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

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Drei verschiedene Leitungsarten

Es wird für jede Displayeinheit – LCD, LED, Touch – eine eigene Spannungsversorgung benötigt. Dazu kommen die Farb- und Steuerleitungen und die Signalleitungen für den Touch. Hinzu kommt in vielen Fällen noch ein integrierter LED-Treiber, der die Stromversorgung für die Hintergrundbeleuchtung übernimmt. Das Display hat somit drei verschiedene Leitungsarten, über die eine Störung empfangen und abgestrahlt werden kann:

  • Spannungsversorgung: V_LCD, V_LED, V_Touch
  • Signalleitungen: IIC, RGB, HSYNC, VSYNC, DCLK, INT, RESET, PWM
  • Bezugssignal/-potenzial: GND

Aus diesen drei Leitungsarten lassen sich die effektivsten Entstörungsmechanismen ableiten: Filter, Terminierung, Schirmung. Alle drei Arten werden in den nächsten Abschnitten, immer mit Bezug auf das Display, unter Störaussendung und Störfestigkeit behandelt.

Während die Signale für LCD und LED eher mit der Störaussendung in Verbindung zu bringen sind, ist es für den Touch und den Touch Controller die Störfestigkeit.

Pre-Compliance

In der Regel steht die EMV-Prüfung im EMV-Labor am Ende eines Projektes, wenn alle Einheiten der Applikation (Netzteile, Peripheriegeräte, Gehäuse, Ansteuerplatine, Kabel, …) entwickelt bzw. zugekauft wurden. Gerade bei den Zukaufprodukten, zu denen das Display zählt, gibt es keinerlei bis wenig Informationen, welche Bauteile dort verbaut wurden. Auch unterliegen einzelne Bauelemente keinerlei individuellen Prüfungen bzw. Zertifizierungen; diese finden immer erst in der finalen Applikation statt.

Aus Zeitmangel oder Kostendruck geht es somit nur einmal ins EMV-Labor mit der nun „fertigen“ Applikation. Häufig wird die EMV-Prüfung nicht bestanden.

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Blockdiagramm eines Displays mit Schnittstellen
© Glyn

»An meinem Arbeitsplatz hat doch alles funktioniert«, so die häufige Aussage im Anschluss. Davon betroffen sind kleine und mittlere Unternehmen, die keinen Zugriff auf ein eigenes EMV-Labor haben.

Nun beginnt das große Suchen, woran es liegen könnte. Die Kosten für eine weitere Prüfung müssen nun berücksichtigt werden; ebenso kommen durch Bauteiländerungen weitere Kosten zum Tragen. Ob die Nachprüfung bestanden wird, ist nicht sicher. Im schlimmsten Fall muss ein komplettes Redesign durchgeführt werden, was zu erheblichen Kostensteigerungen führt und die Markteinführung erheblich verzögert.

Bei solchen komplexen und mit vielen Bauteilen ausgestatteten Applikationen ist es unerlässlich, Pre-Compliance Tests, also entwicklungsbegleitende Tests, ab Beginn der Entwicklung durchzuführen. Diese Tests dienen zur Abschätzung von Messergebnissen, um nicht blind in die finale EMV-Prüfung zu gehen. Nachdem die ersten Zukaufkomponenten geliefert wurden (Display, Netzteil, …) und der erste Entwurf der Ansteuerplatine fertig ist, sollte direkt die erste Messung durchgeführt werden. Diese ersten Messergebnisse fließen anschließend in die Bewertung der einzelnen Komponenten der Applikation ein. Zu diesem Zeitpunkt der Entwicklung kann ohne weiteres nachgebessert werden.

Mit einigen wenigen Werkzeugen kann man diese Pre-Compliance Tests durchführen. Dazu zählen

  • Spektrumanalysator
  • Netznachbildung (Line Impedance Stabilization Network, LISN)
  • TEM-Zelle für eine definierte Umgebung der Prüfobjekte
  • Nahfeldsonden-Set
  • HF-Signalgenerator
  • HF-Leistungsverstärker

Auch diese Messwerkzeuge kosten Geld, allerdings sind die Gesamtkosten deutlich niedriger, wenn der Prüfling nur einmal im EMV-Labor positiv getestet wird und die Markteinführung nicht verzögert wird.

Sind die Grenzwerte bei den Pre-Compliance Tests bereits unterschritten, sind sie es mit großer Wahrscheinlichkeit auch im finalen EMV-Test im EMV-Labor.

Weitere Details zu diesem Thema werden ausführlich in einem Whitepaper beleuchtet, das auf der Website von Glyn unter abrufbar ist.


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  2. Drei verschiedene Leitungsarten

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