Grundlagen der Störemissons- Messtechnik - Schurter

Grundlagen der Störemissons-MesstechnikKarl-Heinz WeidnerRohde & Schwarz GmbH & Co.KGInhaltEMV-ModellMessungen nach CISPR-StandardsBewertungsdetektoren nach CISPRMessempfänger vs SpektrumanalysatorAnwendung von Zeitbereichsverfahren in derStöremissionsmesstechnik21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 21

EMV-Modell21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 3Übertragungswege von EMV-SignalenGalvanischeKopplung"geleitet"QuelleU, ISenkeKapazitiveKopplung"gestrahlt"(Nahfeld)EESenkeQuelleQuelleElektromagnetischeFeldkopplung"gestrahlt"(Fernfeld)SenkeInduktiveKopplung"gestrahlt"(Nahfeld)HHSenkeQuelle21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 42

Anordnungen zum Messen der EMVStörquelleKopplungEMSStörsenke"Opfer"FunktionskontrolleGeräte zur Messung derStörfestigkeitGeräte zur Messung derStöraussendungGenerator fürdie StörgrößeAnkopplung(NNB, Stromzange,Meßantenne)EMINetznachbildungStromzange,MeßantenneMessempfänger,Spektrumanalysator21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 5Frequenzabhängigkeit der StöremissionenWerte für Messungen nach zivilen StandardsStörspannungStörfeldstärke (magn. Feldkomp.)Störfeldstärke(elektr. Feldkomp.)geleitete EMI(differential mode)geleitete EMI(common mode)NahfeldkopplungFernfeldkopplung0.010.10.15110301001000f / MHz21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 63

Klassifizierung von EMI-MessungenCompliance MessgeräteEMI-Messungen mit genauemGrenzwertvergleichEMI-Messungen mitBezug auf GrenzwerteEMI-Messempfängerkonform nach CISPR 16-1-1Bereich 3NormenkonformeMessungenBereich 2EMI-Messempfängernicht voll konform nach CISPR 16-1-1- mit Vorselektionsfilter Highend-SpektrumanalysatorenPrecompliance-Messungen- ohne VorselektionsfilterPrecompliance Messempfänger &Mittelklasse-SpektrumanalysatorenEinfache Diagnoseohne Bezug aufGrenzwerteBereich 1EntwicklungsbegleitendeDiagnosemessungenStandard-Spektrumanalysatoren,Voltmeter, Oszilloskope21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 7Übersicht EMI-MessungenMessverfahrenmilitärisch& zivilStörquelleNahfeldelektr.StabantenneFernfeldmilitärischlineareBreitbandantennezivilTransducermilitärisch& zivilmagn.Rahmenantennemilitärisch(zivil)StörstromStromzangeStörleistungAbsorberzangezivil(militärisch)NetznachbildungStörspannungConductedEMI NNBEMIMessempfängerEMI-Messungen (zivile Standards)CISPR Band A: 9 kHz - 150 kHzStörspannungStörfeldstärke (magn. Komponente)CISPR Band B: 150 kHz - 30 MHzStörspannungStörfeldstärke (magn. Komponente)CISPR Band C: 30 MHz - 300 MHzStörleistungStörfeldstärke (elektr. Komponente)CISPR Band D: 300 MHz - 1000 MHzStörfeldstärke (elektr. Komponente)CISPR Band E: 1 GHz - 6 GHzStörfeldstärke (elektr. Komponente)EMI-Messungen (milit. Standards)30 Hz – 40 MHzStörspannung30 Hz – 18 (40) GHzStörstrahlung21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 84

