物聯(lián)網(wǎng)（IOT）的互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，為產(chǎn)品開發(fā)的重點是增加連接性，以及新的功能和服務(wù)支持。這通常意味著向產(chǎn)品添加一個或多個無線電以提供無線連接解決方案。從照明燈到筆記本電腦，從HVAC系統(tǒng)到家電，產(chǎn)品都集成了無線電技術(shù)以相互通信，與IoT和消費者進(jìn)行通信。相應(yīng)地，現(xiàn)在除了電磁兼容性（EMC）問題外，更多制造商還必須關(guān)注無線電法規(guī)遵從性。

EMC測試與防止產(chǎn)品之間以及產(chǎn)品與產(chǎn)品運行環(huán)境之間發(fā)生意外的電氣相互作用有關(guān)。電子產(chǎn)品在正常運行期間會意外地產(chǎn)生電磁場，并且可能會對各種無線電服務(wù)造成干擾。在某些情況下，它們可能以意想不到的方式直接相互影響。

在這種情況下，EMC測試采用兩種形式：

1）排放測試，測量產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁場，以確保它們保持在可接受的水平以下，以最大程度地減少干擾的可能性；

2）抗擾度測試，該測試使產(chǎn)品遭受其預(yù)期環(huán)境典型的電氣干擾，從而努力確定產(chǎn)品是否會受到電磁干擾的嚴(yán)重影響。將無線電設(shè)備放入產(chǎn)品中會為產(chǎn)品合規(guī)性和EMC測試增加新的考慮因素。

無線電基本的EMC注意事項：

      即使沒有集成的無線電，電子產(chǎn)品在世界許多地方也要符合EMC要求。適用的要求因地理區(qū)域而異，但通常是排放要求和抗擾性要求的混合。在美國，聯(lián)邦通信委員會（FCC）要求大多數(shù)工作在9 kHz以上的電子設(shè)備必須符合《聯(lián)邦法規(guī)標(biāo)題》第47章“電信”第15部分B子部分的要求，該條款包含對產(chǎn)品外殼和外殼的電磁輻射的限制電力線路。加拿大在其引起干擾的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)（ICES）系列中對各種產(chǎn)品類型都有類似的排放要求。

      其他經(jīng)濟(jì)體，例如歐盟（EU），需要進(jìn)行排放和抗擾度測試。歐盟有許多不同的EMC遵從標(biāo)準(zhǔn)。適用哪一種取決于產(chǎn)品類型，但通常包括對電涌的抗擾性，對電源線的干擾，輻射干擾，靜電放電（ESD），環(huán)境磁場，甚至在停電或掉電期間產(chǎn)品的性能。美國，加拿大，歐盟和其他經(jīng)濟(jì)體的醫(yī)療設(shè)備通常需要滿足IEC 60601-1-2中包含的EMC要求，該要求包含對排放和抗擾性的測試，與歐盟標(biāo)準(zhǔn)中的測試類似。

      非無線電產(chǎn)品的排放測試通常在測試實驗室進(jìn)行約一天，并且需要配置一個或多個在測試期間可以正常運行的樣品。排放掃描每次可能需要花費幾分鐘到幾小時的時間，并且產(chǎn)品需要在掃描運行時正常運行，因此可能有必要將產(chǎn)品配置為在日常使用中可能無法重復(fù)運行。應(yīng)提供所有必需的設(shè)備和電源，以便填充所有I / O端口，因為實驗室手邊可能沒有合適的設(shè)備來鍛煉產(chǎn)品。它總是有助于提供清晰簡明的操作說明，而不是大量的手冊。

每種模式下的抗擾性測試通常需要2到4天，有些測試可以運行數(shù)小時。設(shè)置方面的考慮與排放相同，另外還要求在抗擾度測試期間指定產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)，以便實驗室人員可以確定產(chǎn)品是否受到EMC干擾的影響。

      對于某些抗擾度測試，例如輻射和線路傳導(dǎo)的射頻抗擾度，其中在整個頻率范圍內(nèi)逐步對產(chǎn)品施加干擾，則必須觀察完整的產(chǎn)品工作周期，同時每個頻率施加干擾三秒鐘。如果產(chǎn)品的工作周期超過三秒，則出于測試目的，必須將其修改為三秒或更短，或者必須延長測試停留時間。由于某些抗擾度測試（例如電涌和ESD）可能具有破壞性，因此可能需要多個樣本。對于發(fā)射和抗擾度測試，可能需要特殊的軟件來滿足這些配置要求。

特定于無線電的法規(guī)問題：

      除了典型的EMC問題之外，無線電法規(guī)遵從性也帶來了一系列挑戰(zhàn)。在許多地區(qū)，例如美國和加拿大，無線電設(shè)備需要認(rèn)證和特殊標(biāo)簽，與通常的供應(yīng)商合格聲明相比，這增加了成本和時間。在歐盟，必須滿足無線電設(shè)備指令（RED）的要求，而不是EMC指令中的要求。對于某些在歐盟有使用限制的無線電設(shè)備，獲得CE標(biāo)志可能不僅涉及發(fā)布符合性聲明，甚至可能需要由公告機(jī)構(gòu)審查產(chǎn)品的技術(shù)合規(guī)性文件。

