EMV, EMI und EMS
Was ist elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)?
Wenn ein Gerät elektromagnetische Energie aufbereitet, ausstrahlt oder empfängt, kann dies sehr negative Folgen haben. Die elektromagnetische Energie kann dazu führen, dass bei einem Gerät elektromagnetische Störungen (EMI) auftreten, die auch als Hochfrequenzstörung (RFI) bezeichnet werden. Diese Störsignale können auch physische Schäden an einem Gerät verursachen. Um diesen Problemen vorzubeugen, wurden -Richtlinien ausgearbeitet, die für alle elektrischen Geräte bestimmte Emissions- und Störfestigkeitswerte vorgeben. Diese Grenzwerte sollen sicherstellen, dass ein Gerät in einer Umgebung, in der andere elektrische Geräte oder EMI-Quellen verwendet werden, immer korrekt funktioniert.Was ist EMI/RFI?
Alle elektrischen oder elektronischen Komponenten und Geräte erzeugen elektromagnetische Felder. Diese Interferenzsignale können beispielsweise durch Induktion, Komponenten oder Schaltkreise in einem Gerät stören, wodurch ein Gerät möglicherweise nicht richtig oder überhaupt nicht funktioniert. Diese elektrischen Störfelder werden als elektromagnetische Interferenz (EMI) bezeichnet. Ein weiterer Begriff hierfür, den wir bereits erwähnt haben, ist Hochfrequenzstörung (RFI).Was ist EMS?
EMS oder elektromagnetische Suszeptibilität ist das Maß, in dem elektronische Geräte gegenüber Störfeldern oder externen Spannungen unempfindlich sind. EMS wird auch als die Störfestigkeit elektrischer Geräte bezeichnet.EMV-Prüfung
Alle elektrischen und elektronischen Produkte, die hergestellt, entworfen oder importiert werden, müssen die EMV-Richtlinien erfüllen. Diese Richtlinien bieten Benutzern von Geräten weltweit mehr Zuverlässigkeit und Sicherheit. Abgesehen von der Sicherheit und Zuverlässigkeit der Geräte wurden die EMV-Richtlinien auch erstellt, um Interferenzen von Geräten mit nahe gelegenen Fernseh-/Radioempfängern zu vermeiden. Die so genannten EMV-Konformitätsprüfungen werden durchgeführt, um festzustellen, ob ein Gerät diese Richtlinien erfüllt. Die Konformitätsprüfung besteht aus zwei Teilen, die im Folgenden beschrieben werden.Emissionsprüfung
Wie bereits erwähnt, kann ein elektrisches oder elektronisches Gerät Störsignale erzeugen. Diese EM-Strahlung kann vom Gerät selbst ausgehen, aber auch durch eine Stromleitung geleitet werden. Bei einer Emissionsprüfung wird die genaue EM-Emission des zu prüfenden Geräts untersucht und es wird geprüft, ob sie die festgelegten Grenzwerte nicht überschreitet.Störfestigkeitsprüfung
Bei Störfestigkeitsprüfungen wird absichtlich EM-Energie an ein Gerät gesendet, um zu sehen, wie das Gerät auf diese Energie reagiert. Mit diesem Test lässt sich feststellen, wie unempfindlich das zu prüfende Gerät gegen EM-Energie ist.Wie wird eine (vorbereitende) EMV-Konformitätsprüfung durchgeführt und welche Geräte benötige ich dafür?
