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实用风席卷EMC/SIPI年度大会

2020-02-01 Kenneth Wyatt 阅读:
实用风席卷EMC/SIPI年度大会
着重探讨电磁兼容性(EMC)、信号完整性(SI)和电源完整性(PI)的IEEE EMC+SIPI 2019年度大会与往年的最大不同是有更多的实际展示和技术研讨会。在这次会议上,EMC基础知识、实用技术内容和学术论文之间首次找到了平衡。此外,此次大会更加关注年轻的专业人士,因为一些“资深人士”开始退休,这些技能需要传给下一代。

向来着重于探讨电磁兼容性(EMC)、信号完整性(SI)和电源完整性(PI)的IEEE EMC+SIPI年度大会2019年是在美国新奥尔良密西西比河滨海沿岸的Ernest N. Moriel会议中心(图1)召开。在为期一周的研讨会、演示与活动中,可以见到2019年的会议内容较往年有着显著的不同。QAqednc

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图1:美国新奥尔良的Ernest N. Morial会议中心。QAqednc

在会议开始的前几天,由于一场可怕的热带风暴Barry即将来临,我们还不能确定会议是否能顺利举行。这场热带风暴在会议召开前几天抵达,起初被定为一级飓风,但很快就减弱为热带风暴。当我们开始陆续抵达会场时,天气已经回归到正常的午后阵雨,炎热而潮湿。QAqednc

在这场年度大会中有太多有趣的活动同时登场,想要面面俱到可是一项挑战,因此本文会着重报导几个值得关注的亮点。QAqednc

项目更具实用性

克莱姆森大学(Clemson University)电子与计算机工程荣誉教授兼车载电子实验室主任Todd Hubing担任此次大会的技术项目主席,并为与会者进行实际展示。由于非学术界的与会者经常抱怨研讨会缺乏足够的实际展示,因此不同于往常,这次会议的整体议程不仅有更多的实践研讨会和实验/演示会议,而且从平常只在周一和周五才有的议程延展到周三,让与会者耳目一新。QAqednc

虽然有大量的学术报告,但内容似乎更具实用性,海报上的会议定位更好、宣传也更到位。同时,也更重视年轻(毕业不到15年)专业人士的项目。QAqednc

一向受欢迎的“EMC基础知识”系列研讨会由EMC咨询公司Silent Solutions的合伙创办人Lee Hill主持,就连许多经验相当丰富的工程师也参与其中。QAqednc

5G推动通信平台转型

美国国家工程院院士暨加州大学圣地亚哥分校特聘教授Gabriel M. Rebeiz周二以《5G与指令通信的崛起》(马可尼时代即将终结)的专题演讲,拉开了大会序幕(图2)。虽然像我们这样的业余无线电爱好者并不是太认同这样的说法,但他的报告阐明了5G技术,详细介绍了我们即将面对的技术挑战以及令人振奋的技术特性。QAqednc

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图2:Gabriel Rebeiz在会上讲解5G基础知识。QAqednc

5G不仅仅涉及波束控制天线阵列与高数据速率,其愿景在于推动所有通信平台转型,包括无线数据(如同我们现在所知的)、移动设备、车对车(V2V)和车联网(V2X)。QAqednc

使用波束控制,移动设备上的4×4天线阵列(26度波束宽度)增益预计为15dB,而基站上16×32天线阵列(6度波束宽度)的增益可望达到33dB。QAqednc

全球各地保留的毫米波(mmWave)频段包括24~28GHz、37~40GHz以及64~71GHz。看来大多数毫米波频段将落在24GHz~28GHz的频率范围。QAqednc

高通和三星等制造商已开始生产集成天线和射频模块,包括mmRF和4×4天线阵列。5G系统也在2019年陆续推出,其中包括三星、中兴、诺基亚、摩托罗拉和LG等具备5G功能的7款手机。有趣的是,5G的推出速度比4G快得多。QAqednc

EMC标准最新进展

在EMC+SIPI 2019年度大会中,我决定参加历时整个下午的G46和TC 8移动设备EMC联合标准更新会议。主讲人是美国太空总署(NASA)移动设备戈大德太空飞行中心(GSFC)首席EMC工程师John McCloskey,他就韦伯太空望远镜的“故障排除挑战”做了精彩的概述。QAqednc

NASA喷射推进实验室(JPL)电磁工程师Robert Scully则针对小型卫星、木星探测器的EMC挑战以及NASA E3的最新进展做了几场精彩演讲。QAqednc

针对EMC相关标准,EMC兼容性与国防太空顾问Ken Javor在演讲中介绍了MIL-STD-464 D新版标准的更新,并称新标准已将直升机载静电放电(ESD)包括在内。QAqednc

Don Heirman Consultants总裁Don Heirman说,IEC工作组正在考虑无线电产品、机器人、个人移动设备、车用充电器的限制、多个无线设备的聚合问题,以及参与TC77(抗扰度)、CISPR/I(多媒体)和SC 77B(高频现象)等任务。QAqednc

Lockheed Martin Space Systems航空航天EMC工程师James Lukash提到,AIAA S-121已经改版(更新至2017年版),是MIL-STD-461用于航天器和卫星的定制版。Aerospace Corporation也发布了TOR-2019-00179,它是按其要求制作的S-121定制版标准,目的在于精简原始版本。QAqednc

美国汽车工程师学会(SAE)将在未来几年对15种不同的AIR系列标准进行修订。例如,AIR6811将比较民用飞机机架(波音767机架)和MIL-STD设备的适用性。QAqednc

