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EMV Produkte - emitec-industrial.ch

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<strong>EMV</strong> Prozess<br />

Zeit & Kosten externer <strong>EMV</strong><br />

Prototyp A Final Design Testhaus<br />

Prototyp B<br />

Verzögerung<br />

Prioduktion & Sample<br />

Testing<br />

1


<strong>EMV</strong> Prozess<br />

Entwicklungsbegeleitende <strong>EMV</strong> Spart Zeit & Kosten<br />

Prototyp A Final Design Testhaus<br />

Prototyp B<br />

Verzögerung<br />

2<br />

Produktion & Sample<br />

Testing


<strong>EMV</strong> Ausbildungen<br />

Ma<strong>ch</strong>en Sie Ihre <strong>Produkte</strong> Störsi<strong>ch</strong>er<br />

• 2 Tages <strong>EMV</strong> Seminar mit praxiserfahrenen Experten<br />

• <strong>EMV</strong> Gere<strong>ch</strong>tes Design von Gehäusen, Baugruppen,<br />

Leiterplatten und Verkabelungen etc.<br />

– Einsatz von Entstörkomponenten, Filter und effektive<br />

S<strong>ch</strong>irmung<br />

– Beispiel: Ausbreitungswege einer Störung<br />

– Beispiel: Halbleiterbaustein sa<strong>ch</strong>gere<strong>ch</strong>t und <strong>EMV</strong>-si<strong>ch</strong>er in<br />

ein Layout integriert<br />

• Kurse 2. – 3. Feb. / 14 – 15. April / Herbst 2011<br />

• Weitere Kurse: <strong>EMV</strong>-Kompetenz 7. April 2011<br />

– ESD / Burst / Surge / HF Einkopplung<br />

3


<strong>EMV</strong> Systeme<br />

Konformitätserklährung<br />

• Verantwortung für die Komformitätserklährung liegt bei<br />

der GL ni<strong>ch</strong>t beim Testhaus.<br />

• Die Komformitätserklährung kann problemlos selber<br />

erstellt werden<br />

• Alle Messungen müssen gut dokumentiert sein und der<br />

Norm entspre<strong>ch</strong>en.<br />

• Mit entwicklungsbegleitender <strong>EMV</strong> werden<br />

Neuentwicklungen frühzeitig <strong>EMV</strong> Optimal entwickelt und<br />

somit Kosten und Zeit gespart – ein letzter Ganz ins<br />

Testhaus ist ideal<br />

• Leitungsgebundene Tests (z.B: Burst, Surge, ESD etc)<br />

können problemlos und normenkonform im Hause<br />

dur<strong>ch</strong>geführt werden – was Zeit und Kosten einspart.<br />

4


Immunity HF<br />

Interference field<br />

Interferencevoltage<br />

Interferencepower<br />

<strong>EMV</strong> Probleme<br />

Some Interferences<br />

Emission HF<br />

Interference field<br />

EUT (Equipment Under Test)<br />

Harmonics / Flicker<br />

ESD<br />

Burst<br />

Emission (from EUT to Environment)<br />

Immunity (from Environment to EUT)<br />

Surge<br />

Peripherie<br />

Voltage<br />

Variations<br />

5


• Simple to use<br />

• Cost Efficient<br />

• According to Norm<br />

• Requires screening<br />

• Typ. Cell<br />

• With some tricks, it is also<br />

possible without screening ….<br />

<strong>EMV</strong> Systeme<br />

Precompliance EMC – typical first pur<strong>ch</strong>ase


<strong>EMV</strong> - ESD<br />

• Equipment<br />

• ESD Simulator<br />

• Horizontal Coupling Plate (Metal)<br />

• Resistor<br />

• Table<br />

• Efficiency<br />

• Very efficient<br />

• Reproducibility<br />

• good to very good<br />

• Representation<br />

• Full-Compliant (Norm)<br />

• Cost<br />

• 8k – 15k CHF<br />

ESD – Electro Static Dis<strong>ch</strong>arge - EN/IEC 61000-4-2<br />

Air dis<strong>ch</strong>arge – direct<br />

Contact dis<strong>ch</strong>arge –<br />

direct & indirect


Indirektentladung auf HCP<br />

Direktentladung<br />

Indirektentladung auf<br />

VCP<br />

<strong>EMV</strong> - ESD<br />

Anwendung / Aufbau ESD 61000-4-2<br />

isolierende<br />

Unterlage<br />

ESD Pistole mit<br />

2m langer Erdung<br />

Bezugsmasseplatte<br />

Prüftis<strong>ch</strong> mit horizontaler<br />

Koppelplatte (HCP)<br />

Erdableitungsset<br />

je 2 x 470 Ohm<br />

10<br />

vertikale Koppelplatte<br />

(VCP)<br />

Erdung der<br />

Bezugsmasseplatte


•Equipment<br />

EM Test UCS500<br />

Burst – Surge – Powerfail<br />

Kombigenerator<br />

–Burst Generator<br />

(Combi…)<br />

–Metal Plate<br />

–Table<br />

–Isolation<br />

<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Normanwendung: Burst - Electrical Fast Transient - EN/IEC<br />

61000-4-4<br />

EUT - Prüfling (Klingel-Einheit mit<br />

Video-Übertragung)<br />

•Efficiency<br />

•Representation<br />

–Very efficient<br />

–Full-Compliant<br />

•Reproducibility<br />

•Cost<br />

–very good<br />

12 – 30k CHF<br />

–No special care has to be taken<br />

11<br />

Peripherie


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Burst - Electrical Fast Transient - EN/IEC 61000-4-4<br />

