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#Tendenze
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Conformità elettromagnetica: Risoluzione dei problemi con il Quasi-campo e le sonde correnti
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Conformità elettromagnetica: Risoluzione dei problemi con il Quasi-campo e le sonde correnti
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INTRODUZIONE:
Il disturbo elettromagnetico (EMI) può causare un mucchio di problemi, particolarmente quando sviluppa un prodotto o tentando di superare le prove elettromagnetiche obbligatorie di conformità (contabilità elettromagnetica). Le esposizioni confuse, i cattivi dati, o le disfunzioni complete possono accadere quando designis effettuati da EMI. Per minimizzare gli effetti di interferenza, gli enti governativi come la commissione federale delle comunicazioni (FCC) in Nord America hanno creato ed applicano le norme che setlimits sull'uscita di EM di un tipo di prodotto. Provando alle specifiche si riferiscono a comunemente come prova elettromagnetica di conformità (contabilità elettromagnetica).
Molti guasti della prova di contabilità elettromagnetica provengono dall'interazione delle emissioni involontarie di radiofrequenza (rf) con un circuito o un elemento all'interno della progettazione stesso. L'elettrici ed i campi magnetici che causano questa interferenza non sono visibili all'occhio senza aiuto, che può presentare le complicazioni quando prova ad isolare la causa di origine ed a minimizzare gli effetti della EMI.
• Che cosa sta causando l'edizione?
• Dove la fonte del segnale o dell'energia sta causando la radiazione?
• Come posso ripararlo?
Fortunatamente, ci sono strumenti semplici e tecniche che possono contribuire ad identificare le fonti di EMI. Una volta che potete identificare la fonte, potete cominciare a sviluppare una lista delle soluzioni ai problemi. Queste tecniche non fanno parte delle prove di conformità obbligatorie richieste per passare la prova di contabilità elettromagnetica. Piuttosto, queste sono tecniche di collaudo di pre-conformità che contribuiscono ad identificare le aree potenziali di EMI il più rapidamente possibile senza il carico delle attrezzature e delle messe a punto di prova costose.
In questa nota di applicazione, stiamo andando introdurre alcune tecniche di collaudo comuni di pre-conformità per l'identificazione delle fonti problematiche potenziali di EMI facendo uso del quasi-campo e delle sonde correnti. Queste tecniche possono conservarvi tempo e soldi isolando i settori problematici rapidamente e con piccolo fixturing, potete creare le stazioni di prova ripetibili per contribuire a correlare i dati. Questa conoscenza può poi essere «progettazione usata per contabilità elettromagnetica» nei vostri prodotti futuri.
NOTA: le prove di Pre-conformità sono destinate per contribuire ad identificare e risolvere i problema che possono ostacolare superare le prove complete di conformità. la prova di Pre-conformità non è una sostituzione per prova di conformità completa ad un laboratorio certificato.
BASI DI RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA:
Nell'elettronica, la radiazione di EM è causata il più comunemente da un'accumulazione corrente di tensione o di flusso lungo o tramite un conduttore. Ciò comprende le tracce su un bordo di PC, cavi discreti, componente conduce/perni, connettori, o qualunque altro metallo, compreso il telaio, lo scaffale, o la recinzione del prodotto. Ricordi che la radiazione di EM è realmente una combinazione di componenti del campo elettrico e magnetico. È descritta come la propagazione di del tempo variazione ortogonale elettrica e dei campi magnetici secondo le indicazioni di figure1.
Mentre l'elettrico (E) e magnetico (H) i campi sono creati dagli stessi fenomeni, essi fisicamente si comportano abbastanza diversamente nell'ambiente. I campi magnetici sono creati soltanto dalle spese commoventi (correnti). In la maggior parte dei circuiti, la corrente è condotta dalle tracce sul bordo di PC, sui perni componenti/praterie e sui cavi discreti. Di conseguenza, il campo magnetico tende a dominare la radiazione di EM prodotta dalle tracce e dai cavi che dirigono i segnali ed il potere alle parti differenti della progettazione.
Prevedere il campo magnetico può essere un po'più facile se ritornate a vostri testi di fisica. Ricordi che il campo magnetico di un cavo diritto infinitamente lungo può essere calcolato applicando la legge dell'ampère.
Figure2 è una rappresentazione fisica di questa relazione. La nota, questa inoltre è descritta «dalla mano-regola» in dove se doveste indicare il pollice della vostra mano destra in direzione del flusso corrente, quindi le linee del campo magnetico formano gli anelli concentrici che avvolgono il conduttore in direzione delle vostre dita.
A differenza del campo magnetico, i campi elettrici possono essere creati muovendosi o dalle spese statiche. In questo modo, gli effetti di campo elettrici dominano sopra i campi magnetici quando cerca la radiazione di EM sulle superfici come i dissipatori di calore o le recinzioni del metallo. Gli effetti del campo elettrico inoltre tendono a dominare più lontano dalla fonte (campo distante). Le misure del campo distante sono più suscettibili dell'errore dovuto i fattori ambientali come le stazioni radio, WiFi e la rf intenzionale. Le misure del campo distante, come quelle realizzate durante la parte irradiata delle emissioni di prova di conformità, richiedono più messa a punto, attrezzatura e competenza che il quasi-campo.
