Spektrumanalyse EMI frühzeitig erkennen

Will man nicht riskieren, dass finale EMI-Tests (Electromagnetic Interference) fehlschlagen, so könnte man, wenn die entsprechenden finanziellen Mittel verfügbar sind, -natürlich ein komplettes -EMI-Testsystem inklusive geschirmter Kammer beschaffen und damit während der Entwicklungsphase schon testen. Doch es gibt auch eine kostengünstigere Lösung

Ein Messplatz, wie er hier beschrieben wird, hat neben geringeren Kosten zudem den Vorteil, dass man die damit realisierten Messungen während des Entwicklungsprozesses mehrfach wiederholen kann und sich so jedes einzelne Modul schnell und unkompliziert vermessen lässt. Auf diese Weise bekommt man eine „Sicherheit“, dass der finale EMI-Test auch bestanden wird und nicht im Nachhinein eine kostspielige Nachentwicklung des Gerätes erfolgen muss.

Basis des Pre-Compliance-Messplatzes: ein Spektrumanalysator

Um einer eventuell drohenden Endlosschleife „Finaler EMI-Test nicht bestanden, also Nachentwicklung“ zu entkommen, empfehlen sich EMI-Pre-Compliance-Tests mit einem Spektrumanalysator, z.B. aus der Serie CXA von Agilent ( www.agilent.com ), zusammen mit einer generellen Signal-Charakterisierung. Die Spektrumanalysatoren der genannten Serie werden auch in professionellen Prüflabors für EMI-Tests eingesetzt, so dass man sich sicher sein kann, diese Vortests auch mit der entsprechenden Mess-Sicherheit durchzuführen.

 Sicher, es fehlt z. B. die abgeschirmte Kabine, wie sie die Prüflabors haben - jedoch mit Vergleichsmessungen kommt man hier auch sehr weit und kann,  wenn man entsprechende „Sicherheitsabstände“ zu den vorgeschriebenen Grenzwerten einhält, davon ausgehen, dass das entwickelte Produkt die Zertifizierung bekommt. Bei diesen Pre-Compliance-Tests ist darauf zu achten, dass man die beiden Arten von EMI-Störungen berücksichtigt - also die „eingestrahlte“ und die galvanisch „direkt eingeleitete“ Störung. So können alle störungsverursachenden HF-Emissionen oder Emissionsspitzen schnell, kostengünstig und noch früh im laufenden Entwicklungsprozess erkannt und abgestellt werden.

 ENFCC
CISPR Beschreibung
EN 55011
 1811Industrielle, wissenschaftliche und medizinische Geräte
--12Automobilbereich
EN550131513Übertragungsempfänger
EN55014 14Haushaltsgeräte, und -werkzeuge
EN55015 15Flureszenz-Leuchtmaterialien
EN550221522Informationstechnologie
EN61000-6-3,4 -Allgemeine Emissions-Standards
- 16Messgeräte und -methoden
EN55025 16Komponententest für den Automobilbereich
Vergleich der einzelnen anzuwendenden Regulatorien (Auszug)

Bevor jedoch mit einer Messung begonnen wird, muss man die richtigen Normen bestimmen. Diese richten sich einerseits nach den Ländern, in die exportiert werden soll, und andererseits danach, in welchen spezifischen Anwendungsbereichen das Produkt eingesetzt wird. Ein Auszug der gebräuchlichsten Normen ist in der Tabelle gelistet.

Messungen geleiteter Emissionen

Eine Messung geleiteter Emissionen gibt Aufschluss, welche Störungen z.B. durch eine Stromversorgung ins Netz abgegeben werden und welche Auswirkungen Störungen und Spannungsspitzen der Netzversorgung auf das neu entwickelte Gerät haben.

Diese Messung lässt sich sehr einfach auf dem Labortisch durchführen. Die nötigen Instrumente für einen kosten- günstigen Messplatz sind in Bild 1 dargestellt. Der Spektrumanalysator N9000A CXA, auf dem die zusätzliche Applikations-Software W6141A läuft, ein LISN (Line Impedance Stabilization Network, Netzimpedanz-Stabilisierungsnetzwerk) und ein Begrenzer sind in diesem Fall nötig.

Das LISN entkoppelt die Störungen, die vom DUT (Device under Test, Prüfobjekt) ausgehen, von der Netzleitung und führt sie dem Spektrumanalysator zu.

Bild 2 zeigt die Schaltung und das Impedanzverhalten über der Frequenz. Der in die Signalleitung eingefügte Begrenzer (Limiter) schützt den Spektrumanalysator-Eingang vor Beschädigung, wenn große Transienten-Amplituden auftreten.

Der typische abzudeckende Frequenzbereich reicht von 9 kHz bis 30 MHz für kommerzielle Anwendungen