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 />
64