由于頻率分配因國家/地區(qū)而異，因此無線電可以在一個國家/地區(qū)使用，但在另一國家/地區(qū)不能使用。這可能導(dǎo)致同一電臺的多個版本或包含不同電臺的多個產(chǎn)品版本。

      另外，與監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)無關(guān)，某些無線電設(shè)備（如WiFi和Bluetooth）也需要獲得相關(guān)行業(yè)協(xié)會的注冊和批準(zhǔn)，才能合法使用WiFi，Bluetooth或其他商標(biāo)的行業(yè)徽標(biāo)。與監(jiān)管審批流程的不同之處在于，側(cè)重于同類無線電的互操作性，而不是滿足監(jiān)管要求，因此，消費者知道，購買時，它將與其他同類無線電一起工作。

      將無線電添加到設(shè)備后，對測試的要求也隨之提高。射頻（RF）暴露是一個令人擔(dān)憂的問題，可能需要進(jìn)行測試或計算才能證明符合暴露極限。在人體20厘米以內(nèi)使用的設(shè)備可能還需要進(jìn)行特定吸收率（SAR）RF暴露測試，在這種情況下，帶有場探頭的機(jī)械臂會在典型的使用距離處繪制電場強(qiáng)度，以證明該產(chǎn)品不是在使用中，將過多的能量耦合到身體上。

      與非無線電設(shè)備相比，具有集成無線電功能的設(shè)備還需要滿足擴(kuò)展的發(fā)射測試要求，通常要求在整個工作頻段內(nèi)以及在更寬的頻率范圍內(nèi)測試多個信道，這些頻率范圍通常會擴(kuò)展到無線電工作頻率的10 次諧波頻率。具有多種調(diào)制類型和數(shù)據(jù)速率的WiFi之類的無線電必須在所有操作模式下均符合標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致測試周期可能持續(xù)一到兩天到幾周不等，具體取決于無線電的類型和實現(xiàn)方式。

      更改操作的通道，輸出功率，使用的調(diào)制，數(shù)據(jù)速率以及在測試期間需要更改的任何其他參數(shù)幾乎總是需要特殊的軟件。有一些例外，例如EU WiFi標(biāo)準(zhǔn)ETSI EN 300 328，它指定了在正常操作模式下的測試。但是在大多數(shù)情況下，有必要同時提供正常工作模式和測試模式以允許更改所提到的參數(shù)，包括打開和關(guān)閉，跳頻跳頻（如藍(lán)牙）以及提供連續(xù)或近乎連續(xù)的傳輸模式以支持即使收音機(jī)通常不以這種方式運行，也需要進(jìn)行一些測試。

      將無線電添加到產(chǎn)品后，EMC抗擾性測試也會發(fā)生變化。除了在測試過程中觀察產(chǎn)品的基本功能之外，歐盟無線電EMC標(biāo)準(zhǔn)還要求在EMC干擾期間監(jiān)視無線電鏈路的質(zhì)量。在許多情況下，會在無線電空閑時執(zhí)行測試，以查看EMC干擾是否會導(dǎo)致其意外發(fā)射。這給制造商提出了獨特的挑戰(zhàn)，制造商通常必須提供定制的測試軟件解決方案，這些解決方案必須在發(fā)射器和接收器之間建立并維持連續(xù)或重復(fù)的RF鏈路，并且還必須在測試過程中監(jiān)視該鏈路的質(zhì)量。通常，此類軟件需要針對各種預(yù)期的測試方案進(jìn)行明確設(shè)計。

      無線電EMC測試需要大量準(zhǔn)備工作以確定所需的測試模式，并提供可以在制造商到達(dá)實驗室時支持測試的軟件。否則，由于在實驗室測試期間解決問題，項目將遇到延遲。對于包含無線電的醫(yī)療設(shè)備尤其如此。在無線電支持醫(yī)療設(shè)備的基本性能的情況下，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）法規(guī)通常要求對ANSI C63.27進(jìn)行無線共存測試，以確定由于以下原因造成的無線電鏈路降級對患者安全的潛在影響：附近的收音機(jī)。FDA還將在危害分析和風(fēng)險管理文件中獲得證據(jù)，以證實對無線電操作的評估。在這種情況下

無線電EMC測試至少需要一個樣本，但是可以提供盡可能多的樣本以涵蓋所有必需的測試模式并替換在測試過程中損壞的任何樣本，這是可以接受的。不必對同一樣本執(zhí)行所有測試。

無線電模塊：

      通過使用預(yù)先批準(zhǔn)的無線電模塊可以緩解將無線電集成到產(chǎn)品中所帶來的一些挑戰(zhàn)。美國和加拿大的法規(guī)允許對帶有內(nèi)置天線的無線電電路板進(jìn)行認(rèn)證，只要模塊中記錄的任何使用限制，都可以使用適當(dāng)?shù)臉?biāo)簽和用戶說明將其集成到主機(jī)產(chǎn)品中，而無需執(zhí)行其他認(rèn)證。認(rèn)證受到尊重。只能將帶有天線的完整無線電實現(xiàn)作為模塊，并且不允許參考設(shè)計進(jìn)行認(rèn)證。