Umorganisation von CISPR 16 im Jahr 2003OLD CISPR 16 publicationsNEW CISPR 16 publicationsCISPR 16-1-1Measuring apparatusCISPR 16-1Radio disturbanceand immunitymeasuringapparatusCISPR 16-1-2CISPR 16-1-3CISPR 16-1-4Ancillary equipment – conducteddisturbancesAncillary equipment – disturbance powerAncillary equipment – radiated disturbancesCISPR 16-1-5Antenna calibration test sites for 30 to1000 MHzCISPR 16-2Methods ofmeasurement ofdisturbances andimmunityCISPR 16-2-1CISPR 16-2-2CISPR 16-2-3CISPR 16-2-4Conducted disturbance measurementsMeasurement of disturbance powerRadiated disturbance measurementsImmunity measurementsCISPR 16-3CISPR technical reportsCISPR 16-3Reports andrecommendations ofCISPRCISPR 16-4-1CISPR 16-4-2CISPR 16-4-3Uncertainties in standardised EMC testsMeasurement instrumentation uncertaintyStatistical considerations in thedetermination of EMC compliance of massproducedproductsCISPR 16-4Uncertainty in EMCmeasurementsCISPR 16-4-4Statistics of complaints and a model for thecalculation of limits21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 11CISPR 16-1 ÜbersichtSpezifikation von "Radio disturbance and immunitymeasuring apparatus and methods"Teil 1"Radio disturbance and immunity measuring apparatus"1-1 Messempfänger1-2 Störspannungsmessung1-3 Störleistungsmessung (MDS)1-4 Störstrahlungsmessung1-5 Kalibrierung von Messantennen21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 126

CISPR-Untergruppen (sub committees)CISPR besteht aus sechs Untergruppen die folgende Schwerpunkte haben:CISPR/A - Messgeräte und Messmethoden, statistische ModelleCISPR/B - Störungen in industriellen, wissenschaftlichen oder medizinischenGeräten, Energieversorgungsnetzen, Hochspannungsgeräten undBeförderungsmittelCISPR/D - Störungen in motorbetriebenen FahrzeugenCISPR/F - Störungen in Haushaltsgeräten, Werkzeuge undBeleuchtungsanlagenCISPR/H - Grenzwerte zum Schutz von RadiosendernCISPR/I - Elektromagnetische Kompatibilität von IT-Ausrüstung,Multimedia-Geräten und Rundfunk-Empfängern21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 13Störaussendungsmessungen nach CISPR-StandardsIndustrial,scientificand medical(ISM) radiofrequencyequipmentSound andtelevisionbroadcastreceiversandassociatedequipmentHouseholdappliance,electric toolsand similarapparatusElectricallighting andsimilarequipmentInformationtechnologyequipment(ITE)Forprotectionof receiversused onboard ofvehicles,boats, andon devicesProduktstandard111314152225StörspannungХХХХХХStörstrahlung(magn. Komponente)ХХХStörstrahlung(elektr./elektromagn.Komponente)ХХ(Х)ХХХStörleistung(Х)Х(Х)21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 147

Störspannungsmessung mit V-NetznachbildungFunktionsprinzip V-NNBNetzanschlußRFFilterImpedanzsimulation/stabilisierungAC/DCRFHochpass230 V/50 Hz110 V/60 HzMessempfängerMessobjekt21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 17Störspannungsmessung mit V-NetznachbildungImpedanz V-NNB50 Ω / 50 µH + 5 Ω V-Netznachbildung 9 kHz – 30 MHz50 Ω / 50 µH V-Netznachbildung 150 kHz – 30 MHzOHMs705030100,01 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 30 MHz50 uH550 50 uH 5021.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 189

StörspannungsmessungGleichtakt- / Gegentaktstörsignale (1)(L) (N) (L) (N)differentialV DMmodeGegentaktV CMI DM I CMcommonmodeGleichtaktI CM(PE)21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 19StörspannungsmessungGleichtakt- / Gegentaktstörsignale (2)(L1)V-NNBV- typeLISN(L2)(L1)T-NNBT-typeLISN AN(L2)(PE)V int(GND)V intV-Netznachbildungen unterscheiden nicht zwischenGleichtakt- und Gegentaktstörsignalen21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 2010

