Dass es in den letzten Wochen von meiner Seite hier sehr ruhig war, liegt zum einen daran, dass ich mal wieder auf eine neue Leiterplattenrevision warte (DirtyPCBs hat mich drei Wochen hängen lassen und heute nach PayPal-Dispute kommentarlos das Geld erstattet - super, 3 Wochen für nichts) und zum anderen ein neues Spielzeug im Labor stehen habe: R3131.jpg
Um beim Thema EMV das Raten durch Messen zu ersetzen, habe ich mir einen Advantest R3131 Spectrum Analyzer zugelegt. Das Gerät ist zwar schon etwas älter (rund 15 Jahre), kalibriert sich aber freundlicherweise selbst und läuft beim Selbsttest 1a durch. Einziges Problem: ich musste das Diskettenlaufwerk(!) tauschen und für den PC ein USB-Diskettenlaufwerk besorgen. Keine Nostalgie, Disketten waren und sind Mist.
Ein Spectrum Analyzer ist im Grunde ein HF-Empfänger, der ständig mit einer einstellbaren Bandbreite (sog. Resolution Bandwidth, RBW) ein Frequenzband durchläuft und für jeden Frequenzabschnitt die Leistung innerhalb der RBW misst. Das Ergebnis wird dann logarithmisch (in dB) auf dem Bildschirm dargestellt.
Damit kann ich nun leitungsgebundene Aussendung (conducted emission) und theoretisch auch gestrahlte Aussendung (radiated emission) messen. Für Letzteres fehlen mir aber Raum und Antenne, die Probleme, die ich letztes Jahr im EMV-Labor hatte, waren ohnehin leitungsgebunden.
Ich habe keine grundlegende Erfahrung mit diesen Messungen, insofern sind sicher einige Punkte kritikwürdig. Wer Ahnung hat, möge sich melden
Für die leitungsgebundene Messung muss das zu testende Gerät über eine sog. Netznachbildung (Line Impedance Stabilization Network, LISN) nach CISPR16/DIN EN 55016 an die Spannungsversorgung angeschlossen werden, das Messgerät wird dann mit einer Koaxleitung an das LISN angeschlossen. Kommerzielle LISNs sind entweder unbezahlbar (www.fischercc.com, www.schwarzbeck.com) oder teuer (www.tekbox.com). Ich habe deswegen mir selbst etwas gebaut und mich dabei am Schaltplan von Fischer orientiert: http://www.fischercc.com/productfile...SN_DS_e9bb.pdf. Die Spulen habe ich selbst gewickelt, eine Messung mit einem LCR-Meter bestätigt, dass die 50µH ganz gut getroffen werden.
Für das Messverfahren habe ich bei Dave Jones vom EEVBlog geschaut https://www.eevblog.com/2013/11/17/e...sions-testing/. Korrekterweise müsste der Aufbau viel komplexer sein, siehe http://mauiphotoadventures.com/wp-co...ower-cable.png (zugehörige Website: http://mauiphotoadventures.com/conducted-emissions/) oder auch http://incompliancemag.com/wp-conten...10_F5_fig3.png.
Nachteil an meinem Verfahren, bei dem der Schaltungs-GND über den LISN-GND hart auf Erde gelegt wird, ist, dass Common-Mode-Störungen nicht sichtbar werden. Common Mode bedeutet, dass die gesamte Schaltung gegenüber Erde auf- und abschwingt.
Gegensatz dazu ist Differential Mode, das sind Störungen, die dadurch entstehen, dass (vereinfacht) pulsförmig Ströme gezogen werden, wie es z.B. typisch für einen Schaltregler ist. Da bei meinem Besuch im EMV-Labor letztes Jahr nur Differential-Probleme auftraten und ich wenig Lust habe, mein Labor mit Metall auszukleiden, genügt das aber.
Der Aufbau sieht so aus (bitte die mäßige Fotomontage entschuldigen): setup.jpg
Nun zu den Messungen. Ich habe den LISN-Messausgang an Oszi und SA gelegt, so dass sowohl das Zeitsignal als auch das Spektrum zu sehen sind. Für jedes Gerät gibt es das Zeitsignal (Oszibild), die Peak-Messung, Quasipeak-Messung und die Average-Messung.
Peak-Messung: bestimmt für jeden Frequenzbereich das Maximum. Quasipeak-Messung: EMV-Besonderheit, ein Zwischending zwischen Peak und Average, dient dazu, intermittierende Störer besonders stark zu gewichten. Average: der Mittelwert in jedem Frequenzbereich. Für Quasi-Peak (QP) und Average gibt es Grenzwerte, diese habe ich eingezeichnet.
Die Norm verlangt Grenzwerteinhaltung von 0-30 MHz. Das Interessante spielt sich aber bei allem, was ich gemessen habe, zwischen 0-4 MHz ab. Die 4,9152 MHz des Quarz sind interessanterweise nirgends zu sehen, obwohl sie im EMV-Labor aufgetaucht waren (wenn auch unter dem Grenzwert).
1. Die Referenz: MDT-Taster
Oszi: MDT-Oszi.jpg
0-30 MHz Average und Peak. MDT-SA-AVE0-30.png
MDT-SA-PK0-30.png
Hineingezoomt in die niedrigen Frequenzbereiche bis 4 MHz:
Average - Peak - Quasi Peak MDT-SA-AVE0-4.png
MDT-SA-PK0-4.png
MDT-SA-QP0-4.png
Weiter im nächsten Beitrag.
