Z życia elektronika – #4 – Testy EMC cz. II

Na rozgrzewkę:

W ostatnim wpisie poruszyłem temat badań odporności jak i emisji zakłóceń elektromagnetycznych przewodzonych. Teraz zajmę się tematem badań emisji jak i odporności promieniowanej. Emisja promieniowana dotyczy zakłóceń emitowanych przez testowane urządzenie w czasie swojej pracy, która to może zakłócać urządzenia pracujące w sąsiedztwie. Badanie odporności promieniowanej ma za zadanie sprawdzenie zachowania urządzenia podczas pracy w środowisku narażonym na zakłócenia, którego poziomy są wyspecyfikowane w normach.

Zakres wpisu:

  • Testy emisji urządzenia (Radiated Emission)
  • Testy odporności urządzenia na zakłócenia (Radiated Immunity)

Zaczynamy - emisja

Testy emisyjności promieniowanej powinny być przeprowadzane w środowisku ciszy radiowej, lecz takie miejsca są nieosiągalne, a badania wykonywane w środowisku gdzie występują zakłócenia są bez celowe. Ciężko jest zinterpretować zakłócenia pochodzące od badanego urządzenia w porównaniu z zakłóceniami występującymi w otoczeniu. Dlatego też testy wykonywane są w komorach ekranujących: prawie bez odbiciowej lub bez odbiciowej. Niską odbiciowość fal zapewniają płytki ferrytowe (świetnie pracują w niskich częstotliwościach – do kHz) zamontowane na ścianach komór oraz piankowe absorbery (pracują znakomicie dla każdej częstotliwości), zamontowane na płytkach ferrytowych. DUT w komorze umieszczony jest na uziemionej metalowej płycie (Ground Plane), zamontowanej na drewnianym stole.

Testy Radiated Emmission wykonywane są za pomocą odbiornika pomiarowego oraz anten. Anteny zbierają fale emitowane przez DUT. Odbiornik połączony z antenami odczytuje  energię emitowaną przez poszczególne częstotliwości. Do testów emisji wykorzystywane jest klika rodzajów anten w zależności od badanego zakresu częstotliwości:

  • 9kHz – 30MHz: antena prętowa (Rod Antenna)
  • 20MHz – 300MHz: anteny dwustożkowej (Biconical Antenna)
  • 200MHz do 1,3GHz: logarytmiczno-okresowa (Logarithmically Periodic Antenna)
  • Najwyższe częstotliwości 0,8GHz – 18GHz badane są za pomocą anteny rożkowej (Horn Antenna)

Odległość anten od podłogi zależy od wysokości stołu. Odpowiednia wysokość stołu i anten od podłogi zapewnia zerowe odbicia od metalowej powierzchni podłogi w komorach prawie bez odbiciowych. 

Testy rozpoczynane są do pomiaru tzw. tła, czyli zakłóceń występujących w komorze. Pomiary tła wykonywane są gdy DUT jest wyłączony, celem tego pomiaru jest zweryfikowanie zakłóceń występujących w komorze i ewentualna ich eliminacja. Poziom tła także określany jest w normach, jeśli nie spełnia podanych zakresów należy znaleźć/wyeliminować źródło zakłóceń. Następnie wykonywane są skany podczas których zmieniane są anteny i ich polaryzacja.

Odporność

W zależności od testów DUT jest umieszczany w komorze odbiciowej prawie lub bez odbiciowej. Podstawowym sygnałem, którym narażany jest DUT jest sygnał sinusoidalny. Sygnał dostarczany jest w postaci fali ciągłej lub zmodulowany. W testach wykorzystywana jest modulacja AM (o częstotliwości 1kHz z głębokością 80%), oraz PM. Stosowana jest także modulacja impulsowa polegająca na załączeniu i wyłączaniu sygnału symulując zakłócenia pochodzące od sieci GSM.

Testy odporności:

  • wstrzykiwanie w wiązkę zakłóceń (Bulk Current Injection), symulując płynący prąd w sąsiadujących przewodach umieszczonych w jednej wiązce.
  • obok wiązki połączonej z DUT umieszczany jest przewód z płynącym prądem oddziałowującym na wiązkę (badając zachowanie DUT podczas wyładowań atmosferycznych, stanów łączeniowych urządzeń indukcyjnych itp.)
  • promieniowanie fal elektromagnetycznych z wykorzystaniem anteny. Badania wykonywane są w komorze bezodbiciowej lub prawie bezodbicowej. DUT narażany jest częstotliwościami z każdej strony, a także od dołu i od góry.

Podczas powyższych testów istnieje kilka metod weryfikacji poprawnej pracy urządzenia, wszystko zależy od funkcjonalności. Jedną z metod jest obserwacja na żywo za pomocą kamery zachowania DUT umieszczonego w komorze, kolejną stały pomiar wyjść DUT. Jeśli DUT posiada kilka funkcjonalności mogą być one podzielone na dopuszczalne zachowanie w czasie narażania DUT konkretnym poziomem zakłóceń.

Autor artykułu
Mateusz Pluta

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *