Methoden zur Prüfung und Messung elektromagnetischer Störungen in elektronischen Geräten: Techniken zur Identifizierung und Reduzierung unerwünschter EM-Emissionen.
Methoden zur Prüfung und Messung elektromagnetischer Störungen in elektronischen Geräten
Elektromagnetische Störungen (EMI, Electromagnetic Interference) können die Funktion elektronischer Geräte erheblich beeinträchtigen. Daher ist die Prüfung und Messung von EMI ein wesentlicher Bestandteil des Entwicklungsprozesses in der Elektronik. In diesem Artikel werden die gängigen Methoden und Techniken zur Prüfung und Messung von EMI vorgestellt.
1. Arten von elektromagnetischen Störungen
- Leitungsgebundene Störungen: Diese treten durch Übertragung über elektrische Leitungen auf und können andere Geräte im selben Stromkreis beeinträchtigen.
- Strahlungsgebundene Störungen: Diese werden als elektromagnetische Felder ausgesendet und können Geräte in der Nähe beeinflussen.
2. Prüfmethoden
Die Prüfung auf elektromagnetische Störungen erfolgt typischerweise mit folgenden Methoden:
- Offene Messstelle (Open Area Test Site, OATS): Diese Methode nutzt einen offenen Bereich ohne reflektierende Flächen, um eine genaue Messung der abgestrahlten EMI zu ermöglichen.
- Reflexionsarme Kammer: Eine spezialisierte Kammer, die so gestaltet ist, dass Reflexionen minimiert werden, um die abgestrahlte EMI präzise zu messen.
- Leitungsimpedanzstabilisierungsnetzwerk (LISN): Dieses Netzwerk wird verwendet, um leitungsgebundene Störungen zu messen, indem es die Impedanz der Stromleitung stabilisiert.
3. Messgeräte
Zur Messung der elektromagnetischen Störungen werden verschiedene spezielle Geräte eingesetzt:
- Spektrumanalysator: Ein Gerät, das die Frequenzzusammensetzung eines Signals analysiert und darstellt.
- EMI-Sonden: Sensoren, die elektromagnetische Felder erfassen und die Stärke sowie die Richtung der Störungen messen.
- Netzanalysegerät: Ein Gerät zur Messung von leitungsgebundenen Störungen in elektrischen Leitungen.
4. Prüfprozeduren
Die Prüfung und Messung von EMI erfolgt gemäß spezifischen Prozeduren, um Standardisierung und Vergleichbarkeit sicherzustellen. Zu diesen Prozeduren gehören:
- Einschalten und Betreiben des Geräts in einer typischen Betriebsumgebung.
- Platzierung der Messgeräte in definierten Abständen und Richtungen in Bezug auf das zu prüfende Gerät.
- Durchführung von Messungen in unterschiedlichen Frequenzbereichen, abhängig von den anzuwendenden Normen (wie z.B. CISPR 22).
- Dokumentation und Analyse der Messergebnisse, um sicherzustellen, dass die Störpegel innerhalb der zulässigen Grenzwerte liegen.
5. Normen und Vorschriften
Es gibt weltweit verschiedene Normen und Vorschriften, die die Grenzwerte und Prüfmethoden für EMI definieren. Zu den bekanntesten gehören:
- CISPR 22: Internationale Norm für die Begrenzung elektromagnetischer Störungen bei IT-Geräten.
- FCC Part 15: US-amerikanische Vorschriften für Funkstörungen, die von elektronischen Geräten erzeugt werden.
- EN 55032: Europäische Norm, die Anforderungen für Multimediageräte beinhaltet.
Durch die Einhaltung dieser Normen stellen Hersteller sicher, dass ihre Geräte die gesetzlichen Anforderungen erfüllen und sicheren sowie störungsfreien Betrieb gewährleisten.
Fazit
Die Prüfung und Messung elektromagnetischer Störungen ist ein kritischer Schritt bei der Entwicklung elektronischer Geräte. Unterschiedliche Methoden und Geräte bieten präzise Möglichkeiten, um sicherzustellen, dass die Geräte im Einklang mit internationalen Normen und Vorschriften arbeiten. Dies trägt dazu bei, die Qualität und Zuverlässigkeit der elektronischen Produkte zu gewährleisten.