Capacitive Coupling Clamp for Dataline<br />

Precompliance for early tests via probes<br />

12


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

IEC/EN61000-4-4 Ed. 2.0 (2004-07) Amd 1 of Ed. 2.0<br />

IEC61000-4-4 Ed. 2.0 IEC61000-4-4 Ed. 2.0 Amd 1<br />

Alle Ausgänge parallel prüfen FALSCH !<br />

Die reine Common Mode<br />

Prüfung kann ni<strong>ch</strong>t alle in der Realität vorkommenden<br />

Phänomene na<strong>ch</strong>bilden<br />

Jeder Ausgang einzeln prüfen KORREKT<br />

13


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Burst IEC 61000-4-4 Ed. 2.0 Amd 1<br />

• Einbezug des Coupling Pfades in die Verifikation =<br />

si<strong>ch</strong>erstellen, dass der Puls wirkli<strong>ch</strong> errei<strong>ch</strong>t wird<br />

• Fals<strong>ch</strong>es „HF“ Verhalten wird detektiert<br />

• Alle EM Test EFT / UCS Simulatoren ab 30. Juli 2004 sind<br />

bereits na<strong>ch</strong> neuer Norm!<br />

• Upgrade mögli<strong>ch</strong> für ältere Simulatoren<br />

14


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Änderungen Burst Edition 2<br />

• Zusätzli<strong>ch</strong>e Test Frequenz 100kHz<br />

(bisher nur 5kHz)<br />

• Definierter Aufbau des Burst Gerenators<br />

(Controlled High Voltage Swit<strong>ch</strong>)<br />

• Risetime (5ns) und Duration (50ns) in<br />

50Ohm und 1000Ohm Laods enger defniert<br />

• Burst Duration 15ms @5kHz und 0.75ms<br />

@100kHz enger definiert<br />

• Verifikation des Bursts definiert<br />

15


Applikations Support<br />

• *EUT:* LED-Leu<strong>ch</strong>te, 24Vdc, Strombezug getaktet (1MHz)<br />

bis zu 3A.<br />

– Der Einbau von grossen Stütz C’s ist Aufgrund der<br />

Platzverhältnisse leider ni<strong>ch</strong>t mögli<strong>ch</strong>…<br />

• Die Entkopplung im UCS hat in jedem Pfad 1.5mH, womit<br />

bei 1MHz Taktung ni<strong>ch</strong>t mehr vier dur<strong>ch</strong>kommt. Als<br />

Alternative S<strong>ch</strong>altung gemäss beigelegtem Bild vor.<br />

– Generator als Koppelglied benützen. Keine Leitung an der<br />

EUT Versorgung hinten am UCS<br />

– Entkopplung mit separaten kleinen Drosseln plus ev.<br />

Ho<strong>ch</strong>passfilter parallel zu den Drosseln, damit die 1MHz<br />

Pulse dur<strong>ch</strong>kommen. Der Surge hat cs 40kHz Bandbreite.<br />

16


•Equipment<br />

EM Test UCS500<br />

Burst – Surge – Powerfail<br />

Kombigenerator<br />

–Burst Generator<br />

(Combi…)<br />

–Metal Plate<br />

–Table<br />

<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Surge – Energetic Single Transients - EN/IEC 61000-4-5<br />

EUT - Prüfling (Klingel-Einheit mit<br />

Video-Übertragung)<br />

•Efficiency<br />

•Representation<br />

–Very efficient<br />

–Full-Compliant<br />

•Reproducibility<br />

•Cost<br />

–very good<br />

12 – 30k CHF<br />

–No special care has to be taken<br />

17<br />

Peripherie


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Surge – Energetic Single Transients - EN/IEC 61000-4-5<br />

Coupling into Dataline via Gas Arrestor or Capacitive Path<br />

18


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

CNI 508N1 - For HIGH-SPEED COMMUNICATION LINES<br />

• Surge test voltage up to 4kV (1.2/50us)<br />

• Burst test voltage up to 4kV (5/50ns)<br />

• Residual voltage max. 15V at 2kV<br />

• Coupling to 8 lines (4 pairs) referenced to the <strong>ch</strong>assis<br />

• Data transfer max. 1,000MByte/s<br />

• DUT/AE connection via RJ45 male connectors<br />

19


•Equipment<br />

–Burst Generator<br />

(Combi…)<br />

–Trafo<br />

–Coupling Network<br />

for Dataline<br />

–Table<br />

<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Dips, short interruptions and voltage variations<br />

•Efficiency<br />

–Very efficient<br />

•Reproducibility<br />

–very good<br />

–No special care has to be<br />

taken<br />

•Representation<br />

–Full-Compliant<br />

•Cost<br />

12 – 30k CHF<br />

Dips<br />

Interruptions<br />

Motorstart<br />

20


•Equipment<br />

–Magnetic field Coil<br />

–Variac<br />

–Currenttravo<br />

–Currentprobe<br />

<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Magnetic field tests EN/IEC 61000-4-8 (50/60Hz) -9 (Pulsed)<br />

•Efficiency<br />

–Very efficient<br />

•Reproducibility<br />

–good to very good<br />

EUT<br />

MC<br />

26xx<br />

x<br />

UCS 500<br />

•Representation<br />

–Full-Compliant<br />

•Cost<br />

–5 - 15 CHF<br />

MV 2616<br />

21


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Burst - Electrical Fast Transient –<br />

EN/IEC 61000-4-4<br />

Coupling HFK<br />

for Dataline 1700.-<br />

Coil, Current Trafo & Variac = 14k CHF<br />

Magnetic field tests<br />

EN/IEC 61000-4-8 (50/60Hz) -9 (Pulsed)<br />

All you need is a Combi Generator<br />

Combi Generator:<br />

21‘000.-<br />

Surge – Energetic Single Transients - EN/IEC<br />

61000-4-5<br />

Tapped Autotrafo<br />

1000.-<br />

Dips, short interruptions & voltage variations<br />

EN/IEC 61000-4-11 & EN/IEC 61000-4-29<br />

22<br />

Coupling CNV for<br />

Dataline 3700.-


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

EM Test UCS500 – unerrei<strong>ch</strong>te Qualitäten!<br />

• Quickstart – für s<strong>ch</strong>nell mal einen Test dur<strong>ch</strong>zuführen<br />