Störleistungsmessung mit AbsorberzangeMerkmaleMessobjekte: Haushaltsgeräte, Werkzeugeteilweise Radio/TV-Geräte Messung der gestrahlten EMI als geleitete Störgröße (Reduzierung des Aufwands)unter Verwendung einer MDS-Absorberzange einer standardisierten Lastimpedanz Frequenzbereich: 30 MHz bis 300 MHz (CISPR-Band C) Messgeräte:Messempfänger, Absorberzange (MDS) mit Kabel, Gleitbahn Wichtig für Messempfänger:Besonderheit bei Transducerfaktor Messung auf verschiedenen Messzangen-Positionen zurWorst-Case-Störgrößenbestimmung21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 23Störleistungsmessung mit AbsorberzangeFunktionsprinzipZZ LMessobjekt EUTAusgangsleistung= max.IVZ inEMIsourceStörquelleZ GenP SZ load= ?Z L Z LastAnpassung!Z Last = Z GenZ LZ L21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 2412

Störleistungsmessung mit AbsorberzangeAufbau der AbsorberzangeMDSMessobjekt+ NetzkabelNetzkabel vomMessobjektStromzangeRF-Last (Z = 240 Ω)AbsorberzangeP = i 2 • ZFerritringeNetzanschlußMessempfänger21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 25StörstrahlungsmessungFreifeldmessplatz (OATS)im Nahfeld> 3 3 mloop Rahmenantenneantennarefl. ground Bodenplatte planeMessobjektDUTDrehtisch turntableCISPR-Ellipseellipse> 3 md = 3 m> 3 m> 3 10 mlin. Breitbandantennelog.-per. antenna1 to 4 mrefl. ground Bodenplatte planeMessobjektDUTDrehtisch turntableCISPR-Ellipseellipse1 mim Fernfeld> 5 md = 10 m> 5 m21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 2613

Störstrahlungsmessung mit MessantennenMerkmaleMessobjekte: ISM, ITE, Automotiveteilweise Radio/TV-Geräte, nicht Haushaltsgeräte/Werkzeuge (Störleistung) Messung der gestrahlten EMI als elektrische/magnetische Feldstärkemit linearen Messantennen auf Freifeldmessplätzen/in Absorberkammern Frequenzbereich: Messgeräte:9 kHz bis 6 GHz (CISPR-Band A-E)Messempfänger, Messantennen, Drehtisch, Antennenmast Wichtig für Messempfänger:Antennenfaktor Wichtig für Messplatz:Messplatzvalidierung (NSA) Messung mit verschiedenen Drehtisch-/Antennenhöhe-Positionen/Antennenpolarisationenzur Worst-Case-Störgrößenbestimmung21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 27Störstrahlungsmessung mit MessantennenFernfeldausbreitungFreiraumimpedanz der elektromagnetischenWelle:Z 0 = E 0 / H 0Lµline impedance ZL= =0 H L‘ µ 0= 120 377F m0C‘ 0 ZC m021.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 2814

Störstrahlungsmessung mit MessantennenNahfeld-/FernfeldimpedanzZZHochohmiges Nahfeld (elektrische Feldkomponenete/kapazitive Kopplung)Zr gFernfeldZDipolstrukturRahmenstrukturGrenzradiusElementarstrahlerNiederohmiges Nahfeld (magnetische Feldkomponenete, induktive Kopplungr gZ 2 Reale Antenner g22 DD= max. Durchmesserder Antennenkonstruktion21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 29Störstrahlungsmessung mit MessantennenAntennenfaktor (Transducer)E ( V / m ) 377 120 Ω MessantenneAntenna50 Ω V1( V )V 1 (V)• K(1/m) = E(V/m)a_transdFeldstärke = Messempfängerpegel + AntennenfaktorE[dBuV/m] = V 1 [dBuV] + k [dB (1/m)]Beispiel:HK116 Bikonische AntenneResonanzverlauf"ein""aus" (Antennenkorrekturfaktor)"aus""ein"(Antennengewinn)21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 3015