Hoolihan EMC Consulting总裁Dan Hoolihan更新了ANSI C63委员会的工作内容,包括一系列的标准,特别是天线校准、辐射发射站的检验、无线设备和助听器之间的兼容性、医疗设备的抗扰度、测量的不确定性、NSA测量值、EMC的最佳实践、照明设备的发射、车辆的无线电力传输以及授权和未授权的广播服务等。QAqednc

吸人眼球的技术项目

由于整个星期的会议包括许多同时举行的技术研讨会以及别具特色的EMC实验和演示,当然难以涵盖所有内容,因此本文仅介绍会议中的一些亮点。QAqednc

如同往常一样,EMC基础知识研讨会在周一全天进行。Lee Hill的演讲内容丰富又有趣。此次会议是关于EMC放射,我不确定之前是否提到过。他指出电源的线路阻抗稳定网络(LISN)仅仅是一个用电压来测量电流的“神奇阻抗盒”,还讲述了该测量的物理几何形状,以及关于故障排除的几点建议。QAqednc

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图3:Lee Hill讲解如何进行传导发射测量。QAqednc

Todd Hubing对“接地”做了非常清楚的介绍,并区分了地结构(零电压参考)和电流返回。重点在于你可不能让电流通过地结构,而这就得靠地平面的作用。他还指出,虽然在所有理想参考点都相同的情况下单点接地是可行的,但单点电流返回“非常糟糕”。QAqednc

有几项EMC实验和演示是同时进行的,其中有些是在一般展示室进行,而不像过去那样位于展览大厅。这倒是有点让人晕头转向,因为你必须仔细地翻看会议指南,才能确保准时到达正确的展示位置。QAqednc

精彩的演讲很多,其中有两场特别值得注意。西班牙萨拉戈萨大学(University of Zaragoza)教授Arturo Mediano经常进行实际的动手演示,在本次会议上他演示了如何使用带有追踪产生器和近场探测器的频谱分析仪来测量元件、电缆和电路板的共振(图4)。QAqednc

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图4:Arturo Mediano解释如何测量电路共振。QAqednc

由Wurth Elektronik工程师Antonio Alcarria和Jared Quenzer主持的另一场会议吸引了众多听众,他们展示了几种EMI故障排除技术和基础EMC滤波技巧(图5)。QAqednc

图5:Würth Elektronik的工程师展示EMC基础知识。QAqednc

大厂出台新方案

参加EMC+SIPI大会的参展商数量持续减少,2019年只有50家公司参展,相较于2018年的113家,下降了44%。参展商数量逐年减少的趋势已经持续了几年,但这一次下滑最为剧烈。连续几年参展的主要厂商包括AR RF/Microwave Instrumentation、ETS-Lindgren、Fischer Custom Communications以及罗德史瓦兹(Rohde & Schwarz)。QAqednc

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图6:展览大厅入口。QAqednc

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图7:Eriko Yamato和FaradFlex的Robert Carter沉浸在氛围中。QAqednc

美国通信产品与服务供应商SteppIR Communication Systems是初次参加EMC+SIPI大会,其针对业余无线电爱好者社区推出的独特遥控调谐八木天线,吸引了我的注意。由于这种天线可以针对低电压驻波比(VSWR)自动调谐,因而在辐射抗扰度测试中所需RF驱动少得多(放大器产生的谐波失真相对较低)。QAqednc

XGR Technologies也是新的参展商,该公司在2018年向W. L. Gore & Associates购买了技术和IP,用于制造独特的SnapShot EMI屏蔽产品。其屏蔽设计专为吸附于电路板上的焊锡球而打造,从而为返回平面提供几乎连续不断的连接。QAqednc

Tektronix展示了大量产品,包括配备触控屏的3、4、5和6新系列示波器,大多数型号还内置频谱分析仪和频谱视图软件。这些新的仪器让时域和频域分析之间的映射更容易了。QAqednc

Rohde & Schwarz已开始推动其“早测试,常测试”目标,并持续开发价格合理的频谱分析仪和示波器。该公司还展示了其快速EMI接收器,以及一系列测试设备,为EMC合规性测试和EMI故障排除提供完整的测试解决方案。QAqednc

当地美食、音乐及EMC社区

星期二的欢迎招待会在会议中心附近的世代厅(一座1820年代的糖厂,装饰着描绘新奥尔良爵士乐的艺术品)举行,供应新奥尔良风味的各种当地食物(图8和9),出席的人很多。QAqednc
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图8:新奥尔良爵士乐队助阵欢迎周二招待会与会者。QAqednc

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图9:周二的欢迎招待会与会者众多。QAqednc

周三的庆祝活动比较低调,当晚大部分时间都在表演爵士三重奏(图10)。音乐声较低,与会者们能轻松交谈。QAqednc

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图10:周三晚上的庆祝活动大部分时间都在演奏爵士三重奏。QAqednc

不得不说,2019年青年专业人员项目的标准确实提高了。周一是EMC挑战赛,他们得测试自己在多个EMC领域的知识。在为期一周的会议中还有其他一些社交活动,包括青年交流以及新奥尔良自行车骑行等。QAqednc

观察这一整周的会议活动,2019年在技术上有了更多的实际展示和研讨会。此外,此次大会更加关注年轻的专业人士,这正是时候,因为一些“资深人士”已经开始退休了,我们需要把这些技能传给下一代。QAqednc

我相信在本次会议上,EMC基础知识、实用技术内容和学术论文之间首次找到了平衡。作为一名“在职工程师”,过去我经常抱怨研讨会上缺乏实际的展示,而在EMC+SIPI 2019,算是第一次见到如此巨大的进步。QAqednc

(原文刊登于ASPENCORE旗下EDN英文网站,参考链接:EMC/SIPI Symposium gets more practical。)QAqednc

本文为《电子技术设计》2020年02月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里QAqednc

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