Важнейшим этапом разработки электронных устройств является сертификация готового устройства на соответствие требованиям промышленных стандартов по уровню создаваемых этим устройством в ходе своей работы электромагнитных помех (ЭМП) и соответственно, устойчивости работы устройства к воздействию внешних ЭМП, что объединяется термином электромагнитной совместимости (ЭМС). Такие испытания проводят аккредитованные испытательные лаборатории, и стоят они недешево, особенно, если учесть, что новая разработка вряд ли пройдет испытания с первого раза, т.е. таких испытаний потребуется провести несколько раз.
Прежде чем потратить время и деньги на тестирование для сертификации конечного продукта, стоит удостовериться, что ваше устройство готово для отправки в испытательную лабораторию. Для этого есть смысл провести предварительное тестирование на соответствие стандартам ЭМС (т.н. PRECOMPLIENCE).
Воспроизведение условий испытаний по процедуре проверки соответствия по промышленным стандартам ЭМС на вашем собственном месте практически невозможно, если только вы не готовы тратить много денег на оборудование и оснащение. Тем не менее, вы все еще можете повысить вероятность прохождения тестирования на соответствие стандартам ЭМП/ЭМС, инвестируя в решение для предварительного тестирования, которое вы можете установить на вашем предприятии или вблизи него.
Если в ходе предварительного тестирования выяснится, что Ваше устройство не проходит по требованиям стандартов, этого знания недостаточно, необходимо иметь инструменты, которые помогут выявить проблемные зоны в проекте и локализовать элементы, создающие повышенный уровень электромагнитных помех.
Это можно сделать, сочетая оборудование и программное обеспечение от нескольких наших поставщиков измерительного оборудования.
Ниже перечислены некоторые функции, которые должны быть в аппаратном и программном решении процедуры предварительного тестирования.
- Снятие спектра сигналов с помощью анализатора спектра в диапазоне частот по крайней мере до 1 ГГц, для большинства коммерческих продуктов необходимый диапазон от 30 МГц до 6 ГГц.
- Анализатор спектра должен иметь аппаратный или программно реализованный пиковый и квазипиковый детектор, при помощи которого можно регистрировать пиковые уровни ЭМП в спектре излучения тестируемого устройства на интересующих вас частотах.
- Функция проверки гармоник, при помощи которой можно проводить тестирование только для определенных гармоник и находить места излучения на плате при помощи пробника поля в ближайшей зоне.
- Маркеры гармоник, при помощи которых можно находить излучения на гармониках известной частоты.
- Функция запоминания несколько кривых, при помощи которой можно сравнивать параметры тестируемого устройства с окружающим шумом, предыдущими итерациями устройства и т. д.
- Автоматические или выполняемые вручную повторные измерения при нескольких сбоях, позволяющие определить характер сбоя (разовый или повторяющийся).
- Результаты нескольких измерений в разных форматах в одном и том же настраиваемом пользователем отчете.
- Важно, чтобы в комплексе программно-аппаратных решений были заложены требования промышленных стандартов, а также средства удобного сравнения реальных измерений с предельно допустимыми уровнями.
- Аппаратная часть решения для ЭМС должна предусматривать использование антенн и предусилителей сигнала для измерения ЭМП, излучаемых устройством в эфир, а также эквивалент нагрузки (LISN) для регистрации ЭМП, генерируемых уcтройством в питающую его сеть.
Детекторы: квазипик, пик и среднее арифметическое
В процессе предварительной проверки на наличие ЭМП тестируемое устройство сканируется по спектру излучения и сравнивается с предельными значениями, указанными в требуемых стандартах. Стандарты также определяют, каким образом должен регистрироваться уровень ЭМП от устройства. Большинство коммерческих стандартов используют три основных детектора, определенных стандартом CISPR16-1: пиковый, квазипиковый и средний.
- Функция пикового детектора , как показывает ее название, сохраняет пиковое значение для каждой гармоники сигнала, указывая на наихудший сценарий развития событий.
- Детектор среднего значения обеспечивает амплитуду каждого компонента сигнала за период, показывая наилучший сценарий развития событий.
- Квазипиковый детектор взвешивает каждый компонент на основе его периодичности: чем быстрее частота повторения, тем выше вес.
Для быстрого выполнения ЭМС сканирования большинство инженеров начинают с обнаружения пиков электромагнитного излучения от устройства при проектировании и предварительных тестированиях. Затем результаты сравниваются с опубликованными в стандартах квазипиковыми пределами. Если устройство соответствует квазипиковым пределам с большим запасом, оно, скорее всего, пройдет проверку на соответствие, и квазипиковое тестирование может не потребоваться. Тем не менее, если тестирование проходит без запаса, рекомендуется квазипиковое тестирование.
Место для предварительного тестирования на ЭМС
Идеальное место для тестирования - в свободной от радиосвязи среде, вдали от базовых станций и любых радиоволновых загрязнений. Неплохое решение для этого: организовать тестирование на большом пустом складе. Требования помещению состоят в том, что необходимо избежать близко расположенных стен со скрытыми металлическими жгутами или предметами, которые могут создавать отражения и/или усилить некоторые "проходящие" помехи.
Профессиональные испытательные лаборатории используют специальное экранирующее покрытие стен потолка и пола, поглощающее э/м излучение (т.н. безэховые камеры).
Читать подробнее
Подписывайтесь и читайте канал АКТАКОМ!
Подпишитесь, чтобы получать самые свежие новости о продукции АКТАКОМ:
Twitter https://twitter.com/aktakom
Вконтакте https://vk.com/aktakom
Telegram https://t.me/aktakom
Instagram https://www.instagram.com/aktakom.ru/