EMC-fejlfinding og forudindstillet testlab

Udvikling af et EMC-fejlfinding og forudgående overensstemmelsesprøvningslab

Mens du investerer i dit eget komplette EMC-testlaboratorium, kan det virke vanskeligt at retfærdiggøre det. De fleste virksomheder bør have råd til at gennemføre en vis grad af præ-compliance test kapacitet. Outside compliance test labs kan koste op på $ 2.000 pr. Dag. Fordelen ved at kunne udføre nogle af de vigtigste tests internt er, at du hurtigt kan afgøre, om dit produkt er tæt på passagen. At identificere "røde flag" eller problemområder tidligt tillader mere omkostningseffektiv implementering af rettelser. At vente til slutningen af ​​en produktudviklingscyklus for at bestemme EMC-overholdelse er altid meget risikabelt og normalt dyrt i tid og penge.

Som konsulent løber jeg ofte ind i klienter, der har arbejdet i uger eller måneder for at slå ned et udstødt emission problem ved gentagne gange at cykle mellem deres F & U-lab og tredjeparts compliance test lab. Dette er meget frustrerende for både designerne og deres ledelse. Ved at udføre nogle meget hurtige og enkle test kan du identificere fejl, indsnævre årsagen og prøve forskellige rettelser godt, før du tager produktet i for fuld overensstemmelse test.


Udvikling af dit eget EMI testlab

Så hvad er der involveret i at udvikle et grundlæggende EMC pre-compliance test lab? Det er næsten ikke så dyrt som du måske tror. Eksempelvis er der kun fire almindelige testfejl, jeg løber regelmæssigt ind: Udstrålede emissioner (RE) er altid nummer et problem efterfulgt af udstrålet immunitet (RI), elektrostatisk udladning (ESD) og udledte emissioner (CE). Med få undtagelser og en god strømforsyning og I / O-portfiltrering er mange af de linje- eller I / O-portrelaterede immunitetstest lavere risiko og går normalt OK. Imidlertid har nogle lav-asiatiske strømforsyninger utilstrækkelig eller ikke-eksisterende linefiltrering, og derfor har jeg tilføjet CE-testen, som er forholdsvis let at udføre.

Kort sagt måler udstrålede emissioner de udstrålede E-felter, der stammer fra det produkt, udstyr eller system, der er under test. Der er verdensomspændende grænser for, hvor meget disse emissioner kan være, afhængigt af miljøet det udstyr, jeg har til formål at arbejde i.

Radieret immunitet er et mål for, hvor mange eksterne E-felter produktet eller systemet kan tolerere fra eksterne kilder som udsendelse, mobiltelefoner eller tovejs radioer osv. Elektrostatisk udladning er en test for at se, hvor immune produktet eller systemet er til eksternt Statiske udladninger, normalt fra operatører, der rører tastaturer eller berøringsskærme.

Udledte emissioner er et mål for bredbånds- og smalbåndsstøjen, der udfører ledningen fra strømforsyningen.


EMI Fejlfinding kontra Pre-Compliance Testing

Der er en forskel mellem generel fejlfinding og præ-compliance test. Generel fejlfinding udføres normalt med et sæt prober og en spektrumanalysator. Målet er at identificere kilder til harmonisk energi og bestemme rettelser, der reducerer de harmoniske amplituder. Her søger vi hovedsagelig efter relative ændringer.

Præcisionstestning på den anden side forsøger at duplikere den måde, hvorpå overensstemmelsestestene køres til den bedst mulige evne og sammenlignes med de faktiske testgrænser.

