Kako odabrati CISPR 16-1-1 EMI testni prijemnik za točnu EMC usklađenost

Sažetak
Ispitivanje elektromagnetske kompatibilnosti služi kao neizostavan tehnički postupak za pristup električnih i elektroničkih proizvoda tržištu. Kao ključni instrument za mjerenje provedenih i zračenih emisija, EMI ispitni prijemnik koji je u skladu sa specifikacijama CISPR 16‑1‑1 EMI ispitnog prijemnika izravno određuje valjanost rezultata EMC ispitivanja. Usredotočen na ključne tehničke zahtjeve za CISPR 16‑1‑1 EMI ispitni prijemnik i u kombinaciji s LISUN Sustav za ispitivanje vodljivih i zračenih smetnji serije EMI‑9K, ovaj rad analizira kriterije odabira EMI prijemnika, predstavlja tehničke značajke i inženjerske primjene EMI‑9KB sustava te pruža reference za istraživačko-razvojne laboratorije i neovisne institute za ispitivanje za provođenje provjere EMC sukladnosti i lociranja izvora smetnji. 

Uvod

Interni moduli poput sklopnih napajanja, pogonskih sklopova motora i digitalnih sklopova unutar modernih električnih i elektroničkih proizvoda kontinuirano generiraju elektromagnetske smetnje. Smetnje se klasificiraju u provedene smetnje koje se šire kroz dalekovode i signalne kabele, kao i zračene smetnje koje se prenose kroz slobodni prostor. Ispitivanje EMC sukladnosti za proizvode zahtijeva kvantitativno prikupljanje gore spomenutih dviju vrsta signala smetnji, procjenu zadovoljavaju li razine smetnji granične vrijednosti navedene u nacionalnim i međunarodnim standardima za proizvode te dovršetak analize lokacije prekomjernih izvora smetnji kako bi se osigurali izmjereni podaci za modifikaciju hardvera proizvoda.

The CISPR 16‑1‑1 EMI ispitni prijemnik predstavlja temeljni međunarodni standard za instrumente za mjerenje radio smetnji, koji je nacionalno usvojen u Kini kao GB/T 6113.101‑2021. Ovaj standard definira obvezne parametre za EMI ispitne prijemnike, uključujući frekvencijski pojas, karakteristike detektora, odziv impulsa, omjer stojnog vala napona i točnost mjerenja. Samo prijemnici koji su u skladu s ovim standardom mogu generirati ispitne podatke valjane za certifikaciju sukladnosti. Obični analizatori spektra ne mogu se izravno koristiti za formalna EMC certifikacijska ispitivanja zbog neusklađenih vremenskih konstanti detektora i odziva impulsa. LISUN Sustav za ispitivanje vodljivih i zračenih smetnji serije EMI‑9K koristi prijemnu jedinicu koja ispunjava zahtjeve CISPR 16‑1‑1 EMI ispitnog prijemnika kao svoju glavnu komponentu. Opremljen pratećom opremom kao što su LISN umjetne mreže, izolacijski transformatori i koaksijalni kabeli, sustav ostvaruje kvantitativno mjerenje vodljivih i zračenih smetnji od električne i elektroničke opreme tijekom rada te se široko primjenjuje u provjeri sukladnosti prije isteka propisa i certifikacijskim ispitivanjima treće strane za opremu informacijske tehnologije, kućanske aparate, rasvjetna tijela i druge proizvode.

EMI-9KB EMI test prijemnik

Osnovni tehnički zahtjevi za CISPR 16‑1‑1 EMI ispitni prijemnik

Standard CISPR 16‑1‑1:2019 specificira više obveznih pokazatelja performansi za CISPR 16‑1‑1 EMI ispitni prijemnik. Prije svega, definirane su segmentirane međupropusne širine mjerenja od -6 dB: 200 Hz za frekvencijski raspon od 9 kHz do 150 kHz, 9 kHz za 150 kHz do 30 MHz i 120 kHz za 30 MHz do 1000 MHz. Svaka propusna širina odgovara namjenskim vremenskim konstantama punjenja i pražnjenja za detektore kako bi reproducirali stvarni utjecaj radio smetnji na elektroničke uređaje. Osim toga, prijemnik mora podržavati tri načina rada detektora, uključujući vršni (PK), kvazi-vršni (QP) i prosječni (AV). Detekcija kvazi-vršnih vrijednosti ključna je za EMC certifikacijske testove, čije vremenske konstante punjenja i pražnjenja moraju strogo slijediti standardne specifikacije kako bi se jamčilo točno mjerenje signala smetnji impulsnog tipa.

