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EMV Bild 5 und 6: Zur

EMV Bild 5 und 6: Zur Messung der Koppelinduktivität von Steckverbindern oder Kabeln nutzt man den Koppelimpedanzmessplatz. 1000 Volt stand. Ein EMV-Parameter von ICs ist seine elektrische Feldstörschwelle. Wenn man für seine Elektronikentwicklung den IC mit der 80-Volt-Schwelle verwendet, werden zusätzliche Maßnahmen in der elektrischen und mechanischen Konstruktion des Gerätes nötig. Der Aufwand für die zusätzlichen Maßnahmen wird relativ hoch sein, er kann bei > 1 Euro liegen. Das sollte bereits zu Entwicklungsbeginn berücksichtigt werden. Aber auch der IC-Hersteller könnte die 80-Volt-Schwachstelle im IC durch Schaltungsänderung und Metall-Fix beseitigen. Ähnlich dem Vorgehen bei Ermittlung der Störschwelle bei elektrischem Störfeld, lassen sich Störschwellen des ICs zum magnetischen Störfeld, zu den Pin-Störströmen und Pin- Störspannungen finden. Wenn man im Vorfeld einer Elektronikentwicklung die EMV-Parameter der entsprechenden Bauteile kennt bzw. klare Anforderungen an deren Entwicklung stellt, kann man EMV-Probleme vermeiden. 2. EMV-Parameter für Steckverbinder Der EMV-Parameter von Steckverbindern soll am Beispiel eines Automobil-Elektroantriebs erläutert werden. Ein Umrichter speist über einen Steckverbinder den Elektromotor eines Automobils (Bild 3). Der Steckverbinder, der ein kompliziertes Schirmsystem besitzt, wurde zum besseren Verständnis auf zwei Kontakte reduziert, den Speisungskontakt a und dem Masse- oder Schirmkontakt m. Der vom Umrichter erzeugte Einspeisungsstrom I S wird über den Speisungskontakt a zum Motor geleitet. Er fließt über den Massekontakt m des Steckverbinders zurück zum Umrichter. Um den Massekontakt wird vom Strom das Magnetfeld H erzeugt. Dieses induziert über die Flussverkettung die Spannung U Stör . Diese Spannung liegt zwischen Umrichter- und Motorgehäuse und treibt damit die Störemission an. Die Induktivität L K ist der Faktor, der aus der mechanischen Konstruktion folgt und der zwischen Motorstrom und induzierter Störspannung vermittelt. Er ist der gesuchte EMV- Parameter des Steckverbinders. Wenn L K im nH Bereich liegt, wird das spätere Gerät einige 10 dB Grenzwertüberschreitung in der Störemission erzeugen. Derartige Steckverbinder kann man in der Praxis in gescheiterten Entwicklungsmustern vorfinden. Werte im Bereich um 10 pH können den Anforderungen genügen. Das sollte man zu Entwicklungsbeginn wissen und berücksichtigen. In der Praxis glaubt man, das Problem mit der Entwicklung und Entstörung von System-Prototypen zu lösen, d.h. man entwickelt den geplanten Umrichter inklusive aller Einzelteile wie Steckverbinder, Gehäuse, Kühlsystem, usw. Wenn man nicht bereits bewährte Steckverbinder kennt, ist die Eignung der ausgewählten Steckverbinder bezüglich der EMV-Anforderung Zufall. Der Prototyp besitzt auf Grund der vielen Einzelteile viele EMV-Schwachstellen. In Funktion überlagern sich die Emissionen aller Schwachstellen. Eine Eingrenzung und Entstörung kann sich deshalb als unmöglich herausstellen. Selbst wenn man einen Steckverbinder als Ursache herausgefunden hat, weiß man dann noch nicht, Über den Autor welcher andere Steckverbinder die Anforderungen erfüllt. Die Verwendung eines anderen Steckverbinders ist schwierig. Das Gerätegehäuse und der Anschlussbereich auf den neuen Stecker müssen umkonstruiert werden. Die Eignung des neuen Steckers ist auch nicht sicher… Wenn man im Vorfeld einer Elektronikentwicklung die Koppelinduktivität L K des Steckverbinders kennt bzw. klare Anforderungen (L K -Wert) an die Entwicklung eines Steckverbinders stellt, kann man diese Probleme vermeiden (Bild 5 und Bild 6). Mit dem Wissen um diese Zusammenhänge können ICund Steckverbinderhersteller Produkte entwickeln, die EMV- Anforderungen erfüllen. Dabei kann man die Entwicklung zielgerichtet und kostengünstig gestalten. ◄ Dipl.-Ing. Gunter Langer ist Geschäftsführer der Langer EMV-Technik GmbH. Nach dem Studium der Elektrotechnik an der TU Dresden arbeitete er in der Steuer- und Leittechnik. Zu seinen beruflichen Schwerpunkten gehört seit der Gründung der Langer EMV-Technik GmbH im Jahr 1995: entwicklungsbegleitende EMV-Beratungen in der Industrie, Durchführung von EMV- Experimentalseminaren, Forschung und Produktion von EMV Test- und Messgeräten für PCB und IC. 20 HF-Einkaufsführer 2015/2016

Messtechnik Schnelle, breitbandige Techniken zur Analyse gepulster oder intermittierender Signale Zur Entwicklung und Charakterisierung von Radarsystemen und sonstiger Militärelektronik werden seit Jahrzehnten Spektrumanalysatoren eingesetzt. Für moderne schnelle und adaptive Systeme sind herkömmliche Wobbelmessungen aber immer weniger geeignet. Bild 1: Darstellung eines Wobbeldurchlaufs eines herkömmlichen Spektrumanalysators. Wenn die grüne Linie ein Signal schneidet (schwarz gezeigt), erscheint es in der Messkurve. Die beste aktuell verfügbare Alternative ist ein breitbandiger Signalanalysator mit einer Echtzeit-Spektrumanalysefunktion (RTSA, Real Time Spectrum Analysis), gekoppelt mit einer Vektorsignalanalysesoftware (VSA). Einige der leistungsfähigsten heutigen Signalanalysatoren verfügen über eine Palette an Methoden für die Identifikation und Analyse von gepulsten oder intermittierenden Signalen, namentlich Schnelldurchlauf (Fast Sweep), Echtzeitspektrumanalyse und „Dichtedarstellung in Schritten“ (Stepped Density). Geräte, die mit der VSA-Software kompatibel sind, ermöglichen zudem eine vertiefte Analyse mittels eines umfassenden Werkzeugsatzes, der eine detaillierte Prüfung von Signalen aus verschiedenen Perspektiven erlaubt. Die Vorteile nutzen Herkömmliche Spektrumanalysatoren haben Probleme, flüchtige Signale zu erfassen. Eine übliche Wobbelanalyse zeigt Schwächen bei der Messung von Signalen mit Impulsmodulation, breitbandigen Frequenzsprüngen oder bei sehr kurzen Signalen. Richard Overdorf und Peter Mosshammer, Keysight Technologies www.keysight.com Bild 2: Bei größerer Durchlaufgeschwindigkeit braucht die grüne Linie weniger Zeit (Y-Achse) von links nach rechts. Dementsprechend entstehen mehr Schnittpunkte mit den Signalen. HF-Einkaufsführer 2015/2016 21

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