magyar elektronika

E-mail cím:*

Név:

{a-feliratkozással-elfogadja-az-adl-kiadó-kft-adatvédelmi-és-adatkezelési-tájékoztatóját-1}

HTest cikk ME 2014 10-1Cikkünk bevezető részében (Magyar Elektronika 2014. 9. szám) bemutattuk az EMxpert-készüléket, amely egy nagy sűrűségű mágneses érzékelőmátrix segítségével kártyaszintű elektronikus megoldások zavarsugárzását képes valós időben vizualizálni. Bemutattuk azt is, hogyan lehet használni a készüléket a leggyakoribb EMI-ellenintézkedések: a szűrés és az árnyékolás hatásának vizsgálatára. A folytatásban további gyakori tervezési kihívásokon át mutatjuk be az eszköz és a módszer alkalmazását a tervezési folyamatban.

 

Közös módusú csatolás

A vizsgálat célja: jelenítsük meg a közös módusú áram hatását az EMC-megfelelőség-vizsgálat előtt álló prototípuson, mivel a kábelek és csatlakozók helytelen bekötése gyakran okoz közös módusú zavarokat.

A közös módusú áram az elektromágneses zavarójelek kibocsátásának egyik legfontosabb okozója. A hatásuk gyakran ott észlelhető, ahol a legkevésbé sem számítanánk rá. Az EMxpert képes megjeleníteni a közös módusú áramok által keltett zavarokat. A műszer­összeállítás lehetővé teszi, hogy a tervezőcsapat megvizsgálhassa azokat az útvonalakat és mechanizmusokat, amelyek a közös módusú áramok kialakulásához vezetnek. Ha ezek az áramok egy vagy több közeli kábelre vagy csatlakozóra csatolódnak, az EMI-megfelelőségi problémákat okozhat, amelyek távolról is észlelhető elektromágneses zavarsugárzásban nyilvánulhatnak meg. Azáltal, hogy valós időben fel tudjuk deríteni, hogyan csatolódnak ezek a forrásukhoz, hatásos ellenintézkedéseket tehetünk. Ezek hatékonyságát a változtatás kivitelezése utáni újrateszteléssel lehet ellenőrizni (10. ábra).

 

htest1

10. ábra Az EMxpert letapogatása alacsony zajszint csatolódására utal, amelynek forrása egy csatlakozó a jobb felső sarokban

Árameloszlás

A váratlan EMC-megfelelőségi teszteredmények jelentősen megnövelhetik a piacképes termék előállításához szükséges időt. Ha azonban az árameloszlást, azaz az elektromágneses zavar forrását is megjelenítjük a tervezési folyamat korai szakaszában, a helyes intézkedések alkalmazásával hamarosan előállítható a piacképes termék.

A vizsgálat tárgya: annak meghatározása másodpercek alatt, hogyan hatnak a tervezési módosítások az elektromágneses zavarsugárzásra.

Az EMxpert gyorsan képes azonosítani az áramköri kártyákból, az összekötő kábelekből vagy a csatlakozókból eredő zavarforrásokat. Ha ezek elhárítására módosítjuk a tervet – például az alkatrészek vagy a vezetősávok és felületek elrendezését –, a tervezők vizuálisan dokumentálhatják és mérhetik is a nemkívánatos emisszió szintjének változását a tervezési folyamat során.
A letapogatással valós időben készíthetünk részletes térképet a zavarkibocsátó forrásokról és az áramhurkok útvonaláról. A tervezők ezeket egyetlen vagy akár több frekvencián is vizsgálhatják a műszer­összeállítás „kompozit térbeli megjelenítés”-funkciójával. Egy vagy több tervezési módosítás végrehajtása után egy következő letapogatással mérhető és vizuálisan is kiértékelhető összehasonlítást kaphatunk a módosítást megelőző és az azt követő sugárzási körülményekről (11., 12. és 13. ábra).  

 

htest2

11. ábra Egy taxaméter NyÁK-lapja a letapogató síkjára helyezve, 11,06 MHz-es frekvencián történő mérés közben

 

htest3

12. ábra A vizsgálatot a szűrőkondenzátorok beépítése előtt elvégezve láthatók az emissziót okozó áramköri részletek (pirossal jelölve)

 

htest4

13. ábra. A 11. ábrán bemutatott taxaméterpanel zavartérképe szűrőkondenzátorok beépítése után. A zajcsökkenés legalább 8 dBμV

Zavarvédettség – jelenítsük meg, hogyan terjed egy beinjektált RF-zavarójel a NyÁK felületén