Störstrahlungsmessung mit MessantennenFreifeldmessplatz (OATS)1..4 ml 1 direkte Wellel2 reflektierte Welle> 3 10 mDUT1 m>5 m10 m >5 mu-feld-3 (l 2 –l 1 ) = n •180° mit n = 1,3,5… (l 2 –l 1 ) = n •180° mit n = 2,4,6…gegenphasige Überlagerung = FeldstärkenauslöschungÜberlagerung in Phase = Feldstärkenüberhöhung (≤ 6 dB)21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 31Störstrahlungsmessung mit MessantennenStörgrössenmaximierung ("worst case")Mast 1 … 4 mPolarisation 90°MessobjektDrehtisch 0 … 360°21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 3216

Störstrahlungsmessung mit MessantennenMagnetische Feldkomponente (CISPR 15)Messung dermagnetischenFeldkomponente mit derDreifach-Rahmenantenne(Störgrößenmaximierung)DUTMessempfängerEMI test receiverFerrit-ferriteabsorbersKoaxschaltercoaxswitch21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 33Bewertungsdetektoren nach CISPR21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 3417

Weiterverarbeitung des ZF-AusgangssignalsZF-FilterHüllkurvendemodulator/-gleichrichterDetektor(Bewertung)Videosignalttt mess t messt messt21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 35Eigenschaften der "klassischen" EMI-DetektorenUPeakU PKU PQuasipeakU QPU QPU AVlin. MittelwertU AVtKalibrierung erfolgt auf den Effektivwerteines unmodulierten Sinussignals= gleiche Anzeige für Schmalbandstörer (CW)21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 3618

Bewertung von pulsförmigen StörsignalenBeispiel für CISPR-Band B1002 3 5 1012 3 5 1022 3 5 1032 3 5 1042 3 5 105PKPulswiederholrate (PRF)Pulse repetition frequency (PRF)Hz0QPRMSAV-10-20-30-40-50für CISPR CISPR-Band band B (150 B (150 kHz kHz to -30 30 MHz)-60-70-80dB21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 37CISPR-AV Detektor (1)Average Detektor Zeitkonstantegem. CISPR 16-1-1 1st Edition (EN 55016-1-1:2004 ) auch für f > 1 GHz (Band E)EnvelopedetectorMetersimulatingnetworkADMicroprocessorMaximum-AnzeigeFür pulsmodulierte Signale miteiner Wiederholrate kleiner als dieInstrumentenzeitkonstante T meter(z.B. f p < 6 Hz für Band A/B) istdas Messergebnis nicht derlineare Mittelwert sondernder Maximalwertam Ausgang des "Meter simulatingnetwork"21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 3819

CISPR-AV Detektor (2) Der CISPR-Average-Detektor liefert einen bewerteten Mittelwert Anzeige des Maximalwertes des linearen Mittelwertes während der Messzeit Dient zur Bewertung gepulster sinusförmiger Signale mit niedriger Wiederholrate Kalibrierung mit dem RMS-Wert eines unmodulierten sinusförmigen Signals Mittelwertbildung mittels Tiefpass 2. Ordnung (Simulation eines mechanischenAnzeigeinstruments) Zeitkonstante des Tiefpasses und ZF-Bandbreite sind frequenzabhängig(siehe obige Tabelle)21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 39CISPR-AV Detektor (3)Messzeiten: f p> 10 Hz: T meas> 10/f p, pulse width = 10 ms = const.Band A/B:T meter = 160 msBand C/D/E:T meter = 100 ms21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 4020

