Ako si vybrať prijímač EMI podľa normy CISPR 16-1-1 pre presnú zhodu s predpismi EMC

abstraktné
Testovanie elektromagnetickej kompatibility slúži ako nevyhnutný technický postup pre vstup elektrických a elektronických výrobkov na trh. Ako hlavný nástroj na meranie vedeného a vyžarovaného rušenia určuje testovací prijímač EMI, ktorý spĺňa špecifikácie testovacieho prijímača EMI CISPR 16‑1‑1, priamo platnosť výsledkov testov EMC. Zameraný na kľúčové technické požiadavky na testovací prijímač EMI CISPR 16‑1‑1 a v kombinácii s... LISUN Systém na testovanie vedeného a vyžarovaného rušenia série EMI‑9K. Tento článok analyzuje kritériá výberu prijímačov EMI, predstavuje technické vlastnosti a inžinierske aplikácie systému EMI‑9KB a poskytuje referenciu pre výskumné a vývojové laboratóriá a nezávislé testovacie ústavy na overenie zhody s predpismi EMC a lokalizáciu zdroja rušenia. 

úvod

Interné moduly, ako sú spínané zdroje, ovládače motorov a digitálne obvody v moderných elektrických a elektronických výrobkoch, neustále generujú elektromagnetické rušenie. Rušenie sa klasifikuje na vedené rušenie šírené elektrickými vedeniami a signálnymi káblami, ako aj na vyžarované rušenie prenášané voľným priestorom. Testovanie zhody výrobkov s normami EMC vyžaduje kvantitatívne získanie dvoch vyššie uvedených typov rušivých signálov, vyhodnotenie, či úrovne rušenia spĺňajú limitné hodnoty stanovené v národných a medzinárodných normách pre výrobky, a vykonanie analýzy lokalizácie nadmerných zdrojov rušenia s cieľom poskytnúť namerané údaje pre hardvérovú úpravu výrobkov.

Prijímač EMI podľa CISPR 16‑1‑1 predstavuje základnú medzinárodnú normu pre prístroje na meranie rádiového rušenia, ktorá bola v Číne prijatá na národnej úrovni ako GB/T 6113.101‑2021. Táto norma definuje povinné parametre pre prijímače EMI testov vrátane frekvenčného pásma, charakteristík detektora, impulznej odozvy, pomeru stojatých vĺn napätia a presnosti merania. Iba prijímače, ktoré spĺňajú túto normu, môžu generovať testovacie údaje platné pre certifikáciu zhody. Bežné spektrálne analyzátory nemožno priamo použiť na formálne certifikačné testy EMC z dôvodu nezhodných časových konštánt detektora a impulznej odozvy. LISUN Systém na testovanie vedeného a vyžarovaného rušenia série EMI‑9K využíva ako svoju hlavnú súčasť prijímaciu jednotku, ktorá spĺňa požiadavky testovacieho prijímača EMI normy CISPR 16‑1‑1. Systém je vybavený podporným príslušenstvom, ako sú umelé siete LISN, izolačné transformátory a koaxiálne káble, a realizuje kvantitatívne meranie vedeného a vyžarovaného rušenia z elektrických a elektronických zariadení počas prevádzky a je široko používaný pri overovaní pred zhodou a certifikačných testoch tretích strán pre zariadenia informačných technológií, domáce spotrebiče, svietidlá a ďalšie produkty.

EMI-9KB Testovací prijímač EMI

Základné technické požiadavky na prijímač EMI podľa normy CISPR 16‑1‑1

Norma CISPR 16‑1‑1:2019 špecifikuje viacero povinných výkonnostných ukazovateľov pre prijímač EMI podľa CISPR 16‑1‑1. V prvom rade sú definované segmentované medziľahlé meracie pásma s úrovňou pásma -6 dB: 200 Hz pre frekvenčný rozsah od 9 kHz do 150 kHz, 9 kHz pre 150 kHz až 30 MHz a 120 kHz pre 30 MHz až 1 000 MHz. Každé pásmo zodpovedá vyhradeným časovým konštantám nabíjania a vybíjania pre detektory, aby sa reprodukoval skutočný vplyv rádiového rušenia na elektronické zariadenia. Okrem toho musí prijímač podporovať tri režimy detektora vrátane špičkového (PK), kvázipičkového (QP) a priemerného (AV). Detekcia kvázipičkového je rozhodujúca pre certifikačné testy EMC, ktorých časové konštanty nabíjania a vybíjania musia prísne dodržiavať štandardné špecifikácie, aby sa zaručilo presné meranie rušivých signálov impulzného typu.

