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3-2018

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Marktübersicht EMV

Marktübersicht EMV EMV-Messungen dauern nur noch Sekunden Bild 1: Der EMV-Messempfänger R&S ESW von Rohde & Schwarz erfüllt alle Anforderungen der einschlägigen zivilen und militärischen Normen (Bilder Rohde & Schwarz) FFT-basiertes Messprinzip für TD-Scan- und Echtzeitmessungen Für die Zertifizierung scannen klassische Messempfänger den zu untersuchenden Frequenzbereich sequenziell in vielen kleinen Abtastschritten. Eine solche Messung kann Stunden dauern. Das lässt sich mit FFT-basierten Scan-Techniken und moderner Chip-Technik um Größenordnungen beschleunigen. Die FTT-basierten Zeitbereichs-Scans erfüllen problemlos die hohen Anforderungen an die Pegelgenauigkeit der EMV-Standards. Und auch die rechenintensiven digitalen Bewertungsfilter der EMI- Detektoren aus den Normvorgaben stellen keine Performance-Hürde mehr dar. Bei den ersten Messgeräten, die FFT-basierte Scans durchführten, lief die zugehörige Signalverarbeitung auf der Bordrechner-CPU. Das war schon deutlich schneller als die herkömmliche sequenzielle Abtastung. Beim Moderne Störmessempfänger, die für künftige Herausforderungen ausgelegt sind, benötigen ausgezeichnete HF-Eigenschaften um die Arbeit der EMV-Ingenieure in Entwicklungsabteilungen und akkreditierten Testlaboren zu erleichtern und zu beschleunigen. Ein Beispiel dafür ist der R&S ESW, der mit besonders hoher Messdynamik und Pegelgenauigkeit aufwartet. Mit FFT-basierten Zeitbereichs-Scans misst er normgerecht in Sekundenschnelle. Zudem eignet er sich für EMV-Messungen ab 2 Hz, wie sie im A&D- und Automotive-Bereich manchmal gefordert werden. Ein EMV-Messempfänger für Zertifizierungsmessungen führt die vorgeschriebenen Tests nach den Anforderungen der einschlägigen zivilen und militärischen Normen wie CISPR, EN, MIL?STD-461, DO 160 und FCC durch. Darüber hinaus gibt es noch anwendungsspezifische EMV-Tests in den Bereichen Automotive und Aerospace & Defense. Bild 2: Programmierbare Scan-Tabelle des R&S ESW für eine Messung mit bis zu 10 Messbereichen (Ranges) Band Frequenz Auflösebandbreite Messzeit CISPR-Detektoren Gesamtmesszeit CISPR Band B 150 kHz bis 30 MHz 9 kHz 100 ms Peak 110 ms CISPR Band B 150 kHz bis 30 MHz 9 kHz 1 s Quasi-Peak und CISPR Average 2 s CISPR Band C/D 30 MHz bis 1000 MHz 120 kHz 10 ms Peak 620 ms CISPR Band C/D 30 MHz bis 1000 MHz 9 kHz 10 ms Peak 840 ms CISPR Band C/D 30 MHz bis 1000 MHz 120 kHz 1 s Quasi-Peak 80 s CISPR Band C/D 30 MHz bis 1000 MHz 9 kHz 1 s Quasi-Peak und CISPR Average 67 s Tabelle: Messzeiten für Standardeinstellungen in unterschiedlichen CISPR-Bändern Quelle: Rohde & Schwarz 36 hf-praxis 3/2018