CISPR-AV Detektor (4)f p = 1 Hz = const.Band A/B:T meter = 160 msBand C/D/E:T meter = 100 ms21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 41Anwendung des CISPR-AV Detektors (1)Amendment A1:2002 zu CISPR 16-1:1999 (2nd Edition)AV - Grenzwerte sind üblicherweise für Funkstörspannungs- und -leistungsmessungendefiniert. Die Anforderungen an den Mittelwert-Detektor wurden geändert. Die neuen Anforderungen müssen bereits seit 2003 erfüllt werden, sofern derentsprechende Produktstandard auf eine undatierte Basisnorm referenziert(z.B. CISPR 13:2001)Nach der CISPR-Umorganisation in Europa veröffentlicht alsEN 55016-1-1:2004 (CISPR 16-1-1:2003 1st Edition)d.o.w. * = 01. 09. 2007*: d.o.w. = date of withdrawal,Zeitpunkt für den nationale Standards (Produkt- und Basisnorm), die mit den aktuellen europäischen Normen nicht (mehr)übereinstimmen, ungültig werden.21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 4221

RMS/AV-Detektor (2)WeightingFactor/dB8070RMS+Average weighting functions for Bands A, B, C/D and ERMS-AV Bands C/DRMS-AV Band ERMS-AV Band ARMS-AV Band B60504030201001 10 100 1000 10000 100000 1000000f p/HzPeakRMS/AV-Bewertung für die CISPR-Bänder A, B, C/D und E für kürzeste Pulsbreite gem.ZF-Bandbreite21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 45RMS/AV-Detektor (3)WeightingFactor/dB70RMS/AV60RMS-AVRMS+Average weighting detector compared to existing detectors(example as proposed for Bands C and D)AverageRMS-AVQuasi-PeakPeak50Quasipeak4020 dB/decadeLinearer Average30corner frequency10 dB/decade2010Peak01 10 100 1000 10000 100000 1000000 RMS-AV Detektor für CISPR-Bänder C/D mit einer Eckfrequenz von 100 Hz Asymptote bei 58,7 dB und PRF 1 Hz aufgrund der Instrumentenzeitkonstantenf p/Hz21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 4623

Anwendung des RMS/AV-DetektorsAmendment 2:2006 für CISPR 16-3 2.Ausgabe Technischer Report wurde veröffentlicht Hintergrundmaterial zum RMS/AV-Bewertungsdetektor für MessempfängerAmendment 2:2007 für CISPR 16-1-1 2. Ausgabe Amendment 2 wurde im Juli 2007 veröffentlicht Der bestehende RMS-Detektor ist durch den neuen RMS/AV-Detektor ersetzt Frequenzbereich 9 kHz bis 18 GHz Spezifische Definitionen für Overload-Faktor und ImpulsverhaltenCISPR/I/232/CD – Neues Amd. 3 für CISPR 13 4. Ausgabe CD ist bestätigt; nächster Schritt ist CDV (Committee Draft for Vote) Einführung des RMS/AV-Detektors als eine Alternative zum Quasipeak- und Mittelwert-Detektorzur Messung geleiteter und gestrahlter Störemissionen21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 47Messempfänger vs Spektrumanalysator21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 4824

1Messempfänger vs SpektrumanalysatorBlockschaltbildMessempfängerVorselektionVorverstärker6dB FilterScannerDetektorenpeakaveragequasipeakloglogGSpektrumanalysator(Vorverstärker)3dB FilterSweeperlogDetektorenpeak +"video filter"21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 49Frequenzabstimmung bei Messempfänger undSpektrumanalysatorfScanklassischer Messempfängert messt settletft messSynchronisierter Sweeptmoderner EMI-MessempfängerSpektrumanalysatorPhase locked loop (PLL)f REFPhasecomp.VCOf aus1n21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 5025

1Spektrumanalysator (breitbandig)PAußerbandsignaleohne Vorselektionm-spek-1f21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 51Messempfänger (frequenzselektiv)PAußerbandsignalemit Vorselektionm-spek-1fMischerpegel21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 5226