• Einzigartig - alle Parameter können während dem Test<br />

über das Drehrad sehr s<strong>ch</strong>nell verstellt werden (kein<br />

mühsames Test-off – Parameter Change – Test-on…..)<br />

• Einziges Testsystem wel<strong>ch</strong>es permanenten Dauerburst<br />

generiert – ideal um elektronis<strong>ch</strong>e Geräte zu optimieren<br />

• Normenprogramme bereits integriert – Norm Auswählen<br />

und loslegen!<br />

• Surge Test mit Strom & Spannungsanzeige IST- ermögli<strong>ch</strong>t<br />

eine Qualitatrive Bewertung Ihres (Design) S<strong>ch</strong>utzkonzepts<br />

• Surge Test mit Stromlimiter – stellt si<strong>ch</strong>er dass der Prüfling<br />

ni<strong>ch</strong>t abbrennt!<br />

23


EM Test CWS500N1<br />

•Equipment<br />

–Generator<br />

–Coupling Media (CDN,<br />

EM101 Clamp or BCI<br />

Clamp)<br />

<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Test Setup with CDN<br />

CDN‘s<br />

Automatis<strong>ch</strong>e Überwa<strong>ch</strong>ung<br />

•Efficiency<br />

–Very efficient / Fast<br />

•Reproducibility<br />

–good to very good<br />

RF Conducted Immunity Testing – EN/IEC 61000-4-6<br />

EUT<br />

•Representation<br />

–Full-Compliant<br />

•Cost<br />

–25 - 35k CHF<br />

24<br />

Test Setup with BCI<br />

Test Setup with EM101


EM Test UCS500 mit<br />

eingebauten Koppelnetzwerk<br />

EM Test CWS500 mit<br />

Koppelzange<br />

<strong>EMV</strong> Systeme<br />

HF-“Coupling “ without Cell / EMC ane<strong>ch</strong>oic rooms<br />

•Possibility A<br />

–Use Burst Generator (from conducted Test) with<br />

100kHz set to continous Burst Pulse<br />

–It will stress your EUT also in the HF Aera (where most<br />

problems arrise)<br />

•Possibility B<br />

–Use Continous Wave Generator of Standard / Norm EN<br />

61000-4-6.<br />

–Reproducable Tests up to 1GHz<br />

•Both Possibilities will give you good indications of<br />

your product – so you can easy go into the testhouse<br />

•Advantage: conducted (Normative) test may be<br />

performed simultaneously with the existing<br />

equipment<br />

25


NetWave-Serie (1-phasig):<br />

Simulation der meist geforderten<br />

Netzphänomene<br />

<strong>EMV</strong> Systeme<br />

Simulation Netzausfall & -Anomalien<br />

• Netwave – Simulation der meist geforderten<br />

Netzphänomene – stellt si<strong>ch</strong>er, dass Ihre <strong>Produkte</strong> unter<br />

jeden Umständen funktionieren<br />

• Hohe Leistungsbandbreite: DC-5 kHz<br />

• Ausgangsleistung 7.500 VA AC, bzw. 9.000 W DC<br />

• Ausgangsspannung 300 V AC, bzw. 425 V DC<br />

• Extrem Hohe Peakstrom-Fähigkeit 200A Max<br />

47A rms während 3 Sekunden – ideal für Motor-Start up<br />

etc<br />

• Eingebauter Arbitrary Generator simuliert jede Art der<br />

Wellenform<br />

• Normenprüfroutinen für IEC/EN, Aircraft und Militär-<br />

Anforderungen<br />

• Eingebaute Spannungs- und Strommessung (optional)<br />

• Ebenfalls als 3 Phasen Systeme bis 100A pro Phase<br />

erhältli<strong>ch</strong><br />

26


<strong>EMV</strong> Systeme<br />

Simulation Netzausfall & -Anomalien<br />

• Normen für die Prüfung der Störfestigkeit<br />

– IEC/EN 61000-4-11 DIPS, Unterbre<strong>ch</strong>ungen und<br />

Spannungss<strong>ch</strong>wankungen<br />

– IEC/EN 61000-4-13 Obers<strong>ch</strong>wingungen und<br />

Zwis<strong>ch</strong>enharmonis<strong>ch</strong>e<br />

– IEC/EN 61000-4-14 Spannungss<strong>ch</strong>wankungen<br />

– IEC/EN 61000-4-28 S<strong>ch</strong>wankungen der Netzfrequenz<br />

– IEC/EN 61000-4-27 Unsymmetrie der 3-Phasen<br />

Versorgungsspannung<br />

– IEC/EN 61000-4-17 We<strong>ch</strong>selanteile an DC-Versorgungen<br />

(DC Rippel)<br />

– IEC/EN 61000-4-29 Spannungseinbrü<strong>ch</strong>e, Unterbre<strong>ch</strong>ungen<br />

in DC Netzen<br />

27


CM disturbances from Train Supply Systems<br />

Common Mode disturbances due<br />

to lenght of power distribution<br />

<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Conducted, common-mode disturbances, 0Hz (DC) to 150kHz<br />