Vstupná impedancia je definovaná ako 50 Ω s pomerom stojatých vĺn napätia nepresahujúcim 2 pri útlme rádiového signálu 0 dB a nepresahujúcim 1.2 pri útlme rádiového signálu 10 dB, aby sa minimalizovali chyby merania spôsobené odrazom signálu na porte. Presnosť merania referenčných impulzných rušivých signálov sa musí kontrolovať v rozmedzí ±2 dB. Presnosť impulznej odozvy musí spĺňať štandardné limity, ak opakovacia frekvencia impulzov nie je menšia ako 20 Hz. Ďalšie ukazovatele vrátane potlačenia medzifrekvencie, šumovej podlahy a rozsahu merania napätia na svorkách musia tiež spĺňať špecifikácie testovacieho prijímača EMI podľa normy CISPR 16‑1‑1. Nevyhovujúce zariadenia môžu viesť k významným odchýlkam vo výsledkoch testov, čo má za následok nesprávne posúdenie produktov, a to zamietnutie kvalifikovaných vzoriek alebo schválenie nevyhovujúcich vzoriek, čo so sebou prináša riziká certifikácie a trhové riziká.

Technická analýza LISUN Systém na testovanie vedeného a vyžarovaného rušenia série EMI‑9K

LISUN Systém na testovanie vedeného a vyžarovaného rušenia série EMI‑9K pozostáva z viacerých podmodelov vrátane EMI‑9KA, EMI‑9KB, EMI‑9KBS a EMI‑9KC. Základné prijímacie jednotky sú navrhnuté v súlade so špecifikáciami testovacieho prijímača EMI CISPR 16‑1‑1. Celý prístroj má plne uzavretý vysokovodivý kryt s vynikajúcim tienením, čím eliminuje samogenerované elektromagnetické rušenie, ktoré môže ovplyvniť výsledky testov. Kompletný systém umožňuje kvantitatívne meranie vedeného a vyžarovaného rušenia elektrických a elektronických výrobkov za prevádzkových podmienok, čo podporuje kontrolu zhody s EMC a lokalizáciu zdroja rušenia.

Rozdiely medzi podmodelmi spočívajú najmä vo frekvenčnom pokrytí. EMI‑9KA pokrýva pásmo 9 kHz – 30 MHz a je vhodný iba na testovanie vedeného vyžarovania; EMI‑9KB a EMI‑9KBS pokrývajú pásmo 9 kHz – 300 MHz na podporu merania vedeného aj nízko- až strednofrekvenčného vyžarovaného rušenia; EMI‑9KC pokrýva pásmo 9 kHz – 1 000 MHz, čím plne pokrýva celý frekvenčný rozsah testovania EMI pre civilné produkty. Štandardná konfigurácia zahŕňa testovací prijímač, umelú energetickú sieť LISN, izolačný transformátor a koaxiálne káble. EMI‑9KC môže byť ďalej vybavený väzobnou a oddeľovacou sieťou CDNE na rozšírenie testovania rušenia signálového vedenia. Softvér poskytuje dvojjazyčný operačný program pre PC kompatibilný so systémami Windows 7 až Windows 11. Podporuje manuálne a automatické skenovanie, meranie s pevným bodom a meranie s rozptylom. Výskumní a vývojoví inžinieri môžu rýchlo skenovať úrovne rušenia v celom frekvenčnom pásme, aby lokalizovali body s nadmernou frekvenciou, alebo automaticky vykonávať testy na certifikačnej úrovni podľa štandardných postupov a exportovať záznamy z testov. Porovnanie kľúčových parametrov je uvedené v tabuľke nižšie.

Ako príklad uvádzame model EMI‑9KB, jeho prijímač plne spĺňa požiadavky na charakteristiky impulzov definované pre testovací prijímač EMI normy CISPR 16‑1‑1. Šírka pásma merania je konfigurovaná presne podľa segmentovaných štandardných požiadaviek s tromi kompletnými detekčnými režimami. Je vhodný na predbežné testy zhody a predbežné certifikačné testy pre väčšinu domácich spotrebičov, osvetľovacích produktov a IT periférií. Ak sa vyžaduje úplné testovanie vyžarovanej emisie od 30 MHz do 1 000 MHz, odporúča sa model EMI‑9KC. Používa dvojstupňový programovateľný automatický predvoľba frekvencie sledovania na potlačenie rušenia obrazu a medzifrekvenčného rušenia, čím sa dosahuje nižšia hladina šumu a zlepšená presnosť merania pre testovanie na certifikačnej úrovni v laboratóriách tretích strán. Kompletný systém podporuje voliteľné príslušenstvo, ako je trojslučková anténa, absorpčná svorka, sonda RF prúdu, tienená komora a programovateľný merač čistej sínusovej vlny na rozšírenie testovacích možností pre rôzne scenáre.