Ulazna impedancija definirana je kao 50 Ω, s omjerom stojnog vala napona koji ne prelazi 2 pod RF slabljenjem od 0 dB i ne prelazi 1.2 pod RF slabljenjem od 10 dB, kako bi se minimizirale pogreške mjerenja uzrokovane refleksijom signala na priključku. Točnost mjerenja za referentne signale poremećaja impulsa mora se kontrolirati unutar ±2 dB. Točnost odziva impulsa mora zadovoljavati standardna ograničenja kada frekvencija ponavljanja impulsa nije manja od 20 Hz. Daljnji pokazatelji, uključujući odbacivanje međufrekvencije, pod šuma i raspon mjerenja napona na terminalima, također moraju biti u skladu sa specifikacijama CISPR 16‑1‑1 EMI ispitnog prijemnika. Nesukladna oprema može dovesti do značajnih odstupanja u rezultatima ispitivanja, što rezultira pogrešnom procjenom proizvoda, odnosno odbacivanjem kvalificiranih uzoraka ili propuštanjem nesukladnih, što donosi rizike certificiranja i tržišne rizike.

Tehnička analiza LISUN Sustav za ispitivanje provođenih i zračenih smetnji serije EMI‑9K

The LISUN Sustav za ispitivanje vodljivih i zračenih smetnji serije EMI‑9K sastoji se od više podmodela, uključujući EMI‑9KA, EMI‑9KB, EMI‑9KBS i EMI‑9KC. Jezgrene prijemne jedinice dizajnirane su u skladu sa specifikacijama CISPR 16‑1‑1 EMI ispitnog prijemnika. Cijeli instrument ima potpuno zatvoreno kućište visoke vodljivosti s izvrsnim performansama zaštite, eliminirajući samogenerirane elektromagnetske smetnje koje mogu utjecati na rezultate ispitivanja. Cijeli sustav omogućuje kvantitativno mjerenje vodljivih i zračenih smetnji električnih i elektroničkih proizvoda u radnim uvjetima, podržavajući inspekciju EMC usklađenosti i lokalizaciju izvora smetnji.

Razlike među podmodelima uglavnom leže u frekvencijskom pokrivanju. EMI‑9KA pokriva 9 kHz‑30 MHz i prikladan je samo za ispitivanje vodljivih emisija; EMI‑9KB i EMI‑9KBS pokrivaju 9 kHz‑300 MHz kako bi podržali mjerenje vodljivih i niskofrekventnih zračenih smetnji; EMI‑9KC pokriva 9 kHz‑1000 MHz, u potpunosti pokrivajući cijeli raspon EMI ispitivanja za civilne proizvode. Standardna konfiguracija uključuje ispitni prijemnik, LISN umjetnu energetsku mrežu, izolacijski transformator i koaksijalne kabele. EMI‑9KC može se dodatno opremiti CDNE mrežom za spajanje i razdvajanje kako bi se proširilo ispitivanje smetnji u signalnoj liniji. Softver pruža dvojezični PC operativni program kompatibilan sa sustavima Windows 7 do Windows 11. Podržava ručno i automatsko skeniranje, mjerenje fiksne točke i mjerenje raspona. Inženjeri istraživanja i razvoja mogu brzo skenirati razine smetnji u cijelom frekvencijskom pojasu kako bi locirali točke prekomjerne frekvencije ili automatski izvoditi ispitivanja na razini certifikacije slijedeći standardne postupke i izvoziti zapise ispitivanja. Usporedba ključnih parametara prikazana je u donjoj tablici.

Uzimajući model EMI‑9KB kao primjer, njegov prijemnik u potpunosti zadovoljava zahtjeve karakteristika impulsa definirane za CISPR 16‑1‑1 EMI ispitni prijemnik. Mjerne širine su konfigurirane strogo prema segmentiranim standardnim zahtjevima s tri potpuna načina detekcije. Prikladan je za prethodna ispitivanja usklađenosti i preliminarna certifikacijska ispitivanja za većinu kućanskih aparata, rasvjetnih proizvoda i IT perifernih uređaja. Ako je potrebno potpuno ispitivanje zračene emisije od 30 MHz do 1000 MHz, preporučuje se model EMI‑9KC. Koristi dvostupanjski programabilni automatski predselektor frekvencije praćenja za suzbijanje smetnji slike i međufrekvencija, pružajući niži prag šuma i poboljšanu točnost mjerenja za ispitivanja certifikacijske razine u laboratorijima trećih strana. Kompletan sustav podržava opcionalnu opremu kao što su antena s tri petlje, apsorpcijske stezaljke, RF strujna sonda, zaštićena komora i programabilni mjerač izvora čistog sinusnog vala za proširenje mogućnosti ispitivanja za različite scenarije.