•Equipment<br />

–Generator<br />

–AC Source or Variac<br />

–Coupling Media<br />

•Efficiency<br />

–Efficient<br />

–Relativ Fast<br />

•Reproducibility<br />

–good to very good<br />

•Representation<br />

–Full-Compliant EN/IEC 61000-4-16<br />

•Cost<br />

–25 - 50k CHF<br />

29


•Equipment<br />

–AC Source<br />

–Flicker / Harmonics Analyzer<br />

–Flicker Impedance (build in Analyzer)<br />

<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Emission<br />

Harmonics EN/IEC 61000-3-2 & Flicker EN/IEC 61000-3-3<br />

Z s<br />

G<br />

R A jX A Z M<br />

•Efficiency<br />

–Very efficient<br />

–Fast<br />

•Reproducibility<br />

–good to very good<br />

Flicker<br />

Harmonics<br />

EUT<br />

•Representation<br />

–Full-Compliant<br />

•Cost<br />

–25 - 35k CHF<br />

30


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Immunität<br />

Ökostromprüfung - 1,2/50 µs Surge Generator EN/IEC 61730<br />

• VSS 500N10.2 von EM TEST speziell entwickelt, um<br />

Ho<strong>ch</strong>spannungstransienten gemäss IEC 61730-2 zur<br />

Si<strong>ch</strong>erheitsprüfung von Photovoltaikanlagen zu generieren<br />

• Spezifizierte Kurvenform 1,2/50 µs muss gemäß der<br />

Anforderungen über eine Vielzahl von Photovoltaik-<br />

Kapazitäten generiert und gehalten werden. Das bedeutet,<br />

dass der Generator auf vers<strong>ch</strong>iedene Impulsform-<br />

Netzwerke basieren muss, um die variablen<br />

Kapazitätslasten der Panels, abhängig von ihrer Größe und<br />

Design, zu meistern<br />

• für Surge-Prüfungen an Photovoltaikpanels müssen diese<br />

mit Kupferfolie umwickelt werden. = hohen<br />

Kapazitätswerten x Zehn-Nanofarads (übli<strong>ch</strong>e Werte liegen<br />

zwis<strong>ch</strong>en ca. 10 und 180 nF). Die geforderte Kurvenform<br />

1,2/50 µs muss über den gesamten Lastberei<strong>ch</strong> innerhalb<br />

der vorges<strong>ch</strong>riebenen Toleranz gehalten werden<br />

31


EUT<br />

•Equipment<br />

–Receiver<br />

–LISN<br />

(Line Impedance<br />

Stabilization Networks)<br />

–Ground plane<br />

–Table<br />

<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Emission<br />

Masseplatte<br />

Conducted Emission 9kHz – 30MHz<br />

LISN<br />

•Efficiency<br />

–Easy, save and fast measurement<br />

•Reproducibility<br />

–very good<br />

Emissiontest – see Flyer<br />

„Pre-Compliante EMC“<br />

EMC<br />

Reciever<br />

•Representation<br />

–Normative<br />

EN55011 / 14 / 22<br />

•Cost<br />

–10 bis 30 kCHF<br />

32


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Emission<br />

Störspannug 9kHz – 30MHz<br />

Anwendung<br />

• 1/3 Phasige Anlagen, Mas<strong>ch</strong>inen, Geräte, Netzteile etc.<br />

• Entwicklungsbegleitend – einfa<strong>ch</strong>e Anwendung<br />

• Normkonform<br />

Messaufbau<br />

• Messempfänger na<strong>ch</strong> Norm CISPR 16-1<br />

• Line Impedanz Stabilisation Network (LISN) 50-W/50-mH-V-<br />

Netzna<strong>ch</strong>bildung na<strong>ch</strong> Norm CISPR 16-1<br />

• Abstand LISN – EUT min 0.8m – Lange Leitungen (>1m) zum Bündel<br />

falten (ni<strong>ch</strong>t grösser als 0.4m)<br />

• Am Messplatz muss eine reflektierende (metallis<strong>ch</strong>e) Grundflä<strong>ch</strong>e<br />

verwendet werden (min 2x2m). Tragbare Geräte und andere Geräte,<br />

die keine Standgeräte sind, müssen auf einen ni<strong>ch</strong>tmetallis<strong>ch</strong>en<br />

Tis<strong>ch</strong> 0,8 m oberhalb der Grundflä<strong>ch</strong>e aufgestellt werden.<br />

• LISN muss mit reflektierender (metallis<strong>ch</strong>e) Grundflä<strong>ch</strong>e verbunden<br />

werden<br />

33


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Emission<br />

CISPR 16-1-3 / EN 55014 Haushaltgeräte, Elektrowerkzeug, Spielzeug o.Ä<br />

34


<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Emission<br />

CISPR 55015 – Lampen & Vors<strong>ch</strong>altgeräte<br />

35


• Equipment<br />

–EMC Receiver<br />

–Korrelations-<br />

Faktoren<br />

–MDS21<br />

–Table<br />

<strong>EMV</strong> Leitungsgebundene Emission<br />

EMC<br />

Reciever<br />

Emitec Measurement Principle for Radiated Emission rather large EUT‘s<br />

Mess-Zange<br />

•Efficiency<br />

–Requires good Training<br />

–Ideal with Reference EUT to Standard<br />

measurement (Norm)<br />

–Special measurement procedure developed in<br />

collaboration with PTT<br />

–Important: involvement of correlation factors<br />

•Reproducibility<br />

–Relativ good<br />

–Carefull: External disturbances (i.e: Handy)<br />

36<br />

EUT<br />

•Representation<br />

–Pre-Compliant<br />

•Cost<br />

–8k CHF (requires Narda 9010/30P<br />

EMC Reciever)


