Jak vybrat testovací přijímač EMI dle normy CISPR 16-1-1 pro přesnou shodu s požadavky EMC

Abstraktní
Testování elektromagnetické kompatibility slouží jako nezbytný technický postup pro vstup elektrických a elektronických výrobků na trh. Jakožto základní přístroj pro měření vedení a vyzařování určuje testovací přijímač EMI, který splňuje specifikace testovacího přijímače EMI dle normy CISPR 16‑1‑1, přímo platnost výsledků testů EMC. Zaměřuje se na klíčové technické požadavky na testovací přijímač EMI dle normy CISPR 16‑1‑1 a v kombinaci s... LISUN Systém pro testování vedení a vyzařování rušení řady EMI‑9K. Tento článek analyzuje kritéria výběru přijímačů EMI, představuje technické vlastnosti a inženýrské aplikace systému EMI‑9KB a poskytuje reference pro výzkumné a vývojové laboratoře a nezávislé zkušební ústavy k ověřování shody s normami EMC a lokalizaci zdrojů rušení. 

Úvod

Interní moduly, jako jsou spínané napájecí zdroje, budiče motorů a digitální obvody v moderních elektrických a elektronických výrobcích, neustále generují elektromagnetické rušení. Rušení se dělí na vedené rušení šířené elektrickými vedeními a signálními kabely a vyzařované rušení šířené volným prostorem. Testování shody produktů s EMC vyžaduje kvantitativní získání výše uvedených dvou typů rušivých signálů, vyhodnocení, zda úrovně rušení splňují limitní hodnoty stanovené v národních a mezinárodních normách pro produkty, a provedení analýzy umístění nadměrných zdrojů rušení za účelem získání naměřených dat pro hardwarovou úpravu produktů.

Jedno Přijímač pro testování elektromagnetického rušení (EMI) CISPR 16‑1‑1 představuje základní mezinárodní standard pro přístroje pro měření rádiového rušení, který byl v Číně celostátně přijat jako GB/T 6113.101‑2021. Tato norma definuje povinné parametry pro testovací přijímače EMI, včetně frekvenčního pásma, charakteristik detektoru, pulzní odezvy, poměru stojatých vln napětí a přesnosti měření. Pouze přijímače, které splňují tuto normu, mohou generovat testovací data platná pro certifikaci shody. Běžné spektrální analyzátory nelze přímo použít pro formální certifikační testy EMC kvůli nevyhovujícím časovým konstantám detektoru a pulzní odezvě. LISUN Systém pro testování vedení a vyzařovaného rušení řady EMI‑9K využívá jako svou hlavní součást přijímací jednotku, která splňuje požadavky testovacího přijímače EMI normy CISPR 16‑1‑1. Systém je vybaven podpůrným příslušenstvím, jako jsou umělé sítě LISN, oddělovací transformátory a koaxiální kabely, a provádí kvantitativní měření vedení a vyzařovaného rušení z elektrických a elektronických zařízení během provozu. Je široce používán při ověřování před shodou s předpisy a při certifikačních testech třetích stran pro zařízení informačních technologií, domácí spotřebiče, svítidla a další produkty.

EMI-9KB Testovací přijímač EMI

Základní technické požadavky na testovací přijímač EMI dle CISPR 16‑1‑1

Norma CISPR 16‑1‑1:2019 specifikuje několik povinných výkonnostních ukazatelů pro testovací přijímač EMI dle CISPR 16‑1‑1. Nejprve jsou definovány segmentované mezilehlé měřicí šířky pásma -6 dB: 200 Hz pro frekvenční rozsah od 9 kHz do 150 kHz, 9 kHz pro 150 kHz až 30 MHz a 120 kHz pro 30 MHz až 1000 MHz. Každá šířka pásma odpovídá vyhrazeným časovým konstantám nabíjení-vybíjení, aby detektory reprodukovaly skutečný dopad rádiového rušení na elektronická zařízení. Přijímač musí navíc podporovat tři režimy detektoru, včetně špičkového (PK), kvazišpičkového (QP) a průměrného (AV). Detekce kvazišpičkového je zásadní pro certifikační testy EMC, jejichž časové konstanty nabíjení a vybíjení musí striktně splňovat standardní specifikace, aby bylo zaručeno přesné měření rušivých signálů pulzního typu.

