LISUN CDNE-M316Vysoce výkonná vazební a oddělovací síť pro test imunity proti vedení RF

Abstraktní
Testování odolnosti vůči vedení radiofrekvenčního (RF) záření je klíčovou součástí shody s požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu (EMC), která zajišťuje spolehlivý provoz elektronických zařízení v prostředí znečištěném RF zářením. Tento článek se zaměřuje na CDNE pro test odolnosti vůči vedení radiofrekvenčního záření se specifickou analýzou LISUN CDNE-M316 Spojovací a oddělovací síť. CDNE-M316, navržený tak, aby splňoval normy CISPR 15:2018 a EN 55015, je optimalizován pro testování osvětlení a podobných zařízení ve frekvenčním rozsahu 30 MHz až 300 MHz. Tato studie podrobně popisuje jeho technické specifikace, princip fungování, výkonnostní charakteristiky a praktické využití v testovacích nastaveních EMC. Srovnávací data a experimentální výsledky prokazují jeho vynikající účinnost oddělení (>30 dB) a impedanční přizpůsobení (50 Ω), což potvrzuje jeho roli jako cenově efektivního a spolehlivého řešení pro hodnocení imunity proti vedení RF.

1. Úvod
S rozšířením bezdrátové komunikace a výkonových elektronických systémů se elektromagnetické prostředí stalo stále složitějším. Vedené vysokofrekvenční rušení, přenášené silovými nebo signálními kabely, představuje významnou hrozbu pro výkon elektronických zařízení. Pro zmírnění tohoto rizika mezinárodní normy, jako jsou IEC 61000-4-6 a CISPR 15, nařizují provádění testů odolnosti vůči vysokofrekvenčnímu rušení, které vyžadují specializované vazební a oddělovací sítě (CDN) pro vstřikování řízené vysokofrekvenční energie do testovaného zařízení (EUT) a zároveň izolaci testovaného uspořádání od vnějšího rušení.

A Vazební a oddělovací síť pro test imunity vůči vedení RF (CDNE) plní dvě základní funkce: (1) propojení RF testovacích signálů z generátoru signálu s EUT bez zhoršení integrity průběhu signálu a (2) oddělení EUT od pomocného zařízení (AE), aby se zabránilo zpětné vazbě rušení. Tradiční CDN často trpí omezenými frekvenčními rozsahy, špatným impedančním přizpůsobením nebo objemnými konstrukcemi, což vede k nepřesným výsledkům testů nebo zvýšené složitosti nastavení. LISUN CDNE-M316 Tato omezení řeší integrací pokročilého návrhu obvodů s kompaktní architekturou, díky čemuž je vhodný pro laboratorní i výrobní testování osvětlovacích zařízení – kategorie obzvláště náchylné k vedením RF rušení kvůli svým vysoce výkonným spínacím komponentům.

Tato práce je strukturována následovně: Část 2 vysvětluje princip fungování CDNE; Část 3 představuje technické specifikace CDNE-M316; Část 4 analyzuje jeho výkon na základě experimentálních dat; Část 5 popisuje praktické testovací nastavení a případové studie; a Část 6 uzavírá s jeho výhodami a budoucími aplikacemi.

2. Princip fungování CDNE pro test imunity vůči vedení RF

Funkčnost CDNE se spoléhá na selektivní oddělení stejnosměrných/nízkofrekvenčních výkonových signálů a vysokofrekvenčního rušení. Jak je znázorněno na LISUNtechnická dokumentace, CDNE-M316 využívá pasivní topologii obvodu sestávající z vazebních kondenzátorů, oddělovacích cívek a vestavěného odporového atenuátoru.

2.1 Spojovací mechanismus

Vazební kondenzátory izolují stejnosměrné a nízkofrekvenční napájecí signály (např. síť 50/60 Hz) a zároveň umožňují průchod vysokofrekvenčních testovacích signálů (30–300 MHz) do zkoušeného zařízení (EUT). To zajišťuje, že zkoušené zařízení přijímá požadované vysokofrekvenční namáhání, aniž by to ohrozilo jeho normální napájení. CDNE-M316 používá vysoce kvalitní keramické kondenzátory s nízkou parazitní indukčností pro zachování věrnosti signálu v celém rozsahu provozních frekvencí.

2.2 Oddělovací mechanismus

Oddělovací cívky (tlumivky) poskytují vysokofrekvenčním signálům vysokou impedanci, čímž zabraňují jejich šíření zpět do AE (např. napájecích zdrojů nebo generátorů signálů). CDNE-M316 obsahuje cívku pro kompenzaci proudu, která zvyšuje účinnost oddělení mezi zkoušeným zařízením a AE na >30 dB – což je kritický parametr pro zamezení chyb ve výsledcích testů vyvolaných AE.

2.3 Přizpůsobení a útlum signálu

Aby byla zajištěna kompatibilita se standardním zařízením pro testování elektromagnetické kompatibility (např. přijímači EMI), CDNE-M316 Je vybaven vestavěným odporovým atenuátorem s útlumem 20 dB na svém měřicím portu BNC. Tento atenuátor, složený z vnitřního obvodového útlumu 9.5 dB a specializovaného atenuátoru 10.5 dB, zajišťuje impedanční přizpůsobení 50 Ω – eliminuje tak potřebu externích atenuátorů a snižuje složitost nastavení.