Misurando l'ampiezza e la frequenza dei campi elettrici magnetici e che sono generati dagli elementi di un prodotto, possiamo identificare le aree che hanno il più alto potenziale di causare le edizioni di EMI.
LISTA DELL'ATTREZZATURA:
Qui sono i bisogni per un corredo di risoluzione dei problemi del quasi-campo:
Analizzatore di spettro EMI Receiver: Potere di misure rf riguardo a frequenza. L'analizzatore dovrebbe avere una frequenza massima almeno di 1 gigahertz, di DANL di -100dBm (- dBuV 40) o di di meno e di un RBW minimo almeno di 10 chilocicli.
sonde del Quasi-campo: Commerciale o fatto a mano. Molti sono magnetici (H) le sonde del campo, ma là sono inoltre elettriche (E) sonde del campo pure.
Sonde correnti: Commerciale o fatto a mano.
Un cavo da 50 ohm: Usi un cavo con i connettori che si accoppiano alle sonde del quasi-campo ed all'input di rf dell'analizzatore di spettro. Molte sonde commerciali possono essere acquistate con un cavo e tutti gli adattatori che possono essere richiesti.
SONDE:
Poiché EMIcannot direttamente osservato dall'occhio umano, noi ha bisogno di alcuni strumenti di aiutare. Ricordi che spese commoventi in un conduttore per produrre i campi elettrici magnetici e che si irradiano in tutto spazio dal conduttore. Possiamo usare questi campi per indurre una tensione in un circuito. Poi, misura che tensione indotta e quindi indirettamente misurare la forza del campo originale. I due tipi più comuni di sonde utilizzate in risoluzione dei problemi di EMI sono morsetti correnti del probesand del quasi-campo.
Le sonde del campo magnetico ed i morsetti correnti azionano sopra un simile principio. Il campo magnetico che attraversa l'area «del ciclo» della sonda induce una tensione che può essere misurata. Le più grandi aree del ciclo prendono più flussi magnetici e sono quindi migliore adatte a trovare i più piccoli segnali, ma i più piccoli cicli offrono la migliore risoluzione spaziale. Molti corredi vengono con le dimensioni multiple del ciclo a contribuire a stendere il bilancio fra la sensibilità e la risoluzione spaziale.
Le sonde del campo elettrico non hanno generalmente un'area del ciclo. Prendono il campo elettrico simile ad un'antenna a stilo. La rotazione di una sonda del campo elettrico non è critica come con la sonda del campo magnetico, ma la distanza dalla fonte del segnale è.
Qui sono alcune linee guida per sondare:
• Misuri la radiazione di fondo spegnendo la dispositivo-sotto-prova e controlli l'esposizione dell'analizzatore. Noti tutta la rf che può essere causata spesso da fondo o condizioni ambientali e nuovo test.
• Esposizioni della sonda, terminali della porta di comunicazione e qualsiasi ritaglio/sfiatatoio/cucitura della recinzione. Questi sono settori problematici di problema comune.
• Le sonde del campo di H e di E posizionate più vicino alla fonte del segnale misureranno le più alte ampiezze
• Il campo di H sonda il perpendicolare orientato al campo magnetico misurerà le più alte ampiezze che quelli hanno orientato parallelo al campo magnetico.
• Poiché il posizionamento della sonda è critico alle misure ripetibili, un dispositivo non conduttivo (legno, plastica) per posizionare la dispositivo-sotto-prova (DUT) e la sonda può essere usato. Ricordi, posizioni e l'orientamento è molto importante. Alcuni millimetri o alcuni gradi di rotazione possono causare una grande differenza nell'ampiezza misurata di un campo magnetico dato.
I cavi e collega possono fare le antenne molto piacevoli (ed involontarie) se non sono protette correttamente/collegate. Le piccole correnti che circolano sull'esterno del conduttore possono causare facilmente le emissioni irradiate che possono superare i limiti dell'insieme contabilità elettromagnetica. Un morsetto corrente può essere utilizzato con un analizzatore di spettro per fornire la comprensione nella causa di irradiamento dei cavi/collega.
I morsetti correnti azionano sopra lo stesso principio delle sonde magnetiche del ciclo. Possono essere acquistati o fatti avvolgendo alcuni giri di cavo intorno ad un morsetto della ferrite e proteggere semplicemente un connettore con resina epossidrica di BNC secondo le indicazioni di figura 7. per attaccare il morsetto al cavo da provare, lo collegano all'input dell'analizzatore di spettro e configurano l'analizzatore per la portata di frequenza di interesse.
Qui sono alcune linee guida per sondare:
• In caso di dubbio, aggiunga un attenuatore esterno all'input di rf dell'analizzatore prima che cominciate. I cavi elettrici o le applicazioni ad alta potenza previste possono avere segnali che danneggieranno l'input sensibile di rf dell'analizzatore.
