Laboratoř pro zjišťování problémů v laboratořích EMC v laboratoři

Vypracování laboratoře pro zjišťování problémů v laboratoři EMC v laboratoři

Zatímco investování do vlastní plné interní testovací laboratoře EMC se může zdát obtížné odůvodnit, většina společností by měla mít možnost si dovolit provést určitou úroveň předběžných testů. Externí testovací laboratoře mohou stát až 2 000 dolarů za den. Výhodou toho, že budete schopni provést některé klíčové testy v podniku, je, že můžete rychle určit, zda je váš výrobek v blízkosti. Identifikace "červených vlajek" nebo problémových oblastí včas umožňuje efektivnější implementaci oprav. Čekání na ukončení cyklu vývoje produktu k určení souladu s EMC je vždy velmi riskantní a obvykle nákladné v čase a penězích.

Jako konzultant se často setkávám s klienty, kteří pracovali týdny nebo měsíce, aby překonali vyzařovaný problém s emisemi opakovaným cyklováním mezi laboratoří výzkumu a vývoje a laboratoří pro testování shody třetích stran. To je velmi frustrující jak pro návrháře, tak pro jejich řízení. Tím, že provedete velmi rychlé a jednoduché testy, můžete identifikovat selhání, zúžit základní příčinu a vyzkoušet různé opravy před přijetím produktu pro úplné testování shody.


Vyvíjení vlastní testovací laboratoře EMI

Takže, co se týká vývoje základního testovacího laboratoře EMC pro předběžné dodržování předpisů? Není to tak drahé, jak byste si mysleli. Například se vyskytují pouze čtyři běžné selhání testů: pravidelně se vyskytují vyzařované emise (RE), následované vyzařovanou imunitou (RI), elektrostatickým výbojem (ESD) a emisemi (CE). S několika výjimkami a za předpokladu dobrého vedení sítě a filtrování I / O portů je řada testů odolnosti proti lineárním nebo I / O portům nižší riziko a obvykle přechází do stavu OK. Některé asijské napájecí zdroje na nízké úrovni však mají nedostatečné nebo neexistující filtrování linek, a tak jsem přidal test CE, který je relativně snadný.

Stručně řečeno, vyzařované emise měří vyzařované E-pole pocházející z testovaného produktu, zařízení nebo systému. Existují celosvětové limity na to, do jaké míry mohou být tyto emise v závislosti na prostředí, které jsem navrhoval, abych pracoval.

Vyzařovaná imunita je měřítkem toho, kolik vnějších polí E může výrobek nebo systém tolerovat z externích zdrojů, jako jsou vysílání, mobilní telefony nebo obousměrné radiostanice atd. Elektrostatický výboj je test, který sleduje, jak imunní je výrobek nebo systém na vnější Statické výboje, obvykle z operátorů dotýkajících se klávesnic nebo dotykových obrazovek.

Vadné emise jsou měřítkem širokopásmového a úzkého pásma šumu, které vedou kabelové vedení ze spínaných zdrojů napájení.


Odstraňování problémů EMI versus předběžné testování shody

Existuje rozdíl mezi obecným řešením problémů a předběžnými testy. Obecné odstraňování problémů se obvykle provádí pomocí sady sond a spektrálního analyzátoru. Cílem je určit zdroje harmonické energie a určit fixy, které snižují harmonické amplitudy. Zde hledáme především relativní změny.

Testy předběžného dodržování předpisů se naopak pokoušejí duplikovat způsob testování shody na co nejvyšší možnou míru a porovnat se skutečnými zkušebními limity.

Zde je seznam základního vybavení požadovaného pro tyto čtyři testy:

  • Vyzařované emise - Zatímco osciloskop je velmi užitečný pro stanovení časů vzestupu a zvonění, spektrální analyzátor je opravdu požadovaným nástrojem pro většinu řešení a měření EMI. Navíc budete chtít sadu sond v blízkosti pole, proudovou sondu, kalibrovanou (nebo nekalibrovanou - viz poznámku 1) EMI anténu a případně 20 dB zisk širokopásmového připojení
    Zesilovač pro zvýšení signálu ze sond.
  • Radiační imunita - Budete potřebovat RF generátor, který dokáže naladit požadovaný kmitočtový pás a případně zesilovač RF pro zvýšení úrovně signálu.
  • Elektrostatický výboj - Budete potřebovat simulátor ESD.
  • Kontrolovaná emise - Provedené testování emisí se provádí podle CISPR 11 nebo 22 a vyžaduje LISN (popsaný výše) mezi zdrojem střídavého (nebo stejnosměrného) napětí a zkoušeným produktem. Spektrální analyzátor je připojen k portu 50 Ohm a na analyzátoru je zobrazeno napětí RF. Různé modely LISN se vyrábějí buď pro střídavé nebo stejnosměrné napájecí napětí.