3. Technické specifikace LISUN CDNE-M316

Jedno CDNE-M316 je navržen pro jednofázové síťové aplikace (L+N+PE nebo 2L+PE) a podporuje maximální proud 16 A, takže je vhodný pro vysoce výkonná osvětlovací zařízení. Tabulka 1 shrnuje jeho klíčové technické parametry v souladu s normami CISPR 15:2018 a EN 55015.

Tabulka 1: Technické specifikace LISUN CDNE-M316

Poznámka: Parametry jsou ověřovány prostřednictvím LISUNtovární kalibrace a testování třetí stranou.

CDNE-M316_ Coupling Decoupling Network pro komunikační linky

4. Analýza výkonnosti CDNE-M316

Pro ověření účinnosti CDNE-M316 Pro test imunity vůči vedení RF byly provedeny dvě sady experimentů: (1) měření účinnosti oddělení a (2) ověření impedančního přizpůsobení.

4.1 Zkouška účinnosti oddělení

Účinnost oddělení byla měřena injektováním RF signálu 1 Vrms (150 MHz) do portu EUT a monitorováním amplitudy signálu na portu AE pomocí spektrálního analyzátoru. Testovací nastavení bylo provedeno podle normy CISPR 15, příloha J, s referenčním bodem souhlasného režimu na zkratu nestíněného kabelu. Výsledky ukázaly útlum signálu 34.2 dB – což překračuje minimální požadavek 30 dB a potvrzuje, že zpětná vazba rušení do AE je zanedbatelná.

4.2 Test impedančního přizpůsobení

Impedanční přizpůsobení na měřicím portu BNC bylo testováno pomocí síťového analyzátoru (Agilent N5230A) v pásmu 30–300 MHz. Koeficient odrazu (S11) byl trvale pod -15 dB, což ukazuje na účinnost přenosu výkonu >96 % do testovacího zařízení s impedancí 50 Ω. Tím se eliminují odrazy signálu, které by mohly zkreslit úrovně vstřikování RF signálu a ohrozit přesnost testu.

4.3 Srovnávací analýza s konkurenty

Tabulka 2 porovnává CDNE-M316 s podobným produktem (Schaffner CDN M316) a generickým CDN. CDNE-M316 překonává konkurenci v účinnosti oddělení a nákladové efektivitě při zachování srovnatelného frekvenčního rozsahu a jmenovitého proudu.

Tabulka 2: Porovnání výkonu produktů CDNE

5. Praktické využití v nastavení testu imunity proti vedení RF

Jedno CDNE-M316 je integrován do standardního systému pro testování imunity proti RF rušení, jak je znázorněno na obrázku 1. Mezi klíčové komponenty patří: (1) generátor RF signálu (např. Rohde & Schwarz SMW200A), (2) CDNE-M316, (3) EUT (např. LED pouliční osvětlení), (4) AE (např. zdroj střídavého napájení) a (5) monitorovací zařízení (např. osciloskop pro výstup EUT).

5.1 Zkušební postup

Nastavení připojení: Připojte AE k CDNE-M316's portem AE, EUT k portu EUT a generátor signálu k spojovacímu portu.
Kalibrace: Pomocí analyzátoru sítě ověřte úrovně vf injektování na portu zkoušeného zařízení (obvykle 1 Vrms dle IEC 61000-4-6).
Provedení testu: Injektujte RF signály v pásmu 30–300 MHz s proměnnou amplitudou od 0.1 Vrms do 10 Vrms. Sledujte zkoušené zařízení, zda nedošlo ke snížení výkonu (např. blikání, odchylka výstupního napětí).
Záznam výsledků: Zdokumentujte minimální amplitudu rádiových frekvencí, která způsobuje poruchu zkoušeného zařízení – tato hodnota představuje prahovou hodnotu imunity zkoušeného zařízení vůči vedení rádiových frekvencí.

5.2 Případová studie: Testování LED pouličního osvětlení

Test byl proveden na 100W LED pouličním osvětlení s použitím CDNE-M316Zařízení si udrželo normální provoz až do 8 Vrms při 150 MHz, s flikrováním pozorovaným při 9 Vrms. Tato prahová hodnota je výrazně nad požadavkem normy EN 55015 na 3 Vrms, což potvrzuje shodu zařízení s předpisy. CDNE-M316Stabilní propojení zajistilo konzistentní dodávku signálu a jeho kompaktní konstrukce umožnila integraci do testovací stanice výrobní linky s omezeným prostorem.

6. závěr
Jedno LISUN CDNE-M316 Síť pro vazbu a oddělení (Coupling and Decoupling Network) vykazuje výjimečný výkon pro CDNE v aplikacích testování imunity proti vedení RF. Díky shodě s normami CISPR 15:2018 a EN 55015 v kombinaci s vynikající účinností oddělení (>34 dB) a impedančním přizpůsobením je spolehlivým nástrojem pro testování EMC osvětlení a podobných zařízení. Vestavěný atenuátor 20 dB a kompaktní provedení snižují složitost nastavení a náklady, zatímco jmenovitý proud 16 A podporuje vysoce výkonné zkoušené zařízení (EUT).

Budoucí pokrok by se mohl zaměřit na rozšíření frekvenčního rozsahu na 1 GHz, aby vyhovoval nově vznikajícím zařízením s podporou 5G, a na integraci funkcí inteligentní kalibrace pro automatizované testovací systémy. Nicméně... CDNE-M316 v současné době představuje cenově efektivní a vysoce výkonné řešení, které řeší kritickou potřebu přesného a efektivního testování odolnosti vůči RF rušení v moderní elektronické výrobě.