Vstupní impedance je definována jako 50 Ω s poměrem stojatých vln napětí nepřesahujícím 2 při útlumu rádiového signálu 0 dB a nepřesahujícím 1.2 při útlumu rádiového signálu 10 dB, aby se minimalizovaly chyby měření způsobené odrazem signálu na portu. Přesnost měření referenčních rušivých signálů impulzů musí být řízena v rozmezí ±2 dB. Přesnost odezvy na impulz musí splňovat standardní limity, pokud frekvence opakování impulzů není menší než 20 Hz. Další ukazatele, včetně potlačení mezifrekvencí, šumové podlahy a rozsahu měření napětí na svorkách, musí také splňovat specifikace testovacího přijímače EMI CISPR 16‑1‑1. Nevyhovující zařízení může vést k významným odchylkám ve výsledcích zkoušek, což má za následek chybné posouzení výrobků, zejména odmítnutí kvalifikovaných vzorků nebo vyřazení vzorků, které nejsou v souladu s normou, což s sebou nese rizika certifikace a tržní rizika.

Technická analýza LISUN Systém pro testování vedení a vyzařovaného rušení řady EMI‑9K

Jedno LISUN Systém pro měření rušení vedením a vyzařováním řady EMI‑9K se skládá z několika podmodelů, včetně EMI‑9KA, EMI‑9KB, EMI‑9KBS a EMI‑9KC. Základní přijímací jednotky jsou navrženy v souladu se specifikacemi testovacího přijímače EMI CISPR 16‑1‑1. Celý přístroj je vybaven plně uzavřeným vysoce vodivým pouzdrem s vynikajícím stínícím výkonem, které eliminuje samogenerované elektromagnetické rušení, jež by mohlo ovlivnit výsledky testů. Celý systém umožňuje kvantitativní měření rušení vedením a vyzařováním elektrických a elektronických výrobků za provozních podmínek, což podporuje kontrolu shody s EMC a lokalizaci zdroje rušení.

Rozdíly mezi dílčími modely spočívají především ve frekvenčním pokrytí. EMI‑9KA pokrývá pásmo 9 kHz–30 MHz a je vhodný pouze pro testování vedení; EMI‑9KB a EMI‑9KBS pokrývají pásmo 9 kHz–300 MHz pro podporu měření vedení a vyzařovaného rušení o nízkých až středních frekvencích; EMI‑9KC pokrývá pásmo 9 kHz–1000 MHz, čímž plně pokrývá celý frekvenční rozsah testu EMI pro civilní produkty. Standardní konfigurace zahrnuje testovací přijímač, umělou napájecí síť LISN, oddělovací transformátor a koaxiální kabely. EMI‑9KC může být dále vybaven vazební a oddělovací sítí CDNE pro rozšíření testování rušení signálového vedení. Software poskytuje dvojjazyčný operační program pro PC kompatibilní s Windows 7 až Windows 11. Podporuje ruční a automatické skenování, měření v pevném bodě a měření rozmítání. Výzkumní a vývojoví inženýři mohou rychle skenovat úrovně rušení v celém frekvenčním pásmu a lokalizovat body s nadměrnou frekvencí nebo automaticky provádět testy na certifikační úrovni podle standardních postupů a exportovat záznamy z testů. Porovnání klíčových parametrů je uvedeno v tabulce níže.

Jako příklad lze uvést model EMI‑9KB, jehož přijímač plně splňuje požadavky na pulzní charakteristiky definované pro testovací přijímač EMI normy CISPR 16‑1‑1. Šířky pásma měření jsou konfigurovány striktně podle segmentovaných standardních požadavků se třemi kompletními detekčními režimy. Je vhodný pro předběžné testy shody a předběžné certifikační testy pro většinu domácích spotřebičů, osvětlovacích produktů a IT periferií. Pokud je vyžadováno úplné testování vyzařovaného rušení od 30 MHz do 1000 MHz, doporučuje se model EMI‑9KC. Používá dvoustupňový programovatelný automatický předvolič sledovací frekvence pro potlačení rušení obrazu a mezifrekvencí, čímž dosahuje nižší úrovně šumu a vyšší přesnosti měření pro testování na certifikační úrovni v laboratořích třetích stran. Kompletní systém podporuje volitelné příslušenství, jako je třísmyčková anténa, absorpční kleště, sonda VF proudu, stíněná komora a programovatelný měřič čistě sinusového zdroje, pro rozšíření testovacích možností pro různé scénáře.

