Herausforderung EMV

Damit das Display nicht verrückt spielt

6. Dezember 2021, 15:30 Uhr | Von Markus Schneider, Field Application Engineer für BU Displays & System Solutions bei Glyn
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Was muss beachtet werden, um die EMV-Prüfung für Displays bzw. Display- und Touch-Applikationen zu bestehen? Im Beitrag werden Herausforderungen, Hürden und Lösungsansätze aufgezeigt.

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Markus Schneider ist Field Application Engineer in der Business Unit Displays & System Solutions bei Glyn.
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Das Display strahlt!«, »Der Touch spielt verrückt!«, »Das Modul flackert!« sind Aussagen, die bei Projekten zwischen Lieferant, Distributor, Kunde immer wieder zutage treten. Üblicherweise werden solche Aussagen im Rahmen der EMV-Prüfung, die jede Applikation für ihre finale Freigabe und zur CE-Zertifizierung durchlaufen muss, getätigt. Nachdem die Entwicklung abgeschlossen ist, die Konstruktion und das Gehäuse soweit fertiggestellt sind, wird die Applikation nun der EMV-Prüfung unterzogen. Dabei kommt es nicht selten zu Problemen, die im finalen Zustand des Endgerätes nur noch schwer zu beheben sind. Die Folge sind aufwändige und teure Korrekturmaßnahmen, die die Kosten eines Projekts in die Höhe schnellen lassen.
Das Display ist nur ein Bauteil einer solchen Applikation, aber ein sehr komplexes. Hier gilt es, vom Start der Entwicklung die richtigen und passenden Schritte bei jedem einzelnen Bauteil der Applikation anzuwenden, damit der Besuch im EMV-Labor nicht zu einer schweißtreibenden Angelegenheit wird.

Besonders was im Hinblick auf das Display beachtet werden muss, damit das Gerät die EMV-Prüfung erfolgreich besteht, wird nun in den weiteren Punkten beschrieben. Des Weiteren wird auf die verschiedenen Normen eingegangen, die für einen EMV-Test einer Display-Applikation erforderlich sind. In Verbindung mit den Normen wird ebenfalls Bezug auf die Fachbegriffe Störaussendung und Störfestigkeit genommen.

Das Display aus EMV-Sicht

Die Anforderungen in der Elektronik haben sich im Laufe der Jahre sehr verändert. Es werden immer mehr Bauteile auf kleinerer Fläche verwendet, immer mehr Elektronikkomponenten finden den Weg in eine Applikation. Wo früher eine 7-Segment-Anzeige oder ein kleines monochromes Display ausreichte, wird heute auf die hochmodernen TFT-Displays gesetzt.

In sehr vielen Anwendungen finden mittlerweile PCAP-Touchpanel Verwendung. Die moderne Bedienung über ein Touchpanel löst nach und nach die vielen mechanischen Bedienelemente wie Schalter, Taster, Folientastaturen ab. Das alles bringt neue Herausforderungen im Hinblick auf Hard- und Softwareentwicklung mit sich.

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Bild 1: Arten der Störungen der elektromagnetischen Verträglichkeit und ihre Wege
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Erschwerend kommt hinzu, dass sich auch die EMV-Anforderungen für eine Applikation mit der Zeit erhöht haben. Die vielen vorhandenen elektronischen Geräte und Einrichtungen dürfen sich gegenseitig nicht stören bzw. beeinflussen. Zum Beispiel darf das Handy den Herzschrittmacher nicht beeinflussen, ebenfalls darf im OP der Touch durch Störung nicht eine lebenserhaltende Maßnahme abstellen. Auch darf sich kein Gerät negativ auf die Autoelektronik auswirken.

Die vielen ICs, die in einer Applikation Anwendung finden, haben heutzutage immer schnellere Schalt- und Taktzeiten, die Versorgungsspannungspegel verringern sich außerdem in gleichem Maße. Diese Gegebenheiten müssen bei der Entwicklung berücksichtigt werden. Der Begriff EMV umfasst die elektromagnetische Störaussendung und die elektromagnetische Störfestigkeit.

Bild 1 zeigt die Störungen der EMV und ihre Wege. Wie man sieht, findet die Ausbreitung auf unterschiedlichsten Wegen und Bauteilen der Applikation ab.
Doch wo ist nun das Display beteiligt? Ein Display kann sowohl als Störquelle als auch als Störsenke auftreten.

Die Eigenschaft eines Display ist es, dass man etwas ablesen kann. Störungen können durch Flackern, Flimmern sichtbar werden, und der Touch reagiert durch Selbstauslösung. Dadurch kommt es in vielen Fällen vor, dass Anwender nun darauf schließen, die Störung käme vom Display, es wäre also die Störquelle. Diese Meinung wird zusätzlich noch dadurch verstärkt, dass beim Abklemmen des Displays die Abstrahlung deutlich niedriger bzw. gar nicht mehr vorhanden ist. Dies ist auch korrekt; da allerdings das Display als zusätzliche Last über ein Kabel angeschlossen wird, auf dem die Signale sehr schnell übertragen werden, wirkt es quasi als Antenne und strahlt die Störung ab. Durch die schnelle Übertragung der Signale über das Kabel (in den meisten Fällen sitzt die Ansteuerung nicht direkt beim Display, wodurch ein zusätzliches Kabel nötig ist), treten nicht selten Reflexionen auf, die zur Abstrahlung führen können.

Tatsächlich ist das Display in den meisten Fällen die Störsenke. Betrachten wir nun das Display genauer. Welche Signale werden dort benötigt? Bild 2 zeigt die Schnittstellen.


  1. Damit das Display nicht verrückt spielt
  2. Drei verschiedene Leitungsarten

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