Typické technické aplikácie systému série EMI‑9K

V oblasti zariadení informačných technológií, LISUN Systém na testovanie vedeného a vyžarovaného rušenia série EMI‑9K sa používa na testovanie stolových počítačov, tlačiarní, nabíjačiek mobilných telefónov a dokovacích staníc typu C. Systém, podporovaný prijímacou jednotkou, ktorá je v súlade s testovacím prijímačom EMI CISPR 16‑1‑1, zachytáva vedený šum generovaný spínanými zdrojmi napájania a vyžarované rušenie z bezdrôtových modulov na vyhodnotenie oproti limitným hodnotám uvedeným v normách GB/T 9254.1‑2021 a CISPR 32, čo pomáha podnikom identifikovať zdroje rušenia, ako je šum napájacieho zdroja, a vykonať predbežné testy pre certifikáciu 3C a CE. V prípade domácich spotrebičov a elektrického náradia vrátane klimatizácií, práčok a elektrických vŕtačiek systém meria impulzné rušenie spôsobené iskrami z kefiek a budiacimi obvodmi, lokalizuje zdroje rušenia a optimalizuje filtre, uzemňovacie schémy a rozloženie dosiek plošných spojov. V osvetľovacom priemysle sa LED svietidlá a napájacie zdroje testujú v súlade s normami GB 17743‑2022 a CISPR 15, aby sa vyhodnotilo, či žiarovky rušia zariadenia inteligentnej domácnosti. Testovacie laboratóriá tretích strán sa spoliehajú na hardvér, ktorý spĺňa špecifikácie testovacieho prijímača EMI podľa normy CISPR 16‑1‑1, aby generovali dôveryhodné testovacie protokoly pre medzinárodné certifikácie, ako sú CE a FCC, a zároveň poskytujú diagnostické služby presahujúce limity EMI a poradenstvo v oblasti úprav pre výrobcov.

Pokyny pre výber prijímačov EMI testov

Pri výbere prijímača EMI na testovanie nesmie byť frekvenčné pokrytie jediným faktorom. Používatelia musia potvrdiť, že prístroj je výslovne deklarovaný ako vyhovujúci špecifikáciám prijímača EMI podľa normy CISPR 16‑1‑1, a overiť typy detektorov, segmentované šírky pásma IF s úrovňou −6 dB a indikátory impulznej odozvy. Dokonca aj spektrálne analyzátory s dostatočným frekvenčným pokrytím možno použiť len na predbežné predbežné skríningové vyhodnotenie, a nie na formálne certifikačné testy, a to z dôvodu nevyhovujúcich časových konštánt kvázi-špičiek a impulzných charakteristík. Požadovaný frekvenčný rozsah sa musí určiť na základe testovaného zariadenia. Model s rozsahom 9 kHz až 30 MHz je postačujúci len na testovanie emisií šírených vedením elektrického vedenia. Na kombinované meranie rušenia šíreného vedením a vyžarovaním sú potrebné systémy pokrývajúce až 300 MHz alebo dokonca 1 000 MHz. Podporné príslušenstvo vrátane LISN, CDNE, antén a absorpčných klieští musí tiež zodpovedať zodpovedajúcim produktovým normám. Celý testovací systém sa musí pravidelne kalibrovať, aby sa zaručila dlhodobá spoľahlivosť merania. Softvérové ​​funkcie, ako je automatické rozmietanie, knižnice štandardných limitov a export správ, výrazne zlepšia efektivitu laboratórnych testov.

Záver

Prijímač EMI podľa CISPR 16‑1‑1 definuje základný štandard pre prístroje na testovanie emisií EMC a výkon prijímača priamo určuje dôveryhodnosť výsledkov meraní elektromagnetickej kompatibility. LISUN Systém na testovanie vedeného a vyžarovaného rušenia série EMI‑9K je postavený na prijímacej jednotke, ktorá zodpovedá testovaciemu prijímaču EMI normy CISPR 16‑1‑1. Dosahuje kvantitatívne meranie vedeného rušenia a vyžarovaného rušenia generovaného elektrickými a elektronickými výrobkami počas prevádzky v plnom rozsahu a poskytuje komplexnú technickú podporu pre posúdenie zhody výrobku s požiadavkami EMC a identifikáciu zdroja rušenia. Podniky a testovacie ústavy by si mali vybrať vhodné konfigurácie z EMI‑9KA, EMI‑9KB a EMI‑9KC podľa typov výrobkov, testovacích frekvenčných pásiem a certifikačných požiadaviek. Dôraz sa kladie na pravidelnú kalibráciu podporného testovacieho príslušenstva, aby sa zabezpečili presné a spoľahlivé údaje o meraní EMI a uľahčila sa úspešná globálna certifikácia zhody s EMC pre koncové výrobky.