Typické technické aplikace systému řady EMI‑9K

V oblasti vybavení informačních technologií, LISUN Systém pro testování vedení a vyzařování rušení řady EMI‑9K se používá k testování stolních počítačů, tiskáren, nabíječek mobilních telefonů a dokovacích stanic typu C. Systém, podporovaný přijímací jednotkou splňující normu CISPR 16‑1‑1 EMI testovací přijímač, zachycuje vedení generované spínanými napájecími zdroji a vyzařované rušení z bezdrátových modulů pro vyhodnocení oproti limitním hodnotám uvedeným v normách GB/T 9254.1‑2021 a CISPR 32, což pomáhá podnikům identifikovat zdroje rušení, jako je šum napájecího zdroje, a provádět předběžné testy pro certifikaci 3C a CE. U domácích spotřebičů a elektrického nářadí, včetně klimatizací, praček a elektrických vrtaček, systém měří pulzní rušení způsobené jiskrami kartáčů a budicími obvody, lokalizuje zdroje rušení a vede optimalizaci filtrů, uzemňovacích schémat a rozvržení desek plošných spojů. V osvětlovacím průmyslu se LED svítidla a napájecí zdroje testují v souladu s normami GB 17743‑2022 a CISPR 15, aby se vyhodnotilo, zda lampy ruší zařízení chytré domácnosti. Zkušební laboratoře třetích stran se spoléhají na hardware, který splňuje specifikace testovacího přijímače EMI dle normy CISPR 16‑1‑1, aby generovaly důvěryhodné zkušební protokoly pro mezinárodní certifikace, jako jsou CE a FCC, a zároveň poskytovaly výrobcům diagnostické služby pro překročení limitů EMI a pokyny k úpravám.

Pokyny pro výběr přijímačů EMI testů

Při výběru testovacího přijímače EMI by nemělo být frekvenční pokrytí jediným kritériem. Uživatelé musí potvrdit, že přístroj je výslovně deklarován jako splňující specifikace testovacího přijímače EMI CISPR 16‑1‑1, a ověřit typy detektorů, segmentované šířky pásma mezifrekvence -6 dB a indikátory pulzní odezvy. Dokonce i spektrální analyzátory s dostatečným frekvenčním pokrytím lze použít pouze pro předběžný screening před shodou s požadavky, nikoli pro formální certifikační testy, a to z důvodu nevyhovujících časových konstant kvazi-špiček a pulzních charakteristik. Požadovaný frekvenční rozsah se určí na základě testovaného zařízení. Model 9 kHz–30 MHz je dostatečný pouze pro testování vedení elektrické sítě. Pro kombinované měření vedení a vyzařování jsou vyžadovány systémy pokrývající až 300 MHz nebo dokonce 1000 MHz. Podpůrné příslušenství, včetně LISN, CDNE, antén a absorpčních kleští, musí také splňovat odpovídající produktové normy. Celý testovací systém se musí pravidelně kalibrovat, aby byla zaručena dlouhodobá spolehlivost měření. Softwarové funkce, jako je automatické rozmítání, knihovny standardních limitů a export zpráv, výrazně zlepší efektivitu laboratorních testů.

Závěr

Jedno Přijímač pro testování elektromagnetického rušení (EMI) CISPR 16‑1‑1 definuje základní standard pro přístroje pro měření emisí EMC a výkon přijímače přímo určuje důvěryhodnost výsledků měření elektromagnetické kompatibility. LISUN Systém pro testování vedení a vyzařovaného rušení řady EMI‑9K je postaven na přijímací jednotce, která splňuje normu CISPR 16‑1‑1 EMI testovací přijímač. Dosahuje plnohodnotného kvantitativního měření vedení a vyzařovaného rušení generovaného elektrickými a elektronickými výrobky během provozu a poskytuje komplexní technickou podporu pro posouzení shody výrobků s EMC a identifikaci zdrojů rušení. Podniky a zkušební ústavy by měly vybírat vhodné konfigurace z EMI‑9KA, EMI‑9KB a EMI‑9KC podle typů výrobků, testovacích frekvenčních pásem a certifikačních požadavků. Je třeba klást důraz na pravidelnou kalibraci podpůrného testovacího příslušenství, aby byla zajištěna přesná a spolehlivá data měření EMI a aby se usnadnila úspěšná globální certifikace shody s EMC pro koncové výrobky.