Kalibrierung

EMC Bereich

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Kalibrierung von EM-Prüfgeräten

Moderne elektronische Geräte werden immer komplexer, immer kleiner und gleichzeitig leistungsfähiger in Bezug auf Empfangs- und Sendeleistung. Sie enthalten oft schnelle und leistungsstarke Schaltelemente, was besonders bei Stromquellen vorhanden ist. Geräte enthalten analoge und digitale Schaltungen, deren Häufigkeit in der Regel zunimmt, außerdem enthalten moderne Geräte Kommunikationsmodule, die zusätzliche Komplexität mit sich bringen. Moderne elektronische Geräte verursachen einerseits Leitungs- und Strahlungsstörungen durch ihre eigenen elektromagnetischen Emissionen und stören so andere Geräte, andererseits sind aber die Geräte selbst anfällig für Störungen durch elektromagnetische Koexistenz mit anderen Geräten. Um den korrekten Betrieb elektronischer Geräte in der elektromagnetischen Umgebung sicherzustellen, müssen die Geräte nach EMC-Normen geprüft werden und somit sicherzustellen, dass Emissionen und Störungen innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen liegen, die die elektromagnetische Verträglichkeit gewährleisten. EMC-Prüfungen werden in EMC-Laboren durchgeführt, in denen spezielle Bedingungen für EMC-Prüfungen festgelegt werden und die Überprüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit nach verschiedenen internationalen Normen ermöglichen. Tests belegen, dass das EMC-Gerät kompatibel und für die Marktfreigabe geeignet ist. EMC-Tests werden mit speziellen EMC-Testgeräten durchgeführt, die entweder Störungen erzeugen oder Emissionen messen. Kalibrierungen müssen regelmäßig durchgeführt werden, um den ordnungsgemäßen Betrieb der EMC-Testgeräte sicherzustellen. Nur so können wir mit Sicherheit EMC-Prüfungen durchführen und beurteilen, ob ein bestimmtes Gerät den Anforderungen entspricht.

Warum EMC-Prüfgeräte kalibrieren?

EMC-Tests werden mit EMC Testgeräten durchgeführt, die elektromagnetische Störungen messen oder verschiedene elektromagnetische Phänomene erzeugen. Diese Art von Geräten muss regelmäßig kalibriert werden, da dies die einzige Möglichkeit ist, den gemessenen oder generierten Parametern zu vertrauen und die Einhaltung der Anforderungen internationaler Normen sicherzustellen. Die Kalibrierung stellt somit die Korrektheit der gemessenen oder generierten EMC-Parameter sicher und erhöht damit das Vertrauen in die korrekte Beurteilung der Marktfreigabe von Produkten. Die Kalibrierung von EMC-Testgeräten ist daher ein Schlüsselprozess zur Gewährleistung der Qualitätsbewertung, wodurch das Risiko nicht konformer Produkte auf dem Markt erheblich reduziert wird.

SIQ ist auf die Kalibrierung von EMC-Prüfgeräten spezialisiert.

Die Kalibrierung kann im SIQ-Labor und bei Bedarf vor Ort durchgeführt werden. Die Feldkalibrierung ist besonders handlich bei Großgeräten und komplexen Installationen wie z. RF-Verstärker, Stromquellen, Flicker- und Oberschwingungsmesssysteme und Schaltgeräte zur Spannungsunterbrechung. In der folgenden Tabelle sind die verschiedenen Arten gängiger EMC-Testgeräte aufgeführt. Neben Kalibrierungen bietet SIQ auch Messapplikationen und individuelle Beratung an.

Kalibrierung von Messgeräten auf SIQ

Künstliches Netzwerk

Das künstliche Netzwerk muss gemäß Normen CISPR 16-1-2, ISO 7637 oder CISPR 25/ISO 11452-4 kalibriert werden. Typische Kalibrierparameter sind:

  • Impedanz (Magnitude und Phase)
  • Spannungsverteilungsfaktor
  • Isolierung

SIQ kann auch asymmetrische künstliche Netzwerke (AANs) kalibrieren, bei denen der Schlüsselparameter LLC – Längsdämpfung bzw. “Longitudinal Conversion Loss”

Überspannungsgenerator

Der Überspannungsgenerator ist gemäß der Norm IEC 61000-4-5 mit folgenden Parametern kalibriert:

  • offene Klemmenspannung
  • Kurzschlussstrom
  • Impulsdauer und Vorderzeit (für Spannung und Strom)
  • Phase

SIQ kann auch die Kalibrierung verschiedener Koppelschaltungen mit unterschiedlichen Impedanzen für symmetrische und asymmetrische Leitungen durchführen.