Wirkung der VorselektionBreitbandsignal mit TiefpaßmitVorselektionohneVorselektion21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 53Pegelverringerung durch BandbreitenreduktionV ZFBW ZF79,6 dBuVSelektivitätm-nbbb-1fV RFBW RFfUf 111f nn = 1f 3 = 3 f 1n = 1f 7 = 7 f1f 9 = 9 f 1ff 5 = 5 f 11 = 11 f 11f ntV RF/V ZF= BW RF/BW ZFp RF/p ZF= 20 log (BW RF/BW ZF)21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 5427

p IN1 dB-Kompression120 dBuV20 log (BW RF/BW ZF)60 dBuVQP-Reserve 43.5 dBDynamikverringerung durchQuasipeak-CharakteristikP ind max010 2 3 5110 2 3 5210 2 3 5310 2 3 5410 2 3 5 10Hz0-10-20verbleibenderCISPR-Dynamikbereichfür Breitbandstörer-30-40dBN 0 dBuVp indDynamikbereichfür Schmalbandstörer 6dBuVFp n21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 55Ausreichende CISPR-Anzeigedynamik fürNormenkonformitätP in20 lg ( B / B )HF ZF10 0 23 5 10 1 2 3 5 10 2 2 3 5 10 3 2 3 5 10 4 2 3 5 105 HzP disp43.5 dBquasipeakS/N 6 dBP ind(QP)21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 5628

Fehlende CISPR-Anzeigedynamik zurNormenkonformität (Precompliance)P in20 lg ( B / B )RF IF10 0 2 3 5 10 1 2 3 5 10 2 2 3 5 10 3 2 3 5 10 4 2 3 5 105 HzP disp43.5 dBquasipeakS/N 6 dBP ind (QP)21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 57ZF-Selektion bei Messempfänger und AnalysatorpfU ZFBessel-FilterGauss-FilterU ZFChebychev-FilterttSpektrumanalysatorMessempfänger21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 5829

ZF-Filtereigenschaften Bandbreitenverhältnis 3 dB (6 dB) : 60 dB Formfaktor ("shape factor") Spektrumanalysator 1 : 6 … 12Einschwing-optimiert(kurze Sweepzeit)Moderne Analysatoren und Empfängerhaben digitale Auflösebandbreiten Messempfänger 1 : 2 … 5Normativ (EMI: CISPR16-1-1) oderan Signaltyp (Nutzsignal) angepaßt(Kanalfilter; Impulsbandbreite)21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 59Vergleich digitales vs analoges FilterVorteile digitaler FilterKeine Alterung der Bauteile;optimale LangzeitstabilitätSchnellere Sweeps möglichmittels ErgebniskorrekturExakte Filterkurven;alle FormfaktorenSehr gute Reproduzierbarkeitder Messergebnisse21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 6030

Minimale Messzeiten mit Peak- und Quasipeak-Detektor Annex B in CISPR 16-2-1 bis 16-2-3 enthält eine Tabelle mit genauen Angaben zu denMindest-Sweepzeiten. Aus dieser Tabelle können 'Minimum Scan-Zeiten' für die CISPR-Bänder abgeleitetwerden:Frequency Band Peak detection Quasipeak detectionA 9 to 150 kHz 100 ms/kHz:14.10 sB 0.15 to 30 MHz 100 ms/kHz:2 985 sC/D 30 to 1 000 MHz 1 ms/MHz:0.97 s20 s/kHz:2 820 s = 47 min200 s/MHz:5 970 s = 1 h 39 min20 s/MHz:19 400 s = 5h 23 min Alle kommerziellen Produktstandards enthalten nach wie vor eine Quasipeak-Bewertung!21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 63Verfahren zur MesszeitreduzierungSignalerfassung im Frequenzbereich mitPk/Avg-Bewertung (Vormessung)Datenreduktion (Frequenzliste)Maximierungmessung und Nachmessunggem. Frequenzliste21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 6432