Um beim Thema EMV das Raten durch Messen zu ersetzen, habe ich mir einen Advantest R3131 Spectrum Analyzer zugelegt. Das Gerät ist zwar schon etwas älter (rund 15 Jahre), kalibriert sich aber freundlicherweise selbst und läuft beim Selbsttest 1a durch. Einziges Problem: ich musste das Diskettenlaufwerk(!) tauschen und für den PC ein USB-Diskettenlaufwerk besorgen. Keine Nostalgie, Disketten waren und sind Mist.
Ein Spectrum Analyzer ist im Grunde ein HF-Empfänger, der ständig mit einer einstellbaren Bandbreite (sog. Resolution Bandwidth, RBW) ein Frequenzband durchläuft und für jeden Frequenzabschnitt die Leistung innerhalb der RBW misst. Das Ergebnis wird dann logarithmisch (in dB) auf dem Bildschirm dargestellt.
Damit kann ich nun leitungsgebundene Aussendung (conducted emission) und theoretisch auch gestrahlte Aussendung (radiated emission) messen. Für Letzteres fehlen mir aber Raum und Antenne, die Probleme, die ich letztes Jahr im EMV-Labor hatte, waren ohnehin leitungsgebunden.
Ich habe keine grundlegende Erfahrung mit diesen Messungen, insofern sind sicher einige Punkte kritikwürdig. Wer Ahnung hat, möge sich melden
Für die leitungsgebundene Messung muss das zu testende Gerät über eine sog. Netznachbildung (Line Impedance Stabilization Network, LISN) nach CISPR16/DIN EN 55016 an die Spannungsversorgung angeschlossen werden, das Messgerät wird dann mit einer Koaxleitung an das LISN angeschlossen. Kommerzielle LISNs sind entweder unbezahlbar (www.fischercc.com, www.schwarzbeck.com) oder teuer (www.tekbox.com). Ich habe deswegen mir selbst etwas gebaut und mich dabei am Schaltplan von Fischer orientiert: http://www.fischercc.com/productfile...SN_DS_e9bb.pdf. Die Spulen habe ich selbst gewickelt, eine Messung mit einem LCR-Meter bestätigt, dass die 50µH ganz gut getroffen werden.
Für das Messverfahren habe ich bei Dave Jones vom EEVBlog geschaut https://www.eevblog.com/2013/11/17/e...sions-testing/. Korrekterweise müsste der Aufbau viel komplexer sein, siehe http://mauiphotoadventures.com/wp-co...ower-cable.png (zugehörige Website: http://mauiphotoadventures.com/conducted-emissions/) oder auch http://incompliancemag.com/wp-conten...10_F5_fig3.png.
Nachteil an meinem Verfahren, bei dem der Schaltungs-GND über den LISN-GND hart auf Erde gelegt wird, ist, dass Common-Mode-Störungen nicht sichtbar werden. Common Mode bedeutet, dass die gesamte Schaltung gegenüber Erde auf- und abschwingt.
Gegensatz dazu ist Differential Mode, das sind Störungen, die dadurch entstehen, dass (vereinfacht) pulsförmig Ströme gezogen werden, wie es z.B. typisch für einen Schaltregler ist. Da bei meinem Besuch im EMV-Labor letztes Jahr nur Differential-Probleme auftraten und ich wenig Lust habe, mein Labor mit Metall auszukleiden, genügt das aber.
Der Aufbau sieht so aus (bitte die mäßige Fotomontage entschuldigen): setup.jpg
Nun zu den Messungen. Ich habe den LISN-Messausgang an Oszi und SA gelegt, so dass sowohl das Zeitsignal als auch das Spektrum zu sehen sind. Für jedes Gerät gibt es das Zeitsignal (Oszibild), die Peak-Messung, Quasipeak-Messung und die Average-Messung.
Peak-Messung: bestimmt für jeden Frequenzbereich das Maximum. Quasipeak-Messung: EMV-Besonderheit, ein Zwischending zwischen Peak und Average, dient dazu, intermittierende Störer besonders stark zu gewichten. Average: der Mittelwert in jedem Frequenzbereich. Für Quasi-Peak (QP) und Average gibt es Grenzwerte, diese habe ich eingezeichnet.
Die Norm verlangt Grenzwerteinhaltung von 0-30 MHz. Das Interessante spielt sich aber bei allem, was ich gemessen habe, zwischen 0-4 MHz ab. Die 4,9152 MHz des Quarz sind interessanterweise nirgends zu sehen, obwohl sie im EMV-Labor aufgetaucht waren (wenn auch unter dem Grenzwert).
1. Die Referenz: MDT-Taster
Oszi: MDT-Oszi.jpg
0-30 MHz Average und Peak. MDT-SA-AVE0-30.png
MDT-SA-PK0-30.png
Hineingezoomt in die niedrigen Frequenzbereiche bis 4 MHz:
Average - Peak - Quasi Peak MDT-SA-AVE0-4.png
MDT-SA-PK0-4.png
MDT-SA-QP0-4.png
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