Um ein Produkt für EMV zu zertifizieren, ist es notwendig, in einem akkreditierten Konformitätslabor Prüfungen durchführen zu lassen. In den Niederlanden gibt es mehrere Labore, z. B DARE , Bicon oder das Labor von Philips auf dem High-Tech Campus. Eine solche Prüfung ist nicht nur sehr kostspielig, sondern auch sehr aufwändig, weil der Prüfaufbau mit dem Prüfling transportiert und wieder aufgebaut werden muss. Um im Voraus zu erfahren, ob ein solcher Test gute Erfolgsaussichten hat, können Sie in Ihrem eigenen Labor eine vorbereitende Konformitätsprüfung vornehmen Auf diese Weise können EMV-Probleme bereits im Entwurfsstadium erkannt und viel Geld gespart werden. Aber wie führt man eine solche Prüfung durch? Und welche Ausrüstung benötigt man dafür? Im Folgenden wird kurz erläutert, welche Geräte Eleshop führt und wie sie für die Durchführung von vorbereitenden Konformitätsprüfungen verwendet werden können.Spektrumanalysator (mit Quasi-Spitzenwertdetektion)
Bei der vorbereitenden EMV-Konformitätsprüfung ist es wichtig, dass der Spektrumanalysator mit einer Quasi-Spitzenwertdetektion ausgestattet ist. Bei der normalen Spitzenwertdetektion wird der Spitzenwert eines Signals beibehalten, der den schlimmsten Fall anzeigt. Bei der Quasi-Spitzenwertdetektion wird jede Komponente danach gewichtet, wie häufig sie auftritt. Das heißt, wenn eine Spitze häufiger auftritt, erhält diese Komponente bei der Messung einen höheren Stellenwert. Wenn Sie Messungen an Ihrem Prüfling vornehmen, können Sie die gemessenen Quasi-Spitzenwerte mit den Quasi-Spitzengrenzwerten in den EMV-Richtlinien vergleichen. Auf diese Weise können Sie selbst sehen, ob das Gerät (wahrscheinlich) den Richtlinien entspricht oder ob das Design geändert werden muss. Eleshop führt verschiedene Spektrumanalysatoren der Marken Owon und GW-Instek.
Owon XSA815-TG
Dieser sehr erschwingliche Owon-Spektrumanalysator ist standardmäßig mit einer EMI-Pre-Compliance-Funktion ausgestattet. Darüber hinaus ist es möglich, diesen Analysator mit einer optionalen EMV-Prüfsoftware zu erweitern. |
GW Instek GSP-9330Wenn Sie über ein größeres Budget verfügen, stehen Ihnen auch einige teurere Spektrumanalysatoren mit besseren Spezifikationen wie geringerem Rauschen und höherer Bandbreite zur Auswahl. Der GW Instek GSP-9330 verfügt über eine integrierte EMV-Vorprüfungslösung, die eine einfache EMV-Vorprüfung der Konformität ermöglicht. Diese EMV-Lösung umfasst EMI-Filter, Quasi-Peak/Mittelwert-Erkennungsmodi und einen 20 dB rauscharmen Verstärker. Verglichen mit dem bereits erwähnten Owon hebt sich dieses Analysegerät in Bezug auf die Spezifikationen ab. |
HR-Sonden
HR-Sonden dienen dazu, auf einfache Weise zu messen, ob und wo elektromagnetische Strahlung vorhanden ist. Die Sonden werden an den Spektrumanalysator angeschlossen, woraufhin die Magnetfelder und Störströme im Prüfling gemessen werden können. Eleshop führt separate HR-Sonden und Sets der Marken Tekbox, Beehive und GW Instek.
Nahfeldsondenset von TekboxDas EMV-Nahfeldsondenset von Tekbox ist ein sehr preiswertes und gutes Sondenset für EMV-Messungen. Das Sondenset besteht aus 3 Magnetfeld- und 1 Elektrofeldsonde und kann für bis zu 6 GHz eingesetzt werden! Dieses Set wird standardmäßig mit einem SMB-auf-SMA-Kabel und einem Adapter von SMA-Buchse auf N-Stecker geliefert. |
GKT-008 EMI-SondensetDas GKT-008 EMI-Sondenset von GW Instek ist das beste Set aus EMI-Sonden auf unserer Website. Dieses Set besteht aus 4 Sonden, die aufgrund ihrer Bauweise bei den Messungen viel weniger von der Position und Ausrichtung abhängig sind. Herkömmliche Sonden (z. B. die Sonden von Tekbox oder Beehive) liefern unterschiedliche Messergebnisse, wenn sie unterschiedlich zum Messobjekt ausgerichtet sind. Bei den Sonden in diesem Set ist das nicht der Fall. Bitte beachten! Die mitgelieferte Software funktioniert nur mit einem GSP-9300 Spektrumanalysator. Die Sonden können mit einem anderen Spektrumanalysator verwendet werden. |
LISN (Leitungsimpedanznetzwerk)
Ein LISN ist ein Tiefpassfilter, der zwischen der AC- oder DC-Spannungsversorgung und dem Prüfling platziert wird. Das LISN ist ein Gerät, das in Verbindung mit einem Messempfänger oder Spektrumanalysator zur Messung von Störungen auf einer Versorgungsleitung eingesetzt wird. Wie der Name bereits sagt, erzeugt ein LISN eine stabilisierte feste Messimpedanz, unabhängig von der Impedanz der Stromquelle. Die HF-Störungen werden mit minimalen Verlusten in einen 50-Ω-BNC-Anschluss eingekoppelt, wo die Störungen beispielsweise mit einem Spektrumanalysator analysiert werden können. Auf diese Weise kann eine Messung des leitungsgebundenen Rauschens auf einer Stromleitung durchgeführt werden. Eleshop führt LISN der Marke Tekbox. Achten Sie darauf, wenn Sie ein Gerät prüfen wollen, das mit einem Gleich- oder Wechselstromnetzteil betrieben wird!
