Нужна консультация по оборудованию?
и/или
Хотите приобрести выбранный прибор?
нажмите

Автоматизация измерений. Автоматические измерения ЭМС

18-08-2014

Для автоматизации измерений электромагнитной совместимости (ЭМС) необходима организация автоматизированного рабочего места (АРМ), которое будет включать все необходимое оборудование.

 

Посредством АРМ измеряются уровни электромагнитных помех на соответствие требованиям действующих стандартов в данной области.

 

 

Автоматические измерения ЭМС

 

Автоматизированное рабочее место испытаний на ЭМС. Возможно расширение перечня эталонного оборудованияДля проведения испытаний по ЭМС рекомендуем автоматизированное рабочее место UniTesS EMC. Рабочее место выполнено на базе программного обеспечения UniTesS APM с применением построенного на инновационной цифровой архитектуре приемника TDEMI производства GAUSS INSTRUMENTS. Квазипиковый детектор производит измерения в 4000 раз быстрее, чем аналоговые приемники. Измерительные приемники TDEMI характеризуются широким диапазоном частот – от 10 до 40 ГГц и соответствуют CISPR, MIL/DO, EN, FCC.

 

 

Назначение

 

Функцией UniTesS EMC является проведение автоматизированных измерений уровней ЭМП на соответствие требованиям технических стандартов по ЭМС в безэховой камере, на измерительной площадке и кондуктивным способом.

 

В рамках выполнения своих функций UniTesS EMC:

  • управляет измерительным приемником (TDEMI) или анализатором спектра;
  • обрабатывает результаты измерения, учитывая при этом корректировки и коэффициенты калибровки системы;
  • выявляет сигналы, выходящие за допустимые нормы;
  • отображает результаты как в табличном, так и в графическом виде;
  • формирует отчеты или экспортирует измеренные данные в Word.

 

 

Особенности

 

  • База включает более 100 стандартов по ЭМС, которые действуют на территории Таможенного союза
  • Измерения проводятся как в автоматическом, так и в ручном режиме
  • Есть возможность управлять поворотной установкой
  • Программным обеспечением учитываются условия измерений (безэховая камера, GTEM-камера, открытая площадка, кондуктивно)
  • Возможна модернизация ПО под нужды заказчика
  • Не требует высокой квалификации сотрудников
  • Значительно увеличенная скорость работы благодаря использованию приборов TDEMI
  • Снижаются сроки окупаемости СИ

 

 

Области применения систем TDEMI

 

  • Электроосвещение

 

Измерение помех энергосберегающей лампы в полосе частот от 9 кГц до 150 кГцИзмерения помех от систем электроосвещения и схожих устройств обычно выполняются в диапазоне частот 9 кГц – 300 МГц. В этом диапазоне частот измерения осуществляются с VVL-антенной и полной стабилизацией сопротивления сети (LISN) в соответствии со стандартом CISPR 15.

 

Например, напряженность магнитного поля измеряется в полосе частот 9 кГц – 150 кГц с помощью VVL-антенн. Измерения помех выполняются с помощью опции LISN. Энергосберегающие лампы используют внутренний генератор. Этот генератор показывает изменение эмиссионных характеристик в зависимости от температуры и напряжения питания. Измерения должны быть выполнены с квазипиковым детектором на больших диапазонах рабочих частот. В связи с этим тестирование должно занимать много времени. Процедура измерений выполняется с пиковым детектором, а окончательное сканирование выполняется с квазипиковым детектором, так как частоты излучения разные.

 

Системы измерения помех в составе семейства продуктов TDEMI позволяют просканировать необходимый диапазон с временем сканирования менее одной минуты. Кроме того, возможно, что запись и анализ будут зависеть от временной характеристики излучения. Таким образом, даже дрейфующие помехи могут быть обнаружены правильно.

 

  • Бытовая техника

 

Измерение помех от бытовой техники выполняется обычно в диапазоне частот от 150 кГц до 1 ГГц. Если оборудование содержит осцилляторы (например, СВЧ-печи), измерения помех должны осуществляться до 18 ГГц. Такие устройства классифицируются как ISM (промышленные, научные и медицинские) устройства. Прочие технические параметры, такие как в линиях электропередачи и связи (ПЛК), проверяются с расширением частотного диапазона до 9 кГц.

 

Излучаемая помеха от щеток двигателя. Показано, что достаточно большое время задержки приводит к неполной характеристике излучения тестируемого устройства. Требование описано в CISPR 16-2-X. Такое измерение может быть выполнено очень быстро и эффективно с TDEMIИзмерения помех в диапазоне частот 9 кГц – 30 МГц выполняются с LISN. Измерение радиопомех осуществляется в диапазоне частот 30–300 МГц со смещением вдоль направляющей. Измерение помех осуществляется в основном в соответствии с CISPR 14. Измерения помех в диапазоне частот 30 МГц – 1 ГГц выполняются в соответствии с несколькими другими стандартами, зависящими от тестируемого устройства.

 

В связи со сложностью устройств и их динамичным поведением очень часто измерения с традиционным EMI-приемником в рабочей области частот занимают очень много времени. Использование TDEMI позволяет значительно сократить общее время тестирования устройств. Кроме того, повышается точность измерения. Во время разработки ПО тестируемого продукта может быть проверено и оптимизировано в режиме реального времени.

 

  • Микроволны

 

Излучение СВЧ-печей отличается характером временной зависимости – провал в уровне и частоте. Это вызвано вращающимися частями микроволновой печи, что необходимо для достижения равномерного нагрева пищи. Кроме того, мощность магнетрона регулируется динамически.