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

<strong>EMV</strong> Emissions-Verifikation mit Kammgenerator<br />

• Pegel Prüflings 64dBuV Frequenz 434MHz.<br />

• Messung des Referenz Generators 434MHz = 46dBuV<br />

• Referenzpegel (OATS Kalibration) des Referenzstrahlers bei<br />

434MHz =70dBuV. Differenz = 24dB<br />

• Addieren (bzw. bei negativen Werten subtrahieren) 24dB<br />

am Frequenzpunkt (434MHZ) = 64dBuV + 24dB = 88dBuV.<br />

Amplitide<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

30<br />

61.7<br />

93.4<br />

125<br />

157<br />

189<br />

<strong>EMV</strong> Emissions-Messung - Referenzmethode<br />

220<br />

252<br />

284<br />

315<br />

347<br />

379<br />

410<br />

Frequenz (MHz)<br />

442<br />

64dBuV Prüfling<br />

46dBuV Kammgeni<br />

474<br />

506<br />

537<br />

569<br />

601<br />

632<br />

664<br />

696<br />

Kammenerator<br />

Prüfling<br />

Ambient<br />

727<br />

759<br />

791<br />

823<br />

854<br />

37


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong> / Systeme<br />

Referenz Methode<br />

38


<strong>EMV</strong> Feldgebundene Emission & Immunität<br />

Emission Immunity<br />

• Equipment<br />

–Cell (GTEM, LAPLACE)<br />

–EMC Receiver<br />

• Efficiency<br />

–High Measurement Certainty<br />

–Easy to Operate (with EMC Software)<br />

–Free from interferences<br />

• Assessment<br />

–good Reproducibility<br />

• Representation<br />

–Standard measurement (Norm) per EN61000-4-20<br />

–Requirees GTEM Correlation- Software<br />

• Cost<br />

–Cell 20-80 kCHF<br />

–EMC Receiver10-60 kCHF (inkl. SW)<br />

Cell– ideal for radiated Emission & Immunity rather smaller EUT‘s<br />

•Equipment<br />

–Cell (GTEM, LAPLACE)<br />

–Signalgenerator, Amplifier, Coupler, Software<br />

–Ev. monitor EUT Signals<br />

•Efficiency<br />

–High Measurement Certainty<br />

–Easy to Operate (mit EMC Software)<br />

–High field strengths a<strong>ch</strong>ieved with relatively low Amplifier Power<br />

•Assessment<br />

–good Reproducibility<br />

•Representation<br />

–Standard measurement (Norm) per<br />

EN61000-4-20<br />

•Cost<br />

–Cell 20-80 kCHF - Amplifier 20–80 kCHF<br />

–Signalgeni 6 kCHF- Software 12 kCHF<br />

39


EMC<br />

System<br />

mit GTEM<br />

Cell<br />

40


It Immunity does not on have to be<br />

a electromagnetic<br />

Fullcompliance<br />

EMC Fields ane<strong>ch</strong>oic EN 61000-4-3<br />

<strong>ch</strong>amber….<br />

Alternative: Precompliance ane<strong>ch</strong>oic <strong>ch</strong>amber<br />

Fullcompliance ane<strong>ch</strong>oic <strong>ch</strong>amber<br />

•Efficiency<br />

–Easy to Operate (with (mit EMC Software)<br />

–No Software) Interferences<br />

–No Interferences<br />

•Assessment<br />

•Assessment –good Reproducibility<br />

–good –Cost Cell Reproducibility 400 kCHF and up<br />

–Cost Cell 150 kCHF and up<br />

•Representation<br />

•Representation<br />

–Norm 61000-4-3<br />

–Close to Norm<br />

(depending on the EUT)<br />

41<br />

EMC ane<strong>ch</strong>oic <strong>ch</strong>amber<br />

METAS Bern<br />

Build by Emitec AG


<strong>EMV</strong> Hallen Validierung<br />

CISPR 16-1-4 Chamber Characterization<br />

• ETS-LINDGREN MODEL 3183 BROADBAND MINI-BICON<br />

ANTENNA Frequency Range: 1 GHz - 18 GHz<br />

• Designed for CISPR 16 <strong>ch</strong>amber <strong>ch</strong>aracterization<br />

• Radiation pattern of the Model 3183 is omnidirectional in<br />

the H-plane. This means the antenna can receive signals<br />

from every direction around its axis<br />

• The radiation pattern closely conforms to the CISPR 16<br />

requirements for <strong>ch</strong>amber validation.<br />

• Because of its small size, the antenna can also be used for<br />

amplifier harmonic measurements when performing tests<br />

per the IEC 61000-4-3<br />

42


Antennen<br />

Mess-Systeme<br />

Test-Boxen<br />

Feldstärke<br />

Messsysteme<br />

Power<br />

Meter<br />

<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

mit entwicklungsbegleitender <strong>EMV</strong> Kosten sparen<br />

Absorbers Dare RadiMation -<br />

<strong>EMV</strong>-Software und<br />

Labor Automation<br />

Antennen &<br />

Mast<br />

Zellen<br />

Verstärker<br />

Koppler<br />

S<strong>ch</strong>altmatrizen /<br />

Laborautomatisation<br />

uWellen<br />

Antennen<br />

Verifikation<br />

43<br />

Shield Test<br />

Netzna<strong>ch</strong>bildungen<br />

Current<br />

Probes<br />

Nahfeld<br />

Probes


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

<strong>EMV</strong> Entwicklungssystem<br />

• Effektive Lösungen auf der Leiterkarte verbessern die <strong>EMV</strong><br />

des Gesamtsystems somit mit dem Entwicklungssystem<br />

folgende (<strong>EMV</strong>) Eigens<strong>ch</strong>aften errei<strong>ch</strong>t werden können<br />

– S<strong>ch</strong>nelle und exakte Bestimmung der Ursa<strong>ch</strong>en der<br />

Funktionsfehler innerhalb des Prüflings.<br />

– Der Anwender erkennt, wel<strong>ch</strong>er Leiterzug bzw. wel<strong>ch</strong>es<br />