A vizsgálat célja: javítsuk a termék megbízhatóságát azáltal, hogy azonosítjuk bármely nagy áram forrását és útját, amelyet vezetett zajimmunitási teszt során injektáltunk a panelbe. Gondoskodjunk arról, hogy a vizsgálóáram a panelen ne rongáljon meg érzékeny alkatrészeket, és ne okozzon rendszerhibát. Ha ez nem lehetséges, hasonlítsuk össze a mérés és összehasonlítás különféle módszereinek hatását.
Az EMxpert kijelzi azokat a panelközelben mérhető zavarokat, amelyek a NyÁK-ba vezetéses csatolással injektált RF-áram következtében keletkeznek. Az eredményül kapott letapogatási kép megmutatja azokat az érzékeny alkatrészeket, amelyeket a nagy amplitúdójú zavaróáramok károsíthatnak. A tervezők ezután egy vagy több olyan intézkedést tehetnek, amelyek csökkentik a károsodás kockázatát, és a tervezési módosítások hatását az „előtte” és „utána” végzett letapogatások összehasonlításával ellenőrizhetik. Ezekkel a vizsgálatokkal – egyszerű összehasonlítások által – minősíthető a védelmi intézkedések hatékonysága.
Az EMxpert letapogatásainak felhasználásával tehát már a tervezés korai stádiumában javítható az érzékeny alkatrészek védettsége. Csökkenthető a módosított kártyák költséges újragyártásainak száma, amely egyébként jelentős késedelmet okozhat a tervezési folyamatban (14., 15., 16. és 17. ábra).

 

H TEST abra 14

14. ábra Az EMxpert letapogatási képe 50 MHz-es frekvencián, zaj beinjektálása nélkül

 

H TEST abra 15

 15. ábra Az EMxpert letapogatási képe 50 MHz-es frekvencián, a panel jobb oldalánál beinjektált, vezetett zaj jelenlétében

 

H TEST abra 16

 16. ábra Az EMxpert letapogatási képe 50 MHz-es frekvencián, a panel felső szélén beinjektált vezetett zaj jelenlétében 

 

H TEST abra 17

17. ábra Az EMxpert letapogatási képe 50 MHz-es frekvencián, a panel alsó szélén beinjektált vezetett zaj jelenlétében

 

Szélessávú zaj – mérés széles frekvenciasávon és jellemzés a felhasználó által kiválasztott frekvenciákon

A vizsgálat célja: az áramkör jellemzése tipikus szélessávú zaj esetén, valós időben.
Vegyünk példának egy kapcsolóüzemű tápegységet, amely szélessávú zajt okoz a vezérlőelektronikában, egyéb alkatrészekben és magán a NyÁK-on. Az EMxpert képes arra, hogy széles frekvenciatartományban is gyorsan letapogassa a kártya által sugárzott zavarokat. A felhasználó kijelölhet specifikus frekvenciatartományokat is, hogy megfigyelhesse, hogyan oszlik el a zavar egyszerre a térben és a frekvenciatartomány mentén. Ezzel a tervező feltérképezheti a zajt, megtalálhatja annak forrását, és megfelelő ellenintézkedéseket tehet.
A szoftver burkológörbe-funkciója írja le ezt a legszemléletesebben, és ez az egyszerűség egyben lehetőséget adhat a projektmérnöknek, hogy a feladatot kevésbé képzett technikai kiszolgáló személyzet is végrehajthassa (18. ábra).

 

htest9

18. ábra Egy tápegységből származó szélessávú zaj spektrumának megjelenítése

Összegzés

A bemutatott példákon a valós környezetben, valódi mérési feladatokhoz használt EMxpert műszer alkalmazását láthattuk. A műszer másodpercek alatt készít valós idejű letapogatást a nem kívánatos elektromágneses zavarsugárzásról. A műszer a térben és a frekvenciatartományban végzett letapogatásaival egy vagy több újratervezési ciklussal is megrövidíthető a gyártmányfejlesztés folyamata. Ez legalább két nagyságrenddel csökkenti az elektromágneses zavarsugárzásra vonatkozó tesztelési ciklusok időszükségletét.   

 

Az EMxpert-készüléket és az EMSCAN cég más termékeit Magyarországon a HTEST Hungary Kft. forgalmazza.

 

Szerző: Cédric Caudron – alkalmazástechnikai tanácsadómérnök – EMSCAN

 

H TEST Hungary Kft.

9027 Győr, Gesztenyefa u. 4. I/3.
Tel.: + 36 96 999 262
Email: info@htest.hu
www.htest.hu

Még több H TEST

 

Címkék: EMSCAN | EMC | EMI