      在歐盟，不存在技術(shù)上預(yù)先批準(zhǔn)的無線電模塊。但是，某些無線電制造商會對模塊化配置進(jìn)行預(yù)測試，以證明將其放置在主機(jī)產(chǎn)品中后，無線電可能會兼容。查看無線電模塊的符合性聲明時應(yīng)格外小心，因為由于模塊的開路板性質(zhì)（例如ESD），并非所有要求都已經(jīng)過測試。

      但是，使用預(yù)先批準(zhǔn)的模塊并不能解決所有合規(guī)性問題。在歐盟和北美，將無線電模塊集成到其產(chǎn)品中的制造商仍需負(fù)責(zé)主機(jī)設(shè)備與已安裝模塊的合規(guī)性。因此，在聲明符合性之前，重要的是評估主機(jī)產(chǎn)品與安裝的模塊的符合性。根據(jù)模塊的性質(zhì)及其預(yù)期用途，在未達(dá)到模塊認(rèn)證限制的情況下（例如，天線的改裝或在20厘米以內(nèi)的使用），可能需要在美國和加拿大進(jìn)行合法分銷的附加認(rèn)證。人類的身體）。

      在歐盟，支持合格聲明的主機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)文檔應(yīng)包括支持主機(jī)中無線電模塊符合性的文檔。這意味著它要么需要從無線電模塊制造商那里獲得，要么可能需要從頭開始構(gòu)建包括測試報告在內(nèi)的全套合規(guī)性文檔。

      即使在可以獲得文檔的情況下，對無線電模塊的測試本身也不能代表主機(jī)產(chǎn)品的性能。因此，根據(jù)RED要求進(jìn)行的不合規(guī)風(fēng)險評估將需要確定合規(guī)文檔中是否有任何空白需要填補(bǔ)。例如，主機(jī)中的操作可能會降低天線性能。并且，盡管在這種情況下滿足輸出功率要求可能會更容易，但是天線性能可能會下降到接收器不再滿足適用要求的程度。

      在其他情況下，主機(jī)電路和無線電電路之間的交互作用可能會導(dǎo)致意外的互調(diào)產(chǎn)物，或者可能會為組合兩個設(shè)備之前沒有天線的信號提供諧振天線。由于這些原因，F(xiàn)CC敦促無線電模塊的最終集成商考慮在主機(jī)產(chǎn)品中進(jìn)行一些無線電測試。類似的測試對于縮小歐盟合格聲明的技術(shù)文檔中的空白可能也很有用。至少，必須測試主機(jī)與安裝的無線電的無線電兼容性。提前預(yù)期這些需求有助于更有效地管理產(chǎn)品部署計劃，從而避免了從模塊制造商處采購測試軟件所造成的不必要的延遲。

      預(yù)先批準(zhǔn)的無線電模塊有時出于其他原因需要進(jìn)行測試，它們可能已在美國和加拿大，日本或韓國獲得了預(yù)先批準(zhǔn)，但在其他地區(qū)卻沒有獲得批準(zhǔn)。每個地區(qū)可能對認(rèn)證有不同的限制。有些國家/地區(qū)要求進(jìn)行國內(nèi)測試，或者沒有模塊化批準(zhǔn)程序，因此需要在每個國家/地區(qū)測試每個主機(jī)中的每個無線電，然后才能在該國銷售。

在其他情況下，可能可以利用FCC認(rèn)證和測試或EU測試報告和合格聲明。但是批準(zhǔn)收音機(jī)可能仍需要當(dāng)?shù)卮恚C明費用或文書工作。甚至規(guī)劃標(biāo)簽也可能需要一個新的維度，因為大多數(shù)監(jiān)管機(jī)構(gòu)都要求無線電設(shè)備具有標(biāo)記或ID號，而這些標(biāo)記或ID號過去可能沒有出現(xiàn)在產(chǎn)品標(biāo)簽上。

結(jié)論

利用具有EMC和無線電測試與知識的專家的優(yōu)勢，可以輕松開發(fā)任何連接的設(shè)備。獨立的第三方測試小組可以充當(dāng)?shù)诙谎劬?，以幫助確保產(chǎn)品的安全性和性能。此外，第三方小組通常會聘請熟悉空間的專家，他們熟悉法規(guī)要求，并具有可以幫助制造商了解要求的經(jīng)驗，從而間接地協(xié)助產(chǎn)品的測試和開發(fā)。

互聯(lián)產(chǎn)品在多個行業(yè)中提供了令人興奮的新機(jī)遇。不僅出于必要的法律目的，而且為了確保滿足客戶需求的高質(zhì)量產(chǎn)品，必須理解，考慮和實施此先鋒技術(shù)帶來的新考慮因素。就產(chǎn)品（和品牌）的成功而言，這可能會有所不同。