K N O W - H O W V E R B I N D E T Marktübersicht EMV EMV, WÄRME­ ABLEITUNG UND ABSORPTION SETZEN SIE AUF QUALITÄT Thermisch leitende Gele (Therm-a-gap) Nur geringer Anpressdruck notwendig Nachgewiesene Langzeitbeständigkeit Voll vernetztes Material, kein Ausgasen, einfache Überarbeitung Temperaturbereich von -55°C bis +200°C Einfach zu dispensieren Flexible Einsetzbarkeit 1-komponentiges Material Bild 3: Konfigurierbare Vorselektionsfilter schützen vor Übersteuerung, Spezialfilter ermöglichen Messungen mit höchster Empfindlichkeit R&S ESW ließ sich die Messgeschwindigkeit noch weiter erhöhen, indem die zugehörige Signalverarbeitung auf ein FPGA verlagert wurde. Frequenz-Scans in den CISPR-Bändern erfordern somit nur noch wenige Millisekunden. Leitungsgeführte Störgrößen lassen sich sogar in Echtzeit mit parallel arbeitenden CISPR-Detektoren (Quasi-Peak und CISPR Average) messen. Dabei werden die spektralen Signalanteile ohne zeitliche Lücken mit einer Bandbreite von etwa 30 MHz erfasst. Mit einer virtuellen Schrittweite von einem Viertel der Auflösebandbreite und einer zeitlichen Überlappung der FFT-Fenster von > 90% erreicht das Messgerät eine merklich bessere Pegelmessgenauigkeitals in der CISPR 16-1-1 gefordert. Mit Scan-Tabellen schnell zum Ziel Die Parameter für Störaussendungsmessungen werden bei jedem Messgerät ein bisschen anders und mehr oder weniger übersichtlich konfiguriert. Beim R&S ESW basiert die Konfiguration auf einer Scan-Tabelle. Der Anwender hat dabei die Möglichkeit, die Messung in bis zu zehn Frequenzbereiche aufzuteilen. In dieser Betriebsart liefert der Messempfänger laut Hersteller bereits nach zwei Sekunden normgerechte Ergebnisse für das komplette CISPR-Band B mit zwei CISPR-Detektoren, einschließlich der erforderlichen Einschwingzeit von einer Sekunde. Somit dauert die vollständige normgerechte Messung insgesamt vier Sekunden bei einphasigen und acht Sekunden bei dreiphasigen Prüflingen. Der Anwender kann sich innerhalb von Sekunden einen Überblick über das Störszenario verschaffen, Messungen aber auch mehrfach wiederholen. Mit einer verlängerten Beobachtungszeit erfasst das Messgerät auch solche Störer genau, die sich im Laufe der Zeit verändern oder nur selten auftreten. Die kleine Investition in Messzeit führt selbst bei schwierig zu erfassenden Signalen zu verlässlichen Ergebnissen. Finden diese Messungen schon in der Entwicklungsphase eines Produkts statt, kann der Entwickler bei einem entdeckten Störer sofort darauf reagieren. Nachdem er die Ursache für das Störsignal identifiziert hat, lässt sich das Design entsprechend anpassen. Werden Störer erst bei der abschließenden Zertifizierung entdeckt, muss die Entwicklung, für ein praktisch fertiges Produkt, eine Lösung finden. Therm-a-gap- GEL30: Thermische Leitfähigkeit: 3,5 W/mk Farbe: rosa Flow rate (90 psi): 20 Schutz vor Übersteuerung Für EMV-Messungen unbekannter Störungen wird eine möglichst hohe HF-Dynamik gefordert. Hierzu sind in der Regel standardmäßig Vorselektionsfilter (Bandpässe) in den EMV-Messempfängern integriert. Sie schützen das Messgerät, indem sie nur den interessierenden Teil des HF-Spektrums zum Mischer durchlassen. Die CISPR-/EN- Normen beginnen bei 150 kHz für geleitete Störungen. Der Bereich darunter wird nicht gemessen, weil dort im Grunde nur Netzstörungen auftreten. Deren Pegel können ausreichen, um die Messgeräte zu übersteuern und Messungen unmöglich zu machen. Für Therm-a-gap GEL45: Thermische Leitfähigkeit: 4,5 W/mK Farbe: schwarz Flow rate (90 psi): 55 Hohe Straße 3 61231 Bad Nauheim T +49 (0)6032 9636­0 F +49 (0)6032 9636­49 info@electronic­service.de www.electronic­service.de ELECTRONIC SERVICE GmbH hf-praxis 3/2018 37 37

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