Bauelement auf wel<strong>ch</strong>e Weise beeinflusst wird.<br />

– Einbringen von optimalen (<strong>EMV</strong>) Abhilfe massnahmen<br />

direkt in die S<strong>ch</strong>altung und Layout<br />

– Entwicklungssysteme sind erhältli<strong>ch</strong> für Störfestigkeit<br />

(Immunität) und Störaussendung (Emission)<br />

44


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Entwicklungssystem Störfestigkeit<br />

• Beinhaltet Impulsdi<strong>ch</strong>tegenerator (Burst), <strong>EMV</strong>-Sonde.<br />

Magnetfeldsonde, Magnetfledquelle und E-Feldquelle<br />

• erzeugt die notwendigen Prüfimpulse, die galvanis<strong>ch</strong> oder<br />

über magnetis<strong>ch</strong>e oder elektris<strong>ch</strong>e Feldquellen in den<br />

Prüfling eingekoppelt werden<br />

• Während der Prüfungen können mittels <strong>EMV</strong>-Sonde<br />

Signale überwa<strong>ch</strong>t und mittels Magnetfeldsonde<br />

Störströme innerhalb des Prüflings gemessen werden<br />

45


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Entwicklungssystem Störaussendung<br />

• eignet si<strong>ch</strong> zur verglei<strong>ch</strong>enden Messung der<br />

Störaussendung von Baugruppen unmittelbar am<br />

Arbeitsplatz des Entwicklers<br />

• Wirkung von <strong>EMV</strong>-Massnahmen am Prüfling ist sofort<br />

si<strong>ch</strong>tbar - deutli<strong>ch</strong>e Reduzierung der Entwicklungszeit und<br />

des Aufwandes<br />

• Beinhaltet Grundplatte mit Filterpaket, S<strong>ch</strong>irmzelt, HF-E-<br />

Feldsonden, HF-Magnetfeldsonden, Vorverstärker<br />

• 100 kHz - 1 GHz, max. Dauerstrom 10 A<br />

• max. Dämpfung bis 650 MHz 55 dB bis 1 GHz 25 dB<br />

46


Störspannung 9kHz – 30MHz<br />

L1-150 (1 line, 1 phase, 16A / 150A)<br />

L3-32 (4 lines, 3 phases, 32A / 64 / 100 / 350A)<br />

<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Störsleistung 30MHz – 300MHz<br />

Haushaltgeräte –<br />

einfa<strong>ch</strong>e<br />

Handhabung<br />

Messempfänger PMM 9010 mit 9030 oder 9060<br />

Click Meter 9kHz – 30MHz<br />

Störfeldstärke 30MHz – 3 oder 6GHz<br />

mit Fiberoptik –<br />

keine<br />

Kabelstörungen<br />

& Verluste<br />

47


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

9030: 30MHz – 3GHz<br />

9060: 30MHz – 6GHz<br />

HF / uWellen Wandler via Fiberoptik-Link<br />

für störungsfreie Übertragung<br />

Narda PMM 9010 / 9030 / 9060<br />

•Normkonformer (CISPR 16-1-1) akkubetriebener,<br />

volldigitaler Messempfänger<br />

•Ultra s<strong>ch</strong>nelle Intelligente und vollautomatis<strong>ch</strong>e Messung<br />

mit Na<strong>ch</strong>messung in einem Dur<strong>ch</strong>lauf<br />

•Integrierter Spekruanalyser mit Tracking Generator<br />

•Integrierter Preselector - Puls Limiter - Vorverstärker<br />

•Vorprogrammierte CISPR Limiten für sofortige Messung<br />

•Detektoren – Peak, Quasi-Peak, C-AVG (Logarithmic<br />

Average), AVG (Linear Average), RMS, RMS-Average, APD<br />

(Amplitude Probability Distribution)<br />

•Upgrade neuer Normen mit Firmware<br />

48


Traditioneller<br />

Mess-Empfänger<br />

Cable Loss<br />

(CL)<br />

Mikrowellen Kabel<br />

<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Absorberhalle<br />

R&S ESU 8 Noise indication (receiver mode)<br />

RF attenuation = 0 dB, termination = 50 Ω, average (AV)<br />

detector, preamplifier = OFF<br />

Noise Level @3GHz = 22dBuV + 10dB CL = 32dBuV<br />

Somit Abstand zur Limite nur no<strong>ch</strong> 18dB<br />

Mikrowellen Kabel vs. Fiberoptik<br />

EUT<br />

PMM<br />

Messempfänger<br />

Fiber Optik<br />

PMM 9060 Noise indication (receiver mode)<br />

RF attenuation = 0 dB, termination = 50 Ω, average (AV)<br />

detector, preamplifier = OFF<br />

Noise Level @3GHz = 10dBuV + 0dB CL = 10dBuV<br />

Somit Abstand zur Limite 40dB<br />

Limite EN 55022 ITE (Informations Te<strong>ch</strong>nologie) Limite EN 55011 ISM (Industrie, Wissens<strong>ch</strong>aft, Medizin)<br />

Absorberhalle<br />

49<br />

EUT<br />

Noise PMM9030 =Worst<br />

@3GHz = 7.2dBuV


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Narda PMM 9010/30P<br />

• Messempfänger 10Hz – 3GHz<br />

• Full Compliant (CISPR 16-1-1) 9kHz – 30MHz<br />

• Pre Compliant 30MHz – 3GHz<br />

• Preselector verhindert Geisterfrequenzen<br />

• Glei<strong>ch</strong>zeitige Messung aller Detektoren!<br />

• Scalarer Netzwerk Analyzer (Filter Charakter ausmessen)<br />

• Receiver, Manual & Spektrum Analyse Mode<br />

• GTEM Correlation Mode<br />

• Eingebauter Pulse Limiter – verhindert Zerstörungen dur<strong>ch</strong><br />