Her er en liste over grundlæggende udstyr, der kræves for disse fire tests:

  • Radierede emissioner - Mens et oscilloskop er meget nyttigt til bestemmelse af stigningstider og ringing, er en spektrumanalysator virkelig det ønskede instrument til de fleste EMI fejlfinding og måling. Derudover vil du have et sæt nærfeltprober, en nuværende probe, en kalibreret (eller ukalibreret - se note 1) EMI-antenne, og muligvis en 20 dB få bredbåndsforberedelse
    Forstærker for at øge signalet fra proberne.
  • Radieret immunitet - Du skal bruge en RF-generator, der kan indstille det krævede frekvensbånd og muligvis en RF-forstærker for at øge signalniveauet.
  • Elektrostatisk udladning - Du skal bruge en ESD-simulator.
  • Udledte emissioner - Gennemført emissionstest udføres i henhold til CISPR 11 eller 22 og kræver et LISN (beskrevet ovenfor) mellem kilden til AC-linjens (eller DC) spænding og det testede produkt. En spektrumanalysator er forbundet til 50-ohm-porten, og den udførte RF-støjspænding vises på analysatoren. Forskellige model LISN'er er lavet til enten AC eller DC forsyningsspænding.

Alt ovenstående udstyr kan købes på det brugte marked. Der er også en ny kategori af "overkommelig" udstyr, samt udstyr til laboratoriekvalitet, afhængigt af dit budget. Generelt kræver det ikke meget dyrt udstyr, men det er også nødvendigt med en faktor i nogle nicetier, såsom realtids-spektrumanalyse for signaler, der kun kan forekomme sjældent eller signaler, som f.eks. Trådløs kommunikation, der muligvis ikke vises Klart på billige billedanalysatorer. Mere om dette er beskrevet i vores 2016 Real-Time Spectrum Analyzer Guide (Reference 1). Derudover kan der være vigtige grunde til at holde fast i avanceret udstyr til laboratoriekvalitet med deres højere ydeevne.

Jeg beskriver de forskellige beslutninger og afvejninger mere detaljeret i artiklen, EMI Fejlfinding - Trin for trin. Jeg har også en foreslået liste over grundlæggende testudstyr på min hjemmeside (Reference 2).

Radierede emissioner Da udstrålede emissioner normalt er den hyppigste testfejl, skal størstedelen af ​​din investering være fokuseret på denne test. Alligevel er der en bred vifte af testinvesteringsvalg. Eksempelvis er en grundlæggende fejlfindingstestopsætning, jeg ofte bruger, blot en ukalibreret modtageantenne placeret i den ene ende af et arbejdsbord, der er forbundet med en lille bænk topspektrumanalysator. Den testede vare er placeret i den anden ende af arbejdsbordet (figur 1). Kabler er knyttet til EUT og forskellige fejlfindingsteknikker bruges til at hjælpe med at identificere problemer med produktdesign (se EMI-fejlfinding trin for trin for anbefalede procedurer).

Præcisionstestning kræver en kalibreret EMI-antenne placeret enten 1m eller (bedre) 3m væk fra det testede produkt. På den måde kan du sammenligne emissionerne med faktiske testgrænser. Testen kan opstilles i ethvert område, der er stort nok og langt væk fra andet udstyr, der kan forstyrre testen. Nogle gange er der en parkeringsplads. Jeg har oftere brugt et stort konferencerum (figur 2). Det ene store problem i test uden for et afskærmet semi-anechoic-kammer er, at du skal håndtere omgivende signaler - det vil sige transmissioner fra radio / tv, celletransmissioner og tovejs radio. Teknikker til håndtering af disse vil blive beskrevet i næste artikel.


Radieret immunitet

Radieret immunitetstest kan også udføres ved hjælp af enkle fejlfindingsteknikker eller i et afskærmet semi-anecho-kammer. Det meste af det, jeg kalder "pre-compliance" -prøvning, bruger virkelig bare en RF-generator og nærfeltprober, eller en lille Family Radio Service (FRS) licensfri walkie-talkie. Hvis det testede produkt kan passere disse enkle test, er det også sandsynligt, at det vil passere de formelle tests ved testniveauer på 3V / m eller 10V / m (for kommercielle / industrielle produkter). Militær RI-testning vil sandsynligvis kræve meget højere testniveauer, der falder uden for rammerne af disse enkle bench top-test.


Figur 1. En typisk fejlfindingstestopsætning for udstrålede emissioner.
Figur 2. Et eksempel på en 3m præ-compliance test oprettet i et stort konferencerum. Bemærk DIY drejebordet for at hjælpe med at maksimere emissionerne.
billedtekst

Har du lyst til...

  • Få et citat?
  • Stil et spørgsmål?
  • Eksporterer PDF ...