 

Излучение помех микроволновой печи на основной частоте. Показано, что магнетрон влияет на амплитуду и частоту спектра излучения. Также регулировку мощности – включение и выключение – можно наблюдать на временном интервалеС TDEMI можно надежно измерять и анализировать такие нарушения. Измерение уровня обычно выполняется по основной частоте и гармоникам. С помощью TDEMI измерение может быть осуществлено с достаточно высокой частотой дискретизации. Это позволяет пользователю получить результаты тестирования в существенно сокращенные сроки по сравнению с измерениями, выполняемыми анализаторам спектра. При автоматизированном сканировании измерение в критических диапазонах частот можно проводить последовательно.

Таким образом, нет необходимости, выполнять полное сканирование от 1 до 18 ГГц. Кроме того, TDEMI 18G имеет коммутируемый фильтр предварительного выбора и интегрированный малошумящий усилитель (LN-UG), что позволяет измерять гармоники без использования внешнего предусилителя и дополнительных фильтров.

 

  • Автомобилестроение

 

Измерение помех от транспортных средств и их компонентов обычно выполняется в диапазоне частот 9 кГц – 3 ГГц в соответствии со стандартами CISPR 25 и CISPR 12 по электромагнитной совместимости, которые применяются для защиты приемных устройств автомобиля, а также устанавливают пределы влияния внешних помех на эти устройства.

 

График зависимости измеряемой величины от времени задержки измерительного прибораПроблемой тестирования автомобиля является сложность его конструкции, состоящей из множества подсистем и различных компонентов. Еще одна трудность заключается в защите от помех устройств, которые находятся рядом с источником, а иногда являются его частями. К примеру, помехи, возникающие во время запуска двигателя. Тем не менее, такие одиночные всплески не ограничиваются одним компонентом. Обычно в автомобиле другие узлы изменяют и контролируют состояние системы. Но также нарушения могут быть вызваны самой системой.

 

Обычно в автомобильной сфере для решения многих задач используются двигатели постоянного тока со щетками. При работе двигатели производят электрические искры на щетках статистическим образом. Такие компоненты должны быть измерены согласно CISPR 16-2-X на каждой частоте, пока результат не будет урегулирован на +/-1 дБ. Некоторые тестируемые устройства требуют большое время задержки. Системой TDEMI измерения можно выполнять на нескольких тысяч частотах одновременно, что позволяет ускорить измерение.

 

В диапазоне частот 9–150 кГц измерение осуществляется, например, с рамочной антенной. Измерение помех осуществляется в одно сканирование и оценивается в сравнении с пределом измерений. Такие измерения можно проводить с TDEMI менее чем за одну минуту.

 

  • IT-оборудование

 

Измерения помех от устройств информационных технологий (ИТ) и телекоммуникаций, как правило, выполняются в диапазоне частот 150 кГц – 6 ГГц. К типичным дополнительным техническим характеристикам относится, например, увеличение нижнего диапазона частот до 9 кГц.

 

Излучение ПК, измеряемое с системой TDEMI и с обычным EMI-приемником. Показано совпадение результатов. ПК использует специальный контроллер тактовой частоты для распространения мощности сигнала в более широком диапазоне частот, чтобы снизить высокий уровень мощности на одной частоте (т.н. расширенный спектр)Измерение в диапазоне частот 9 кГц – 30 МГц осуществляется с LISN. В диапазоне частот от 30 МГц до 6 ГГц измеряются излучаемые электромагнитные помехи. Процедура испытания, а также оценка помех обычно выполняются в соответствии с CISPR 22 согласно стандартам Федеральной комиссии по связи в диапазоне частот до 26,5 ГГц. Типичными устройствами являются, например, ПК, дисплеи, Wi-Fi сети, Bluetooth и модули PLC.

 

Измерения помех до 1 ГГц, как правило, выполняются на открытой местности, в полностью или частично изолированных помещениях. Измерения уровня помех в диапазоне выше 1 ГГц осуществляются в безэховой камере при нескольких угловых положениях поворотного стола или тестируемого устройства.

 

Чрезвычайно высокая скорость TDEMI позволяет выполнять быстрое предварительное сканирование с указанием нулевого уровня для максимизации на отдельных частотах. Для непостоянных всплесков TDEMI предлагает дополнительные функции оценки. Нет необходимости в использовании дополнительных компонентов (таких как внешний фильтр), компонентов для измерения нарушений PLC.

 

  • Военные и авиация

 

Анализ по времени и частоте импульсов модулированного сигнала. Измеряется в режиме спектрограммыИзмерения помех систем и компонентов для военного применения производятся в соответствии со стандартом MIL461, который охватывает частотный диапазон от 30 Гц до 40 ГГц. Измерение производится с пиковым детектором в полосах пропускания, обозначенных в MIL461. Полоса частот выбирается в зависимости от частотного диапазона, представляющего интерес.

 

Время сканирования на TDEMI, особенно в нижних диапазонах частот, может быть уменьшено в несколько раз. Кроме того, возможен анализ отдельных событий.

 

Измерения в авиационной промышленности производятся по стандарту DO160. Данный стандарт охватывает частотный диапазон от 150 кГц до 6 ГГц. Измерение выбросов осуществляется с пикового детектора и ПЧ в соответствии с приложением. Ширина полосы частот выбирается в соответствии с полосой, которая должна быть измерена.

 

Полосы частот в соответствии со стандартом DO160:

Частоты

6 дБ Ширина полосы

150 кГц – 30 МГц

1 кГц

30–400 МГц

10 кГц

400 МГц – 1 ГГц

100 кГц

> 1 ГГц

1 МГц

 

Огромное количество частот должно быть измерено в диапазоне частот до 400 МГц. И здесь общее время тестирования с помощью системы TDEMI может быть значительно снижено.