Transienten<br />

• Digitale Ar<strong>ch</strong>itektur – neue Funktionen via Firmware<br />

Upgrade<br />

• Full Compliant Ausbau 9030 (3GHz) oder 9060 (6GHz)<br />

50


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Messempfänger vs. Spektrumanalyser<br />

• Messempfänger besitzt Preselector zur Eliminierung der<br />

Nyquist Theorem<br />

• Messung mit Speki führt zu Frequenzpunkten mit hohen<br />

Amplituden wel<strong>ch</strong>e tatsä<strong>ch</strong>li<strong>ch</strong> ni<strong>ch</strong>t vorhanden sind –<br />

somit hohe Kosten / Aufwände um den Prüfling zu<br />

optimieren wo tatsä<strong>ch</strong>li<strong>ch</strong> keine Probleme anstehen<br />

Preselctor OFF<br />

Über 40dB Unters<strong>ch</strong>ied!<br />

Preselctor ON<br />

51


Messung mit LISN<br />

Messempfänger vs. Spektrumanalyser 9kHz-30MHz<br />

Preselctor OFF<br />

Über 50dB Unters<strong>ch</strong>ied!<br />

Preselctor ON<br />

52


90% = OK 130% = FAIL<br />

<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

EN 62233 (ex 50366) Haushaltgeräte<br />

Narda ELT 400<br />

• Frequenzberei<strong>ch</strong> (1 Hz - 400 kHz )<br />

• Normgere<strong>ch</strong>te Messung CE-Norm IEC/EN 62233<br />

• Shaped Time Domain – extrem s<strong>ch</strong>nelle Messung da kein<br />

FFT angewendet werden muss!<br />

• Isotrope Sonde (100cm2 und 3cm2)<br />

• Realtime-Messung mit RMS und Peak-Detektor<br />

• Automatis<strong>ch</strong>e Bewertung au<strong>ch</strong> bei unters<strong>ch</strong>iedli<strong>ch</strong>en<br />

Signalformen<br />

• Einfa<strong>ch</strong>e Darstellung der Ergebnisse in % vom Standard<br />

53


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

CH-LOW COST Analog Signal Generator<br />

• 9 kHz – 3400 MHz CW Signal Generator<br />

CHF 6‘850.00<br />

• 9 kHz – 6500 MHz CW Signal Generator<br />

CHF 9‘950.00<br />

R&S SMC100A 18kCHF<br />

Agilent N5181A 18KCHF<br />

• Level -140 to +13 dBm in 0.1 dB Resolution<br />

• Phase Noise at 1kHz -120dBc/Hz<br />

R&S SMC100A = -100dBc/Hz<br />

Agilent N5181A = -105dBc/Hz<br />

• Typis<strong>ch</strong> 1 ms Swit<strong>ch</strong>ing Time<br />

• Kann au<strong>ch</strong> über interne Batterie betrieben werden<br />

(Optional)<br />

• LAN S<strong>ch</strong>nittstelle – Bedienung über WebBrowser<br />

54


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Amplifier Resear<strong>ch</strong> AR <strong>EMV</strong> Verstärker<br />

• Grösste Auswahl an <strong>EMV</strong> Verstärker von (AR) Amplifier<br />

Resear<strong>ch</strong>.<br />

• Die Verstärker sind ni<strong>ch</strong>t zu „töten“ – im tägli<strong>ch</strong>en Betrieb<br />

muss immer was umgesteckt werden – die Gefahr eines<br />

Kurzs<strong>ch</strong>lusses ist gross – AR Verstärker überstehen<br />

praktis<strong>ch</strong> jede Art von „Misshandling“<br />

• Hö<strong>ch</strong>ste Missmat<strong>ch</strong> Toleranz – au<strong>ch</strong> bei s<strong>ch</strong>le<strong>ch</strong>tem<br />

Impedanzmat<strong>ch</strong> liefert der Verstärker hö<strong>ch</strong>ste Leistungen<br />

(viele Verstärker gehen bei Missmat<strong>ch</strong> in die Knie und<br />

liefern nur no<strong>ch</strong> einen Teil der gewüns<strong>ch</strong>ten Leistung)<br />

• Neue Te<strong>ch</strong>niken ermögli<strong>ch</strong>en kleinere Baugrössen zudem<br />

au<strong>ch</strong> Geräus<strong>ch</strong>armer und Wi<strong>ch</strong>tig: kostengünstiger!<br />

55


Minimal verfügbare HF-Ausgangsleistung in<br />

Abhängigkeit von der reflektierten<br />

Ausgangsleistung bzw. VSWR<br />

<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

A oder AB Verstärker?<br />

• Preis eines Klasse-AB-Verstärkers liegt ca. 20-30% unter<br />

dem eines Klasse-A-Verstärkers<br />

• Betra<strong>ch</strong>tungsweise geht aber von idealen Bedingungen aus<br />

d. h. VSWR < 2:1<br />

• Übertragungsmedien, wie Antennen, Koppelzangen und<br />

Stripline können jedo<strong>ch</strong> Fehlanpassung von typis<strong>ch</strong> 6:1<br />

• Bedeutet: ein Teil der HF-Ausgangsleistung des Verstärkers<br />

wird von den na<strong>ch</strong>ges<strong>ch</strong>alteten Komponenten (Kabel,<br />

Antenne etc) zurück an den Ausgang des Verstärkers<br />

reflektiert<br />

• A-Klasse Verstärker sind auf Verträgli<strong>ch</strong>keit dieser<br />

Fehlanpassung konstruiert<br />

• AB-Klasse Verstärker können bei s<strong>ch</strong>le<strong>ch</strong>ten Fehlanpassung<br />

zerstört werden<br />

56


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Die ETS BiConiLog 3142 ist die ideale<br />

