Comprensione dei test di compatibilità elettromagnetica irradiata

un giorno fa p Ignacio de Mendizábal\n\nNel primo articolo di questa serie in due parti, abbiamo introdotto la necessità di test e standard di compatibilità elettromagnetica (EMC). Poiché è impossibile testare contemporaneamente tutte le apparecchiature nel mondo, vengono definite modalità standardizzate per testare tutti i sistemi immessi sul mercato.\n\nIl primo articolo parlava di test per la EMC condotta, che hanno due obiettivi: in primo luogo, verificare che la potenza emessa attraverso le linee del cablaggio sia inferiore ai limiti, e in secondo luogo, verificare che l'apparecchiatura possa supportare una certa quantità di corrente iniettata senza essere disturbata. \u003c br\u003e\n\nLa seconda parte di questa serie introduce i test per l'EMC irradiata, che hanno gli stessi obiettivi dei test EMC condotti. Ma invece di testare il mezzo cablato, i test per l'EMC irradiata si occupano dello spettro elettromagnetico.\n\nI test EMC irradiati hanno due obiettivi. \u003cbr\u003e Uno è misurare l'energia irradiata che esce da un dispositivo e il cablaggio ad esso collegato. L'altro obiettivo è verificare che il dispositivo in prova (DUT) possa continuare a funzionare in una modalità di funzionamento normale, anche quando viene applicato direttamente un campo elettromagnetico.\n\nL'energia può essere trasmessa sotto forma di onde elettromagnetiche. \u003cbr\u003e Secondo le equazioni di Maxwell, qualsiasi corrente circolante attraverso un conduttore genera un campo magnetico. Durante i test delle emissioni irradiate, l'ampiezza del campo generato deve essere inferiore a un limite specificato.\n\nAl contrario, qualsiasi campo irradiato che cade su un conduttore provocherà una corrente circolante. \u003cbr\u003e Quando si eseguono test di suscettibilità irradiata, il DUT viene costantemente monitorato, consentendo agli ingegneri di analizzare il momento in cui si verifica un guasto. Come nei test condotti, i test irradiati utilizzano un piano di massa per fornire un percorso di ritorno alle correnti di modo comune.\n\nSia per i test di emissione che per quelli di suscettibilità vengono utilizzati diversi tipi di antenne. \u003cbr\u003e Il modello selezionato dipenderà dalla gamma di frequenza e dal diagramma di radiazione desiderato.\n\nLa frequenza di risonanza dell'antenna (la frequenza alla quale l'antenna irradierà la massima energia), è correlata alla lunghezza dell'antenna. Quindi, per coprire tutte le frequenze dei test EMC, le antenne vengono cambiate quando si passa da una gamma di frequenza a un'altra. \u003cbr\u003e\n\nNelle prove di emissione irradiata vengono misurate le onde elettromagnetiche in uscita dal DUT. Le emissioni possono essere prodotte intenzionalmente, ad esempio in un dispositivo che utilizza il Wi-Fi, ma la maggior parte di esse sono causate involontariamente dalle correnti che circolano attraverso i componenti interni e i cablaggi.\n\nI metodi qui esaminati si basano su CISPR 25 e ISO 11452-2, che definiscono i limiti e le procedure per la misura dei disturbi radio a partire da 150 kHz. \u003cbr\u003e\n\nTutte le apparecchiature devono essere collocate all'interno di una camera anecoica, che attenua tutte le emissioni in tutta la larghezza di banda desiderata. I materiali assorbenti vengono aggiunti alle pareti per la rimozione dell'energia riflessa.\n\nNella tabella seguente è riportato un elenco delle antenne utilizzate nei test EMC. \u003cbr\u003e Quando possibile, i test vengono eseguiti con polarizzazione sia verticale che orizzontale.\n\nBanda di frequenza\n\nTipo di antenna\n\n150 kHz – 30 MHz\n\nMonopolo verticale 1 m\n\n30 MHz – 200 MHz\n\nBiconica\n\n200 MHz – 1000 MHz\n\nLog periodico\n\n1000 MHz – 1500 MHz\n\nAvvisatore acustico o periodico di registro\n\nA seconda della frequenza di banda, le antenne sono allineate con il DUT o al centro del cablaggio.\n\nQuando si progetta un nuovo prodotto, progettare correttamente il cablaggio e la distribuzione del segnale è importante quanto il progetto stesso del prodotto. \u003cbr\u003e Poiché i cavi trasportano corrente e possono essere elettricamente lunghi, possono funzionare come antenne indesiderate che possono provocare emissioni indesiderate e produrre i test falliscono.\n\nUna volta che tutte le apparecchiature sono state collocate all'interno della camera anecoica e il DUT è configurato per funzionare nella sua normale modalità di funzionamento, le emissioni vengono misurate utilizzando un ricevitore EMI o un analizzatore di spettro.\n\nDopo aver scansionato tutte le gamme di frequenza, gli ingegneri devono confrontare i livelli misurati con quelli richiesti dallo standard CISPR 25. \u003cbr\u003e Se le emissioni misurate sono superiori ai limiti, il test stabilisce che il DUT è un guasto, anche se è stato testato solo a una frequenza. Questi limiti possono essere bassi come 12 dBµV / me fino a 61 dBµV / m.\n\nQualsiasi apparecchiatura installata vicino ad altre apparecchiature è suscettibile alle radiazioni generate dalle apparecchiature circostanti e dalle linee di alimentazione o di comunicazione. \u003cbr\u003e Queste radiazioni possono causare malfunzionamenti o addirittura distruggere un dispositivo elettronico se non è adeguatamente protetto.\n\nA seconda del dispositivo, un malfunzionamento a breve termine può essere consentito (ad esempio, in un display) o del tutto inaccettabile (ad esempio, in un pacemaker). Per prevenire questi errori, la radiazione elettromagnetica viene generata a molte frequenze diverse verso il DUT, che è configurato per funzionare come in una situazione normale. \u003cbr\u003e\n\nLa configurazione del test per i test di suscettibilità irradiata, noti anche come test di immunità irradiata, è abbastanza simile a quella utilizzata per i test delle emissioni irradiate. La differenza principale è che l'alimentazione viene iniettata attraverso un'antenna e quindi i campi elettromagnetici vengono diretti a un DUT e al suo cablaggio.\n\nIl DUT è configurato per funzionare in tutte le sue modalità di funzionamento, ad es. Comunicazione normale, a bassa potenza, attiva, e quindi gli vengono applicati campi elettromagnetici. Se con una certa frequenza il DUT in prova subisce un malfunzionamento, verranno registrati i dettagli rilevanti relativi al malfunzionamento. \u003cbr\u003e\n\nIn questa serie abbiamo esaminato i due principali tipi di test EMC: test condotti e irradiati. I test EMC sono obbligatori per ogni prodotto da vendere in qualsiasi parte del globo.\n\nA seconda del paese, del settore e del tipo di prodotto, vengono utilizzate diverse configurazioni e procedure di test. \u003cbr\u003e Per prepararsi allo sviluppo di nuovi prodotti e superare i test EMC, è importante avere una solida conoscenza di questi standard applicati.