Všechna výše uvedená zařízení mohou být zakoupena na použitém trhu. K dispozici je také nová kategorie "cenově dostupných" zařízení, stejně jako vybavení na úrovni laboratorní kvality, v závislosti na vašem rozpočtu. Obecně platí, že většina předběžných testů nevyžaduje velmi drahé zařízení, ale potřebujete také některé fakty, jako je analýza spektra v reálném čase pro signály, které se mohou vyskytovat jen zřídka, nebo signály, jako například bezdrátová komunikace, Jasně na low-cost zametaných analyzátorech. Další informace o tom naleznete v příručce 2016 Real-Time Spectrum Analyzer Guide (Reference 1). Kromě toho mohou existovat důležité důvody, proč se s vyššími výkonnostmi držet zařízení s vyšší kvalitou v laboratoři.

Popíšu různá rozhodnutí a kompromisy podrobněji v článku EMI Troubleshooting - Step-by-Step. Mám také doporučený seznam základních zkušebních zařízení na mé webové stránce (Reference 2).

Vyzařované emise Protože vyzařované emise jsou obvykle nejčastějším selháním testu, většina vašich investic by měla být zaměřena na tento test. Přesto existuje široká škála testovacích investičních možností. Například základní testování problémů, které používám často, je pouze nekalibrovaná přijímací anténa umístěná na jednom konci pracovního stolu, která je připojena k analyzátoru spektrálního mikroskopu. Testovaný produkt je umístěn na druhém konci pracovního stolu (obrázek 1). Kabely jsou připojeny k EUT a různé techniky odstraňování potíží se používají k určení problémů s návrhem produktu (viz doporučené postupy EMI pro řešení problémů krok za krokem).

Testování před provedením shody vyžaduje kalibrovanou anténu EMI umístěnou buď 1 m nebo (lepší) 3 m od testovaného produktu. Tímto způsobem budete moci porovnat emise s aktuálními zkušebními limity. Zkouška může být nastavena v jakékoli oblasti dostatečně velké a daleko od jiných zařízení, která by mohla rušit testování. Někdy se používá parkoviště. Často jsem používal velkou konferenční místnost (obrázek 2). Jedním z velkých problémů při testování mimo stíněnou polokruhovou komoru je, že se musí vypořádat s okolními signály - to jsou přenosy z vysílacího rozhlasu / televize, mobilních přenosů a obousměrného rozhlasu. Techniky pro jejich řešení budou popsány v následujícím článku.


Radiační imunita

Zkoušení odolnosti proti vyzařování může být také prováděno s použitím jednoduchých technik odstraňování problémů nebo v stíněné polokruhovité komoře. Většina z toho, co říkám jako "předběžné" testování, je opravdu jen pomocí RF generátoru a blízkých sondách, nebo bezdrátové vysílačky s bezdrátovou službou Family Radio Service (FRS). Pokud je testovaný výrobek schopen tyto jednoduché testy projít, pak je také pravděpodobné, že projde formální zkouškou na zkušební úrovni 3V / m nebo 10 V / m (u komerčních / průmyslových výrobků). Vojenský test RI bude pravděpodobně vyžadovat mnohem vyšší úrovně testů, které nespadají do rozsahu těchto jednoduchých testů na úrovni nejvyšší úrovně.


Obrázek 1. Typické nastavení testu problémů při vyzařovaných emisích.
Obrázek 2. Příklad testu předběžné shody o velikosti 3 metry nastaveného ve velké konferenční místnosti. Všimněte si DIY gramofonu, který pomáhá maximalizovat emise.
titulek

Chtěl bys...