• Prova tutti cavi che potrebbero essere collegati al DUT. Ciò comprende il cavo di alimentazione, USB, Ethernet e tutti i altri collegamenti possibili
I morsetti correnti, particolarmente fatti a mano, sono suscettibili del prendere la rf ambientale che può distorcere o sopraffare i segnali che desiderate misurare. Colleghi e sistemi tutti i cavi, sonde, ecc… e poi misuri la rf ambientale semplicemente tenendo il DUT ha spento. Poi, paragonilo alle misure effettuate al DUT SOPRA. Può anche essere una buona idea riprovare periodicamente per rappresentare tutti i cambiamenti ambientali.
• Se avete emissioni irradiate guastate il rapporto, inizio cercando le frequenze guastate o per le armoniche primissime di quelle frequenze.
RICERCHE E VALUTAZIONE:
È altamente improbabile che i dati raccolti durante il sondaggio direttamente correlino le emissioni toradiated verifichino la prestazione. Ma, osservando l'uscita di rf dei cavi, le alimentazioni elettriche, esposizioni e ritagli di commutazione, potete avere informazioni che possono condurre alla risoluzione dei problemi più veloce se fate happed per venire a mancare.
Qui sono le tecniche facoltative che possono contribuire a fornire più comprensione:
1. La maggior parte dei analizzatori di spettro non hanno filtri da selezione preliminare. Se state utilizzando un analizzatore di spettro senza filtri da selezione preliminare, i picchi osservare non potete essere reale. Gli analizzatori senza filtri da selezione preliminare possono creare i picchi falsi dovuto i segnali fuori banda che si mescolano con i segnali osservati.
Potete verificare la validità di un picco aggiungendo un attenuatore esterno (3 o 10dB dovrebbero fare). I picchi reali cadranno dalla quantità dell'attenuatore. Se il picco cade da più dell'attenuatore, è probabile essere un picco falso. Prenda nota dei picchi falsi per il confronto con i vostri risultati dei test di conformità. Potete anche usare i filtri da selezione preliminare o un ricevitore di EMI, ma questi tendono ad essere costati proibitivo per la maggior parte della prova rapida.
Figura 10 qui sotto mostra una prova di punta tipica di conferma. La traccia gialla è stata raccolta senza un attenuatore. La traccia rosa è stata raccolta con i 10 l'attenuatore di dB che ha aggiunto all'input di rf dell'analizzatore. In questo caso, i picchi cadono lo stesso importo dell'attenuazione aggiunta. Ciò contribuisce ad affermare che i picchi sono probabilmente reali e non prodotti dei segnali fuori banda.
2. Molti analizzatori di spettro hanno tipi della traccia di Max Hold che terranno continuamente le più alte ampiezze di ogni ricerca di frequenza. Potete permettere ad una singola traccia come radura scrivete per mostrare la prestazione attiva di rf e per permettere ad una seconda traccia come Max Hold. Ciò permette che confrontiate i cambiamenti nel DUT ai dati «del caso peggiore» si è raccolta e «congelato» facendo uso di Max Hold.
3. Potete usare gli indicatori e le tavole di punta per indicare chiaramente le frequenze e le ampiezze di punta, se disponibile.
CONCLUSIONE:
• I campi magnetici sono prodotti tramite flusso corrente. Usi un magnetico (H) sonda del quasi-campo per identificare radiazione di EM vicino alle tracce, ai cavi ed alle funi flessione/del nastro.
• I campi elettrici possono essere prodotti tramite flusso corrente o l'accumulazione della tassa statica. Usi un elettrico (E) sonda del quasi-campo per identificare radiazione di EM sulle superfici di metallo come i dissipatori di calore, le recinzioni, il legame dell'esposizione/bordi e le scanalature/i ritagli.
• Utilizzi i morsetti correnti per identificare la radiazione e la risonanza potenziali dai cavi, cavi e collega
• Le esposizioni, i ritagli/fori/cuciture nel telaio, i cavi a nastro e le porte di comunicazione/bus sono la causa più probabile dei guasti irradiati dell'emissione.
• Nastro di uso o di alluminio conduttivo per riguardare le aree «di perdita», assicurandosi che la copertura sia collegata. Pre-esplorazione con nastro adesivo/stagnola sul posto per vedere se ha attenuato la EMI.
• Ha terminato male i cavi e collega inoltre le edizioni irradiate causa
• Frequentemente misura gli effetti di fondo rimuovendo potere dalla dispositivo-sotto-prova e controllare l'uscita su un analizzatore. Noti tutti i cambiamenti ed i loro effetti potenziali sulle misure.
Con alcuni strumenti semplici, potete implementare il processo della prova di pre-conformità della anin-casa che minimizzerà il momento di sviluppo totale per i vostri prodotti, per abbassare il costo di progettazione e fate diminuire la quantità di prove sui prodotti futuri.