Prinzip der Frequenzabstimmung in Schritten Anforderung für hinreichenden Messgenauigkeit:Schrittweite ∆f 0.5 x ZF-Bandbreite Messempfänger Schmale ZF-Bandbreiten erzeugen eine große Anzahl von Messschritten:30 - 1000 MHz; RBW 9 kHz; ∆f =4 kHz 242 000 Messpunkte21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 65Korrekte Einstellung der Messzeit für dieVormessung (Prescan)Scan (Messempfänger) Die Messzeit pro Frequenzschritt muß mindestens so lang sein wie diePulswiederholrate (PRF) des StörsignalsBeispiel CISPR 25:242 000 Messpunkte x 10 ms = 2 420 s = ca. 40 Min.Sweep (Spectrum Analyzer) So langsam das bei jeder Frequenz das Pulsereignis korrekt erfaßt wird,oderwiederholte Sweeps mit 'Max Hold' solange, bis sich das Störspektrumnicht mehr ändert.21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 6633

Time-Domain EMI-Messsystem Neues Verfahren für die Störemissionsmessung Erfüllt alle Messzeitenanforderungen, auch für 1 Hz-Pulsstörer Erheblicher Geschwindigkeitsgewinn gegenüber konventionellenMessverfahren Prinzip:Erfassung von Frequenzbereichen >> ZF-Bandbreite während derMesszeit21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 67Prinzip des Time Domain ScanFrequenzbereich:Aufteilung des zu messendenFrequenzbereichs inaufeinanderfolgende Teilbereiche undFilterungF(s)f(t)Zeitbereich:Zeitliche Abtastung des gefilterten Signals mithoher Geschwindigkeit und AuflösungFast Fourier Transformation:Transformation der abgetasteten Signale vomZeit- in den Frequenzbereich (Teilspektrum)Frequenzbereich:Erzeugung des Gesamtspektrums aus dentransformierten Teilspektren21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 6834

Blockschaltbild eines TD-Messsystems (R&S ESU)Receiverpreselectionand mixerwidebandIF filter ADC Resample UMODRAM20.4 MHz1) ZF-Filter mit schaltbarer Bandbreite (max. 10 MHz)mainprocessor2) A/D-Wandler 81.6 MHz/14 bit für Teilspektren bis max. 7 MHz und hohe Dynamik3) Resampler zur Datenreduktion soweit möglich (RBW, Span)4) Universal Digital Module (UMOD) zur ZF-Analyse und Bargraph-Anzeige5) 16 Msamples RAM für lückenlose Messungen bis zu 1 s Messzeit6) CPU Intel 1 GHz Celeron M zur Fensterung und FFT-Berechnung21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 69Normenkonformität des Messverfahrens mit TD-Scan1) Die Messzeit T m muß fürjeden Teilfrequenzbereichlänger sein alsdas PulswiederholintervalT p um dasBreitbandspektrum "BB"korrekt zu erfassen2) Das Vormessergebnis kann mit den bekannten Verfahren analysiert und diekritischen Frequenzen ermittelt werden3) Die Nachmessung erfolgt – wie bisher – auf konventionelle Weise mit Quasipeak-(und Average-) Bewertung4) Die Messung ist konform mit CISPR 16-1-121.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 7035

Vergleich der Messzeiten für die Vormessung (1)Scan mit schrittweiser Frequenzabstimmung vs Time-Domain-ScanBereichRBWMesszeitSchrittweite30 MHz – 1 GHz120 kHz10 ms30 kHzScan-ModusStepped ScanTD AUTO PULSETD AUTO CWGesamtmesszeit5 min 56 s16 s7,5 sFaktor12247BereichRBWMesszeitSchrittweite30 MHz – 1 GHz9 kHz10 ms2,25 kHzScan-ModusStepped ScanTD AUTO PULSETD AUTO CWGesamtmesszeit116 min 24 s21 s7 sFaktor133299721.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 71Vergleich der Messzeiten für die Vormessung (2)Scan mit schrittweiser Frequenzabstimmung vs Time-Domain-ScanBereichRBWMesszeitSchrittweite9 kHz – 150 kHz200 Hz20 ms50 HzScan-ModusStepped ScanTD AUTO PULSETD AUTO CWGesamtmesszeit139 s130 ms129 msFaktor11069107721.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 7236

21.05.2008 | Grundlagen der Störemissions-Messtechnik | 7337