DC LISNDas Tekbox TBOH01 ist ein DC-LISN, das zur Messung des leitungsgebundenen Rauschens auf der Netzleitung von DC-betriebenen Geräten verwendet werden kann. Die technischen Daten dieses LISN finden Sie auf der unten stehenden Produktseite. |
AC LISNDas Tekbox TBLC08 ist ein AC-LISN, das zur Messung des leitungsgebundenen Rauschens auf der Netzleitung von AC-betriebenen Geräten verwendet werden kann. Die technischen Daten dieses LISN finden Sie auf der unten stehenden Produktseite. |
LISN MATEOptional können Sie auch ein „LISN Mate" kaufen. Das Tekbox LISN Mate ist ein Gerät, das in Verbindung mit einem Leitungsimpedanz-Stabilisierungsnetzwerk verwendet werden kann. Das Rauschsignal, das mit einem LISN analysiert werden kann, besteht aus der Summe einer „Gleichtakt“- und einer „Gegentakt“-Komponente. Mit diesem LISN-Grad können die beiden Komponenten aufgeteilt und über einen separaten BNC-Anschluss analysiert werden. |
Leistungsbegrenzer (optional)
LeistungsbegrenzerEin Leistungsbegrenzer dient dazu, Ihren Spektrumanalysator vor zu hoher Eingangsleistung zu schützen. Eleshop verkauft einen Leistungsbegrenzer von RF Explorer zu einem Bruchteil des Preises der Reparatur eines durchgebrannten Eingangs (abgesehen von der Ausfallzeit). Neben dem Standardschutz für Messungen von Feldern bis zu 30 dBm und 3 GHz verfügt dieser Begrenzer auch über einen Gleichstromschutz bis zu 16 V. |
Allgemeine EMV-Normen und ihre Bedeutung
Die in diesem Artikel besprochenen Messungen für die vorbereitende Konformitätsprüfung können für die folgenden Normen verwendet werden:| Standard | Beschreibung | Spezifische Bandbreite/Grenze |
| EN61000-6-2 | Störfestigkeit (industrielle Umgebungen) | |
| EN61000-6-3 | Emission (Wohn-, Geschäfts- und leichtindustrielle Umgebungen) | |
| EN61000-6-4 | Emission (industrielle Umgebungen) | |
| CISPR 11 | Elektromagnetische Störeigenschaften (industrielle, wissenschaftliche und medizinische (ISM) Hochfrequenzgeräte) | RE 30 MHz - 1000 Mhz CE 9 kHz - 30 MHz |
| CISPR 14 | Anforderungen für Haushaltsgeräte, Elektrowerkzeuge und ähnliche Geräte | RE 30 MHz - 1000 MHz CE 150 kHz - 30 MHz CE 30 MHz - 300 MHz |
| CISPR 16 | Spezifikation für Geräte und Verfahren zur Messung von Funkstörungen und Störfestigkeit | RE 30 MHz - 1000 MHz CE 9 kHz - 30 MHz |
| CISPR 22 | Funkstöreigenschaften (Informationstechnische Geräte (ITE)) | RE 30 MHz - 1000 MHz CE 150 kHz - 30 MHz |
| EN61000-3-2/3 | Teil 3: Grenzwerte Abschnitt 2&3: Grenzwerte für Oberschwingungsströme und Begrenzung von Spannungsschwankungen und Flicker in Niederspannungsnetzen für Geräte mit einem Nennstrom von bis zu 16 A |
<16 A |
| EN61000-4-x | Teil 4: Störfestigkeitsprüfung | < 30 kV |
