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3-2020

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

EMV Messtechnik Bild 5:

EMV Messtechnik Bild 5: Beispiel einer digitalen Demodulation Drehtischs ergeben. Für leicht instationäre Prüflinge kann der Drehtisch ohne Probleme mit einer Geschwindigkeit von 30s gedreht werden. Es ergibt sich dadurch eine Winkelauflösung von ca. 2.4°. Die Testzeit beträgt ca. zwei Minuten. Prüflinge mit nicht stationärem Verhalten können langsamer gedreht werden, so dass pro Abstrahlwinkel das Maximum noch genauer erfasst werden kann. Bild 6: Auswertemöglichkeiten in der EMI64k In Tabelle 2 sind beispielhaft die typischen Messzeiten für Vorund Nachmessung unter Verwendung der konventionellen Technologie und des TD-Scans für einen typischen Messablauf mit Vormessung/Nachmessung- Methodik dargestellt. Tabelle 3 stellt die typischen Messzeiten für die Emissionsmessung mittels TDEMI Ultra und EMI64k sowohl für den Receiver-Modus als auch den Echtzeitmodus dar. Die relativ zeitaufwendige Emissionsmessung wird mittels TD- Scan immerhin um 30% reduziert. Allerdings bekommt man die vollen Vorteile des FFTbasierenden Verfahrens erst, wenn man mit Messgeräten mit sehr hoher Echtzeitbandbreite arbeitet. Im Receiver- Modus solcher, kann die Messzeit immerhin um den Faktor 5 reduziert werden. Verwendet man hingegen den Echtzeitmodus, so wird die Messzeit sogar um den Faktor 23 reduziert. Zudem erhält man die Emission an allen Frequenzpunkten, was auch die Prüfqualität nochmals erheblich erhöht. 3.2 Digitale Demodulation Die große Echtzeitbandbreite des TDEMI ULTRA im Zusammenspiel mit seiner sehr leistungsfähigen Hardware erlaubt es, darüber hinaus sehr breitbandige Signale von mehreren hundert MHz zu digitalisieren und analoge und digitale Demodulation durchzuführen. In Bild 4 zeigt das Blockschaltbild für die Betriebsart IQ-Modus. Das Eingangssignal des Analog- Digital-Wandler-Systems wird mittels eines breitbandigen IQ- Mischers, ZF-Filters und Dezimators in Echtzeit verarbeitet und in einem leistungsfähigen Speicher zwischengespeichert. Im Anschluss kann die digitale Demodulation erfolgen. Die Automatisierungssoftware EMI64k unterstützt ebenfalls den IQ-Modus, so dass die Demodulation in einen vollautomatisierten Messbetrieb integriert werden kann. In Bild 5 Beispielsweise ist die Demodulation für ein PSK Signal mit 15 MHz Bandbreite dargestellt. Neben der Darstellung des Augendiagramms können ebenfalls die Constellation-Diagramme dargestellt, sowie die IQ-Daten visualisiert werden. Des Weiteren ist es möglich die Bit Error Rate sowie weitere Parameter zu visualisieren. 3.3 Visualisierungen der Abstrahlung für EMV und Funk Die aufgenommenen Daten aus einer Messung bieten eine Vielzahl von Auswertemöglichkeiten. So ist eine Darstellung pro Frequenzpunkt hinsichtlich Abstrahlwinkel, Höhe Polarisation möglich. Einen Screenshot 20 hf-praxis 3/2020

EMV Messtechnik Bild 7: Emissionsmessung eines Prüflings im Bereich oberhalb von 4 GHz der Auswertefunktionen zeigt Bild 6 dargestellt. Bild 7 zeigt die Emissionsmessung eines Breitbandstörers bei 4 GHz. Durch die Darstellung über die Frequenz sieht man, dass das Maximum sowohl vom Winkel aber auch von der Frequenz abhängig ist. 4. Zusammenfassung Moderne Messgeräte mit 685 MHz Echtzeitbandbreite im Zusammenspiel mit einer Fernsteuersoftware wie z. B. EMI64k bieten dem Anwender, neben den zuvor erwähnten technologischen zusätzlich auch signifikante wirtschaftliche Vorteile. Durch Reduktion der Testzeiten und vollständig lückenloser Charakterisierung können Prüfkosten gesenkt sowie Entwicklungskosten und Time-to-Market Zeiten deutlich reduziert werden. Prüf- und Testhäuser können durch den Einsatz derart moderner Prüfgeräte wirtschaftlich attraktive Dienstleistungen und neue Services anbieten. Ein zusätzlicher Mehrwert für den Kunden entsteht durch eine umfassende Auswertung der Ergebnisse und durch Aufzeigen der Möglichkeiten, um etwaige EMV-Probleme zu lösen. Neben dem Einsatz für EMV-Messungen können auch Funkmessungen durchgeführt werden [9], was wiederum das Dienstleistungsportfolio des Prüflabors erweitert. Die Erweiterung mittels externen Mischern in den THz- Bereich ermöglicht den Einsatz des TDEMI ULTRA im Rahmen von Zulassungsmessungen für 5G. Die digitale Demodulation in einer automatisierten Messumgebung ermöglicht darüber hinaus einen noch breiteren Einsatz für Funkmessungen. Referenzen [1] S. Braun und A. Frech 645 MHz Echtzeitbandbreite für Full-Compliance-Messungen mit dem TDEMI X In hf-praxis 3/2016, Fachzeitschrift für HF- und Mikrowellentechnik, Mrz. 2016, Seite 44-47. Link zum Artikel http://www. beam-verlag.de/app/down- load/24071892/HF-Praxis+3- 2016+III.pdf [2] CISPR16-1-1 Ed 3.1, Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods Part 1-1: Radio disturbance and immunity measuring apparatus – Measuring apparatus. International Electrotechnical Commission, 2010. [3] MIL 461 G, Requirement for the control of electromagnetic interference characterization of sub systems and quipement, Department of Defence, 2015 [4] ANSI 63.2 American National Standard for Electromagnetic Noise and Field Strength Instrumentation, 10 Hz to 40 GHz Specifications [5] ANSI/ISO/IEC 17025 General Requirements for the competence of testing and calibration laboratories [6] S. Braun und A. Frech Anwendung der EMV Zeitbereichsmesstechnik für Schienenfahrzeuge und E-Mobility emv 2016 – Internationale Fachmesse und Kongress für Elektromagnetische Verträglichkeit, Düsseldorf, Germany, Feb 23-25, 2016. Ausgezeichnet mit dem BEST PAPER AWARD 2016. [7] ETSI EN 300 328 V2.1.1, Wideband transmission systems; Data transmission equipment operating in the 2,4 GHz ISM band and using wide band modulation techniques; Harmonised Standard covering the essential requirements of article 3.2 of Directive 2014/53/EU, European Telecommunications Standards Institute 2016 [8] S. Braun und A. Frech Höchste Prüfqualität von EMV- Messungen durch Normgerechte Messung an allen Frequenzen In SMT emv-esd, Fachzeitschrift für ADVANCED PACKAGING & ELEKTRONIKFERTI- GUNG, Nov., 2016, Seite 44-48 [9] VDE Digitalisierung störfrei: VDE- Institut eröffnet neue Prüfhalle für Funkentstörung und EMV, 14.09.2018 https://www.vde.com/de/presse/ vde-eroeffnet-neue-emv-vollabsorber-halle ◄ hf-praxis 3/2020 21

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