Tipične inženjerske primjene sustava serije EMI‑9K

U području opreme informacijske tehnologije, LISUN Sustav za ispitivanje vodljivih i zračenih smetnji serije EMI‑9K primjenjuje se za testiranje stolnih računala, pisača, punjača za mobilne telefone i priključnih stanica tipa C. Uz podršku prijemne jedinice sukladne s CISPR 16‑1‑1 EMI ispitnim prijemnikom, sustav bilježi vodljivu buku koju generiraju sklopni izvori napajanja i zračene smetnje iz bežičnih modula radi procjene u odnosu na granične vrijednosti navedene u GB/T 9254.1‑2021 i CISPR 32, pomažući poduzećima da identificiraju izvore smetnji poput šuma napajanja i dovrše preliminarne predtestove za 3C i CE certifikaciju. Za kućanske aparate i električne alate, uključujući klima uređaje, perilice rublja i električne bušilice, sustav mjeri impulsne smetnje uzrokovane iskrama četkica i pogonskim krugovima, locira izvore smetnji i vodi optimizaciju filtera, uzemljenja i rasporeda PCB-a. U industriji rasvjete, LED rasvjetna tijela i pogonski napajači testiraju se u skladu s GB 17743‑2022 i CISPR 15 kako bi se procijenilo ometaju li žarulje opremu pametnih kuća. Neovisni ispitni laboratoriji oslanjaju se na hardver koji zadovoljava specifikacije CISPR 16‑1‑1 EMI ispitnog prijemnika kako bi generirali vjerodostojna izvješća o ispitivanju za međunarodne certifikate kao što su CE i FCC, a istovremeno pružaju usluge dijagnostike prekoračenja EMI-ja i smjernice za modifikaciju proizvođačima.

Smjernice za odabir EMI testnih prijemnika

Prilikom odabira EMI ispitnog prijemnika, frekvencijski raspon ne smije biti jedini faktor koji treba uzeti u obzir. Korisnici moraju potvrditi da je instrument izričito deklariran kao usklađen sa specifikacijama CISPR 16‑1‑1 EMI ispitnog prijemnika te provjeriti tipove detektora, segmentirane IF propusne širine od -6 dB i indikatore odziva impulsa. Čak se i analizatori spektra s odgovarajućim frekvencijskim rasponom mogu koristiti samo za preliminarne provjere sukladnosti, a ne za formalne certifikacijske testove zbog neusklađenih vremenskih konstanti kvazi-vršnih vrijednosti i karakteristika impulsa. Potreban frekvencijski raspon odredit će se na temelju opreme koja se testira. Model od 9 kHz do 30 MHz dovoljan je samo za ispitivanje emisija provedenih elektroenergetskom mrežom. Za kombinirano mjerenje provedenih i zračenih smetnji potrebni su sustavi koji pokrivaju do 300 MHz ili čak 1000 MHz. Dodatna oprema, uključujući LISN, CDNE, antene i apsorpcijske stezaljke, također mora odgovarati odgovarajućim standardima proizvoda. Cijeli ispitni sustav treba periodično kalibrirati kako bi se jamčila dugoročna pouzdanost mjerenja. Softverske funkcije poput automatskog pomicanja, biblioteka standardnih granica i izvoza izvješća značajno će poboljšati učinkovitost laboratorijskog ispitivanja.

Zaključak

The CISPR 16‑1‑1 EMI ispitni prijemnik definira temeljni standard za instrumente za ispitivanje EMC emisija, a performanse prijemnika izravno određuju vjerodostojnost rezultata mjerenja elektromagnetske kompatibilnosti. LISUN Sustav za ispitivanje vodljivih i zračenih smetnji serije EMI‑9K izgrađen je oko prijemne jedinice koja je u skladu s CISPR 16‑1‑1 EMI ispitnim prijemnikom. Postiže potpuno kvantitativno mjerenje vodljivih i zračenih smetnji koje generiraju električni i elektronički proizvodi tijekom rada te pruža sveobuhvatnu tehničku podršku za procjenu EMC sukladnosti proizvoda i identifikaciju izvora smetnji. Poduzeća i ispitni instituti moraju odabrati odgovarajuće konfiguracije iz EMI‑9KA, EMI‑9KB i EMI‑9KC prema vrstama proizvoda, ispitnim frekvencijskim pojasevima i zahtjevima za certifikaciju. Naglasak treba biti na redovitoj kalibraciji pratećeg ispitnog pribora kako bi se osigurali točni i pouzdani podaci mjerenja EMI-ja i olakšala uspješna globalna certifikacija EMC sukladnosti za krajnje proizvode.