Kombiantenne:<br />

• Gain ~ 6dBi (benötigt weniger<br />

Verstärkerleistung)<br />

• Guter Antennenfaktor<br />

• Individuell Kalibriert<br />

• Zusätzli<strong>ch</strong>e Endplates für Gain<br />

Improvement von 26- 60MHz (ca 5.5dB)<br />

Ideale <strong>EMV</strong> Kombiantenne - ETS 3142 26 MHz - 6 GHz<br />

58


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Die Stripline besitzt<br />

sehr gute VSWR<br />

Werte und gute Feld<br />

Homogenität<br />

Stripline<br />

• Ideal für Immunitäts-Test – benötigt wenig<br />

Verstärkerleistung (kostengünstiger) für hohe Feldstärken<br />

• Entspri<strong>ch</strong>t CISPR 25 3.Edition, Annex G und ISO 11452-2 in<br />

der Automobil Te<strong>ch</strong>nology<br />

• Frequenzberei<strong>ch</strong> 150kHz – 1000MHz<br />

• Errei<strong>ch</strong>t 200V/m mit 10W RF Power<br />

• Kann au<strong>ch</strong> für Emissions-Messungen eingesetzt werden<br />

(hohe Antennen Empfindli<strong>ch</strong>keit)<br />

• 90 Ohm oder 50 Ohm Stripline erhältli<strong>ch</strong> (90 Ohm benötigt<br />

1.4x weniger Power als 50 Ohm)<br />

59


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Stripline Power Bere<strong>ch</strong>nung<br />

• Re<strong>ch</strong>enbeispiel für Susceptibility-Transducer:<br />

– Die Feldstärke soll bei ca. 40 MHz auf 100 V/m<br />

eingestellt werden. Die Leistung für 85V/m beträgt<br />

1W (siehe Transducer), die dafür um den folgenden<br />

Faktor X erhöht werden muss.<br />

– Leistung für 100 V/m = 1W * 1,384 = 1,384W<br />

60


Funktionsprüfung der Stripline mit<br />

Monopol Antenne (Emission /<br />

Immunität)<br />

<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Stripline Abstrahlungsmessung<br />

• Radiation Transducer Werte für Emissionmessung<br />

miteinbeziehen<br />

• Die gemessene Spannung am SL-Einspeisepunkt wird um<br />

den "Radiation-Transducer" korrigiert und entspri<strong>ch</strong>t jetzt<br />

der Spannung die von einer idealen 90Ω-Stripline<br />

gemessen worden wäre<br />

• Es sind dabei alle Einflüsse berücksi<strong>ch</strong>tigt wie Verluste der<br />

SL, Inhomogenitäten unter dem Septum, das<br />

Stehwellenverhältnis und die Wirkung des lang gestreckten<br />

Kabelbaumes vom Prüfaufbau<br />

61


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Beispiel einer<br />

Steuerung<br />

Dare Radimation <strong>EMV</strong> Software<br />

• Zentrale Steuerung des <strong>EMV</strong> Test Systems<br />

• Vollständige Dokumentation aller Iterations-Stufen des EUT<br />

(Prüfling)<br />

• Einbezug der Normen & Limiten<br />

• Eigene System-Kalibrationen mögli<strong>ch</strong><br />

• Kostenlose Treiber für alle <strong>EMV</strong> Geräte (z.B:<br />

Messempfänger etc)<br />

• Flexibler Report Generator in Word / Excel<br />

• S<strong>ch</strong>nelles Erstellen der Konformitätserklärung<br />

62


1. Erstellen der<br />

Konfiguration =<br />

„Inventur der Geräte“<br />

Erstmalig oder beim<br />

Kauf neuer Geräte<br />

- Treiber<br />

- Korrekturfiles<br />

- Kalibrations-<br />

Verwaltung<br />

<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Erstmalig oder beim<br />

Kauf neuer Geräte<br />

-Geräte<br />

-Kabel<br />

-Data-Login<br />

-Action / Message<br />

DARE Radimation Konzept<br />

RI_50W_GTEM RI_61000-4-<br />

3_10Vm_80%AM_1kHz<br />

2. Erstellen der Tests = 3. Erstellen der Tests<br />

HW der Tests<br />

Erstmalig / Neue Tests<br />

-Einstellungen<br />

-Limiten<br />

-Auto-Report<br />

EUT Interation<br />

63<br />

4. Dur<strong>ch</strong>führen Tests<br />

-Automatis<strong>ch</strong>er Ablauf<br />

-Prüfling-Überwa<strong>ch</strong>ung


<strong>EMV</strong> <strong>Produkte</strong><br />

Electrical Field substitution method<br />

Signal Generator Swit<strong>ch</strong><br />

USB<br />

Signal Generator Swit<strong>ch</strong><br />

Control Me<strong>ch</strong>anismus <strong>EMV</strong> Halle CI<br />

Verstärker<br />

1-1000MHz<br />

Verstäker<br />

0.8 – 3GHz<br />

Electrical Field closed loop method<br />

(Feld Sensor wird au<strong>ch</strong> für die 16 Punkte Calibration benötigt)<br />

Power closed loop method<br />

USB<br />

Verstärker<br />

1-1000MHz<br />

FW Power<br />

Swit<strong>ch</strong> Power Meter<br />

Verstäker<br />

0.8 – 3GHz<br />

USB/RS232<br />

Swit<strong>ch</strong> Antenne<br />

Interface<br />

USB<br />

Fiber Optik<br />

Feld Sensor<br />

Swit<strong>ch</strong> Antenne<br />

<strong>EMV</strong> Halle<br />

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