Surge generator

Burst-Generator und kapazitive Koppelzange

Der Burst-Generator ist gemäß der Norm IEC 61000-4-4 mit folgenden Parametern kalibriert:

  • offene Klemmenspannung
  • Dauer und Anstiegszeit des Burst-Impulses
  • sich wiederholende Frequenz
  • Burst-Signalperiode

Die Burst-Generator-Kalibrierung wird mit Lasten von 50 Ω und 1000 Ω durchgeführt.

Kapazitive Koppelzangen werden zusammen mit einem Burst-Generator kalibriert, wobei dem Eingang der Zange ein Burst-Signal zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Zangen wird mit einem speziellen Wandler gemessen, der in die Zangen eingesetzt und mit 50 Ω belastet wird. Kalibrierungsparameter sind:

  • Spitzenspannung
  • Burst-Impulsdauer
  • Burst-Impuls-Ansteigszeit

Generator für den Abfall, die Unterbrechung und die Variation der Spannung

Die Kalibrierung des Spannungsvariationsgenerators wird gemäß der Norm IEC 61000-4-11 kalibriert, wobei der folgende Parameter kalibriert wird:

  • Ausgangsspannung
  • Überschwingweite und Unterschwingweite der Spannung
  • Übergangszeit
  • Phasenwinkel

Die Kalibrierung erfolgt bei einem Phasenwinkel von 90° und 270° bei 50 Hz und 60 Hz. Einige Generatoren haben bereits ein eingebautes Transformatorverhältnis für Spannungsabfall in den Verhältnissen von 80 %, 70 % und 40 %. Wenn der Transformator nicht im Generator enthalten ist, muss ein Transformator zur Kalibrierung angeschlossen werden, der auch zum Testen verwendet wird.

Voltage Dips, Short Interruptions and Voltage Variation Generators

Ring-Wave-Generator für Störfestigkeitsprüfungen

Die Kalibrierung wird gemäß der Norm EN 61000-4-12 durchgeführt, wobei die folgenden Parameter kalibriert werden:

  • Spannungsanstiegszeit
  • Stromanstiegszeit
  • Oszillationsfrequenz der Spannung
  • Spannungsspitzenverhältnis (eng. decaying)
  • Wiederholungsfrequenz
  • Ausgangsimpendanz
  • offene Klemmenspannung
  • Kurzschlussstrom
  • Phase
Ring Wave Immunity Test Generator

Generator für Störfestigkeitsprüfungen für gedämpfte Oszillationssignale

Die Kalibrierung wird gemäß der Norm EN 61000-4-18 durchgeführt, die folgende Parameter umfasst:

  • Spannungsanstiegszeit
  • Oszillationsfrequenz
  • Wiederholungsfrequenz
  • Spannungsspitzenverhältnis (eng. decaying)
  • Burst-Dauer
  • offene Klemmenspannung
  • Kurzschlussstrom
Damped Oscillatory Wave Immunity Test Generator

ESD-Simulator, Immunität gegen elektrostatische Entladung

Die Kalibrierung der ESD-Simulatoren wird nach Normen IEC 61000-4-2 und ISO 10605 zugelassen. SIQ bietet die Kalibrierung der folgenden RC-Module an:

  • 50 pF/330 Ω
  • 330 pF/330 Ω
  • 150 pF/2000 Ω
  • 330 pF/2000 Ω

Die Norm erfordert eine Kalibrierung der folgenden Parameter:

  • Spitzen-ESD-Impulsstrom
  • Spitzenstrom bei 30 ns und 800 ns (je nach RC-Modul)
  • ESD-Impulsanstiegszeit (nominell 800 ps)
  • offene Klemmenspannung

Die Kalibriermöglichkeiten ermöglichen die Kalibrierung des ESD-Simulators bis zu einer Spannung von 30 kV.

