CISPR 35:多媒体设备 – 电磁兼容抗扰度要求

多媒体设备的全面EMC抗扰度标准,涵盖ESD、EFT、浪涌、传导射频、高达6 GHz的辐射射频和工频磁场

CISPR 35 标准概述

CISPR 35是多媒体设备的全面抗扰度标准,取代了CISPR 20(广播接收机抗扰度)、CISPR 24(ITE抗扰度)和CISPR 34-1(广播接收机抗扰度)。CISPR 35于2016年发布,为所有多媒体设备提供了统一的抗扰度要求,包括个人计算机、服务器、打印机、电视、音频设备、无线电接收机、游戏机和流媒体设备。该标准涵盖全系列电磁骚扰:静电放电(ESD)、电快速瞬变(EFT)、浪涌、传导射频抗扰度(0.15-80 MHz)、辐射射频抗扰度(80-6000 MHz)和工频磁场。CISPR 35代表了CISPR标准融合进程的顶峰,为几乎所有消费和商业电子产品提供了单一的抗扰度标准。

CISPR 35是CISPR 32(发射)的抗扰度对应标准。CISPR 32和CISPR 35共同构成了多媒体设备的完整EMC框架,取代了以前针对ITE和AV的零散EMC标准。制造商现在只需引用两个标准即可同时满足发射和抗扰度合规要求。

抗扰度要求和测试等级

CISPR 35规定的抗扰度测试等级协调并略微扩展了其所取代标准的要求。对于辐射射频抗扰度,该标准要求80-1000 MHz范围为3 V/m(1 kHz下80% AM调制),1000-6000 MHz为3 V/m(PM调制)。传导射频抗扰度要求0.15-80 MHz范围为3 V(EMF)。ESD测试要求±4 kV接触放电和±8 kV空气放电。EFT要求电源端口±1 kV,信号/控制端口±0.5 kV。浪涌要求±1 kV线对线和±2 kV线对地。CISPR 35的一个重要进展是引入了数字广播和多媒体流媒体的频率相关性能判据——认识到不同类型的内容(纯音频与音视频与数据)对干扰引起的降质具有不同的容忍度。

抗扰度测试 标准参考 测试等级 性能判据 适用端口
辐射射频 (80-1000 MHz) IEC 61000-4-3 3 V/m, 80% AM A — 无降质 外壳
辐射射频 (1-6 GHz) IEC 61000-4-3 3 V/m, PM A — 无降质 外壳
传导射频 (0.15-80 MHz) IEC 61000-4-6 3 V (EMF) A — 无降质 电源、信号、电信
ESD — 接触 IEC 61000-4-2 ±4 kV B — 临时,自动恢复 外壳、端口
ESD — 空气 IEC 61000-4-2 ±8 kV B — 临时,自动恢复 外壳、端口
EFT IEC 61000-4-4 ±1 kV / ±0.5 kV B — 临时,自动恢复 电源/信号端口
浪涌 — L-L / L-G IEC 61000-4-5 ±1 kV / ±2 kV B — 临时,自动恢复 电源端口
工频磁场 IEC 61000-4-8 30 A/m (50/60 Hz) A — 无降质 外壳
CISPR 35引入了CISPR 24或CISPR 20中不存在的1-6 GHz辐射抗扰度要求。这一扩展是由高达6 GHz的无线通信频段(6 GHz的Wi-Fi 6E、5G NR频段)的普及驱动的。在这些频段运行无线接口的设备必须保持对高达6 GHz的辐射场的抗扰度。

符合CISPR 35的工程设计

CISPR 35合规要求全面EMC设计方法,同时处理所有抗扰度现象。关键设计策略包括:(1) 使用所有接缝和开口处的导电衬垫进行外壳屏蔽,在6 GHz(约2.5 mm)处接合间隔≤λ/20,提供高达6 GHz的宽带射频抗扰度。(2) 多级电源保护:MOV(浪涌)+ 气体放电管(严重浪涌)+ 共模扼流圈(传导射频)+ X/Y电容 + TVS(EFT/浪涌钳位)。(3) 全面的I/O端口保护:TVS阵列或转向二极管用于ESD/浪涌,共模扼流圈用于传导射频,以及使用带有嵌入式ESD保护的共模滤波器阵列的高速接口集成滤波。(4) PCB级设计:连续接地层、隔离的模拟/数字部分、高速信号的最小回路面积以及去耦电容器的策略性放置(每个IC电源引脚处0.1 µF + 1 nF + 100 pF)。

CISPR 35中的一个特殊挑战是维护具有多个无线接口(Wi-Fi、蓝牙、5G、GNSS)的产品的抗扰度性能。接收机灵敏度降低问题——高速数字电路的内部噪声降低共址无线接收机的灵敏度——必须通过物理分离(天线到噪声源间距>20 mm)、无线模块上的屏蔽罩以及RF电路的滤波电源轨来解决。在原型阶段使用校准GTEM小室和ESD模拟器进行预合规测试可以在正式实验室测试前识别抗扰度弱点,将合规成本降低30-50%。

设计良好的多媒体产品——具有完全屏蔽的金属外壳、多级滤波电源、TVS保护的I/O端口、分离的模拟/数字PCB部分和6 dB抗扰度裕量——可以单次实验室访问即成功通过CISPR 35认证,避免了影响40%首次合规尝试的昂贵的重新测试周期。

从CISPR 24和CISPR 20到CISPR 35的过渡

CISPR 35合并并取代了CISPR 24(ITE抗扰度)和CISPR 20(广播接收机抗扰度)。从早期标准过渡过来的制造商应注意关键差异:(1) 辐射射频频率范围扩展到6 GHz;(2) 多媒体功能(音频流、视频播放、网络连接)的性能判据更明确地定义;(3) 广播接收机调谐器端口的新测试配置与CISPR 32发射测试配置对齐;以及(4) 该标准引入了对具有多种运行模式的产品的测试要求(例如,电视同时也是流媒体设备和游戏机)。以前符合CISPR 24或CISPR 20的产品应重新评估是否符合CISPR 35,特别是扩展频率范围(1-6 GHz)和数字多媒体功能的更新性能判据。

仅符合CISPR 24的产品可能因扩展的辐射抗扰度范围(1-6 GHz)和广播接收机功能的更严格性能判据而未能通过CISPR 35。在声明CISPR 35合规前强烈建议进行全面的差距分析,特别是对于结合ITE、AV和广播接收机功能的产品。

常见问题解答

问:CISPR 35适用于所有多媒体设备还是仅适用于具有广播接收功能的产品?
答:CISPR 35适用于CISPR 32中定义的所有多媒体设备——这包括ITE、AV设备、广播接收机和多功能组合设备。标准的适用不需要广播接收能力。
问:CISPR 35中性能判据A和B有什么区别?
答:判据A要求在测试期间无性能降质(适用于RF场等连续现象)。判据B允许在测试期间临时降质,在骚扰停止后自动恢复(适用于ESD、EFT和浪涌等瞬态现象)。两种判据均不允许数据丢失或永久性降质。
问:如何测试同时具有交流和直流电源输入的产品?
答:两个电源端口都必须测试。交流端口按照标准对交流端口的要求测试,直流端口按照直流端口的要求测试(通常使用适用于直流电压和电流等级的特定CDN或LISN)。
问:CISPR 35合规的推荐裕量是多少?
答:对于生产设备,建议射频抗扰度测试至少6 dB裕量,瞬态测试(ESD、EFT、浪涌电压等级)25%裕量,以考虑元件公差、制造差异和环境因素。

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