Hz至400 GHz的杂散发射要求
CISPR 23 标准概述
CISPR 23定义了工业、科学和医疗（ISM）射频设备在0 Hz至400 GHz频率范围内产生的无线电干扰限值。ISM设备包括射频感应加热单元、介质加热设备、医疗透热设备、射频焊机、工业微波发生器和等离子体发生器。这些设备有意为非通信目的产生射频能量，但可能对无线电服务造成严重干扰。CISPR 23规定了允许的ISM频段（在这些频段内允许高发射水平以实现功能目的）以及这些频段外必须满足的杂散发射限值，以保护无线电通信服务。
使用指定ISM频段（6.78 MHz、13.56 MHz、27.12 MHz、40.68 MHz、433.92 MHz、915 MHz、2.45 GHz、5.8 GHz和24.125 GHz）以外频率的ISM设备必须满足显著更严格的发射限值——通常比频段内运行低20-40 dB。
ISM频段和发射限值
CISPR 23将ISM射频发射分为两类：指定ISM频段内的基波发射和这些频段外的杂散发射。在指定的ISM频段内，设备可发出其工业功能所需的高射频功率水平——对这些基波发射没有具体限值。然而，落在ISM频段外的谐波和寄生振荡须遵守杂散发射限值。该标准规定了传导限值（在电源线上）和辐射限值，测量程序遵循CISPR 16方法。
| ISM频段 | 典型应用 | 杂散限值 (0.15-30 MHz) | 杂散限值 (30-1000 MHz) |
|---|---|---|---|
| 6.78 MHz ± 15 kHz | 射频感应加热 | 54 dBµV (QP) | 44 dBµV/m @ 10 m |
| 13.56 MHz ± 7 kHz | 射频焊机、等离子体发生器 | 54 dBµV (QP) | 44 dBµV/m @ 10 m |
| 27.12 MHz ± 163 kHz | 工业加热、医疗透热 | 54 dBµV (QP) | 44 dBµV/m @ 10 m |
| 40.68 MHz ± 20 kHz | 射频干燥、医疗治疗 | — | 44 dBµV/m @ 10 m |
| 2.45 GHz ± 50 MHz | 微波炉、等离子体加工 | — | 54 dBµV/m @ 10 m (1-3 GHz) |
在27.12 MHz运行的射频焊机是最有问题的ISM干扰源之一。27.12 MHz的基波发射允许无限制，但其三次谐波81.36 MHz和四次谐波108.48 MHz直接影响VHF电视和FM广播频段，必须严格控制。
ISM设备EMC的工程设计
控制ISM设备的杂散发射面临独特挑战，因为涉及的射频功率水平很高——通常为1 kW至100 kW。主要的抑制技术包括：(1) 使用铜或铝外壳进行适当的RF发生和应用部分屏蔽，接缝连接间隔≤λ/20；(2) 平衡RF输出配置以最小化电源和控制电缆上的共模电流；(3) 使用低通或带阻滤波器的RF输出滤波以衰减谐波；(4) 在RF外壳的所有贯穿处（包括电源、冷却液和控制线）使用铁氧体共模扼流圈。
电源滤波对于传导发射合规性尤为关键。ISM设备通常使用三相电源，需要额定用于全工作电流（通常为50-500 A）的三相LISN和滤波器。使用调谐到主要谐波频率（2次、3次和4次谐波）的LC陷波器定制的谐波滤波器可在特定频率提供30-50 dB的衰减。安装考虑因素——包括设备机房屏蔽、电缆桥架接地以及ISM电源电缆与敏感信号电缆的分离——对于整体EMC合规性与设备设计同等重要。
设计良好的射频屏蔽室在100 MHz具有60 dB衰减，结合适当的电源滤波（200 A三相馈通滤波器），可将ISM设备的辐射发射降低40-60 dB，是高功率ISM安装最可靠的方法。
高功率ISM设备的测量挑战
按照CISPR 23进行ISM设备发射测量存在实际困难，因为涉及的射频功率水平很高。直接连接测量仪器到RF输出是危险的，可能损坏灵敏的接收机。该标准允许替代测量方法，包括：使用校准天线的替代方法、使用探头校正因子的近场扫描以及混响室测试。对于大型工业装置，通常需要按照CISPR 16-2-3程序进行现场测量，并注意环境噪声水平和使用时域平均技术将ISM发射与背景信号分离。
切勿在没有适当衰减器（额定满功率水平至少40-60 dB）的情况下将测量设备直接连接到高功率ISM射频输出。尝试直接测量10 kW射频焊机输出将立即摧毁测量接收机的输入级。
常见问题解答
问：家用微波炉是否受CISPR 23覆盖？
答：是的，家用微波炉属于ISM设备。然而，大多数国家要求家用微波炉遵守特定的产品标准（例如，IEC 60335-2-25安全标准和住宅环境中EMC的CISPR 11/14-1标准）。
答：是的，家用微波炉属于ISM设备。然而，大多数国家要求家用微波炉遵守特定的产品标准（例如，IEC 60335-2-25安全标准和住宅环境中EMC的CISPR 11/14-1标准）。
问：CISPR 23和CISPR 11有什么区别？
答：对于大多数实际用途，CISPR 11已在很大程度上取代了CISPR 23。CISPR 11为ISM设备提供了更新的限值和测量方法，而CISPR 23保留作为特定频率分配的参考。
答：对于大多数实际用途，CISPR 11已在很大程度上取代了CISPR 23。CISPR 11为ISM设备提供了更新的限值和测量方法，而CISPR 23保留作为特定频率分配的参考。
问：ISM设备制造商是否需要测试每一台设备？
答：型式测试（代表性样品）通常被接受。然而，CISPR 23建议生产单元应低于限值保持至少2 dB的裕量，以考虑元件公差和制造差异。
答：型式测试（代表性样品）通常被接受。然而，CISPR 23建议生产单元应低于限值保持至少2 dB的裕量，以考虑元件公差和制造差异。
问：如何计算ISM设备机房所需的屏蔽效能？
答：所需屏蔽效能为：SE = P_ISM – 限值 + 裕量，其中P_ISM是10 m处无屏蔽时的预期场强，限值是适用的辐射限值，裕量通常为10 dB。对于10 kW ISM源，通常需要50-70 dB的屏蔽效能。
答：所需屏蔽效能为：SE = P_ISM – 限值 + 裕量，其中P_ISM是10 m处无屏蔽时的预期场强，限值是适用的辐射限值，裕量通常为10 dB。对于10 kW ISM源，通常需要50-70 dB的屏蔽效能。