Neben dem ESD-Simulator führen wir auch eine ESD-Target-Kalibrierung durch. Die Kalibrierung erfolgt gemäß IEC 61000-4-2, die eine Kalibrierung der folgenden Parameter erfordert:

  • Übertragungsimpedanz
  • Eingangswiderstand
  • Dämpfung
  • Betrachtung

Stromsonden für transiente Ströme

Die Kalibrierung der Sondenströme wird gemäß CISPR 16-1-2 durchgeführt, die eine Kalibrierung der Übertragungsimpedanz erfordert. Die Messung erfolgt an einer speziellen Kalibrierzange, die die Kalibrierung von Stromsonden bis zu einer maximalen Bandbreite von 500 MHz erlaubt.

Absorptionsmesszange CISPR 16-1-3

Die Kalibrierung von Absorptionsmesszangen erfolgt nach der Norm CISPR 16-1-3. Die Kalibrierung kann nach der Original- oder der JIG-Methode durchgeführt werden. Die Kalibrierungsparameter sind wie folgt:

CF (eng. Clamp Factor), ein Schlüsselparameter zur Berechnung der Störleistung am EUT über die Ausgangsspannung eines EMI-Empfängers, der mit einer charakteristischen Impedanz von 50 Ω arbeitet

Entkopplungsfaktor DF und DR

Absorbing Clamp CISPR 16-1-3

Kopplungs-/Entkopplungsschaltung, CDN

Die CDN-Kalibrierung wird gemäß den Normen IEC 61000-4-6 und CISPR 15 durchgeführt, die eine Kalibrierung der folgenden Parameter erfordern:

  • Impedanz auf der EUT-Seite (eng. Common Mode), wobei der AUX-Eingang erstens in offene Klemmen und zweitens in Kurzschluss verbunden ist
  • Spannungsverteilungsverhältnis nach Norm CISPR 15

Die Kalibrierung wird an verschiedenen Steckverbinder-Typen durchgeführt, z. B. 1-phasig, 3-phasig, USB, UTP (“shielded” in “unshielded”) RJ11 usw.

Absorberzange

Die Kalibrierung von Absorberzangen erfolgt nach IEC 61000-4-6 mit folgenden Punkten:

  • Impedanz auf der EUT-Seite
  • Entkopplungsfaktor zwischen EUT und AE
  • Kopplungsfaktor zwischen Absorbereingang und EUT-Eingang

Die Impedanz wird mithilfe einer zusammengesetzten ABCD-Matrix und einer speziellen Renormalisierungstechnik kalibriert, die Fehler aufgrund von nicht idealen Anschlüssen analytisch entfernt. Die Technik ermöglicht die Verbesserung der Messunsicherheit und Rückführbarkeit auf SI-Einheiten.

Injection Clamp

EMI-Empfänger

Die Kalibrierung wird nach Norm CISPR 16-1-1 für folgende Punkte durchgeführt:

  • quasi-peak
  • peak
  • Durchschnitt
  • CRMS Detektor
  • Selektivität

Die Kalibrierung umfasst die Frequenzbereiche A, B, C, D und E.

CISPR Receivers

Analysator der Oberschwingungsströme

Das System zur Analyse von Stromoberschwingungen ist gemäß der Norm EN IEC 61000-3-2 implementiert. Die Kalibrierung wird für 50 Hz- und 60 Hz-Systeme für die Klassen A, B, C und D durchgeführt. Fügen Sie bei Bedarf Spannungs-, Strom-, Frequenz- und Leistungsfaktormessungen zur Kalibrierung hinzu.

Flicker Emission analyzer

Flicker-Analysator

Der Flicker-Analysator ist gemäß der Norm IEC 61000-3-3 für 50 Hz- und 60 Hz-Systeme kalibriert. Die Kalibrierung wird mit einer Referenzstromquelle durchgeführt, die verschiedene Kombinationen von Spannungsflimmern erzeugt, sodass der PST immer gleich 1 ist.

Die Flicker-Referenzimpedanz (Widerstand und Reaktanz) wird für jede Leitung separat kalibriert.

Common Mode Absorbing Device – CMAD

Die CMAD-Kalibrierung wird gemäß der Norm CISPR 16-1-4 durchgeführt, die eine Kalibrierung von S11 und S21 erfordert. Die Messungen werden auf einem speziell konstruierten Kalibrierstand durchgeführt, der Messungen zum Aufbau der ABCD-Matrix ermöglicht, wodurch der Einfluss des Kalibrierstands eliminiert und somit die Messunsicherheit und Rückführbarkeit erheblich verbessert werden.

Common Mode Absorbing Device - CMAD

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