RF 伝導イミュニティ試験システムの説明

電磁両立性試験の XNUMX つは、継続的に実施される無線周波数 (RF) テストです。 免疫試験。 これは RF実施 イミュニティ試験システム。
多くの場合、家庭用、商業用、または工業用の設定に対する EN 規格のコンテキストでは、この特性は一般に伝導電磁感受性 (EMS) と呼ばれます。 自動車、航空宇宙、宇宙産業、鉄道、海洋産業などの一部の産業では、いくつかのタイプのイミュニティ テストが必要になる場合があります。 すべてのセクターは、独自の一連のイミュニティ テスト要件を使用しています。

説明
環境に放射される無線周波数 (RF) とは対照的に、伝導される無線周波数 (RF) は、リンクされたラインまたはケーブルを介した結合と曝露に焦点​​を当てています。 容量結合システムと誘導結合システムの両方が、関連するワイヤにノイズを伝達し、電子機器または電気機器に到達する可能性があります。
これらの伝導性ケーブル ラインを介して送信される干渉の量は、それらがさらされるフィールドに応じて強度が異なります。 電界または磁界が大きくなると、関連するケーブル上を移動する無線周波数 (RF) ノイズも大きくなります。

実施された RF イミュニティ試験
RF ノイズまたはインターフェイスを伝導するために、イミュニティ テストでは、さまざまな注入およびテスト手法を使用して、同じ環境ストレスを模倣しようとします。 次の図は、通常、IEC 61000-4-6 に従って実施され、カップリング デカップリング ネットワーク (CDN) と組み合わせて交換技術を使用するテストの背後にある考え方を説明しています。

試験システム
最大 1 GHz の速度で電力線とデータ線に沿って正確なイミュニティ テストを実施するには、 RF実施 イミュニティ試験システムを採用。 電力変動に対する DUT (被試験デバイス) の応答を評価できます。これにより、エンジニアは、デバイスが伝導エネルギーのディップまたはスパイクにさらされたときのデバイスの感受性を正確に分析できます。
伝導エネルギーの潜在的な減少とサージに対するデバイスの感受性を評価する場合、テスト規格 IEC 61000-4-16 はデバイスが満たさなければならないすべてのパラメータを概説しています。 テストを実施する場合、最も頻繁に使用される帯域幅は 10 kHz から 400 MHz までさまざまです。

特徴：
内部RFパワーアンプ
いくつかのアンプモジュールが利用可能です。 記載されている周波数範囲で、達成できる最大出力電力は 75 W です。これは、背面パネルからアンプ入力にアクセスできるためです。 RFCI61000-6、内部ジェネレータだけでなく、任意の外部ジェネレータでも利用できます。 出力25Wと75Wのアンプが標準装備されています。
RF パワーアンプは、関連する他の機器と連携して、テスト レベルと周波数の制約を確立します。
低電力レベルで作業する場合、多くの場合、アンプがテスト機器に含まれます。 ただし、より大きな電力レベルで作業する場合、アンプは通常外部にあります。
外部増幅器が使用されている場合、RF システムを介して実行される標準の順方向および逆方向の電力測定を実行するには、双方向カプラが必要です。 より高いレベルでテストを行う場合、パワーメータまたはアナライザを保護するために、適切な減衰を使用することが非常に必要です。

内部 RF 電圧計
統合された 40 チャネル RF 電圧計は、BNC 接続を介して (独立して使用するために) アクセス可能であり、-30 dBm から +XNUMX dBm の範囲のレベルの RF 信号を正確に測定します。 XNUMX つのチャネルはテスト レベルの監視に使用され、他の XNUMX つのチャネルは内蔵の方向性結合器を使用してそれぞれ順方向と逆方向の電力を測定します。

内部 RF 信号発生器
内部発生器が内部ミキシング コンポーネントを使用せずに出力信号を生成するため、低レベルの高調波とスプリアス周波数が保証されます。

振幅変調
低周波（LF）信号は、発生器によって生成される周波数を変調するために使用されます。 変調周波数は 1Hz から 100kHz まで、変調レベルは 0% から 100% までです。

ユーザー定義信号
アプリケーション ソフトウェアは、たとえば、外部信号 (EUT-fail や外部機器など) の接続と監視を可能にします。

セットアップ：
　  RF実施 免疫試験システム RFCI61000-6 パーソナルコンピュータで動作する試験装置です。 USBポートに対応した市販のパソコンであればご利用いただけます。 制御ソフトウェアも納品物に含まれており、特に開始周波数、停止周波数、ステップ幅、テスト電圧などのすべての装置調整を行うために使用されます。
ソフトウェアは、テスト用に事前設定されたパラメータに基づいて、RF 信号発生器、RF パワー アンプ、RF 電圧計の XNUMX つの機能ユニットをそれぞれ自動的に構成します。
一方、各コンポーネントは、独立した測定および試験装置とみなして、そのまま使用することもできます。 これは、次のことを意味します。 RFCI61000-6 テスト システムとして、さらに XNUMX つの「シングル ユニット」を自由に使用できます。各ユニットには、BNC ケーブルを介して RFCI に接続できる個別の入力と出力があります。
から RFCI61000-6 コンピュータ支援制御システムを搭載しているため、規格の改訂などで将来的に調整が必要になった場合でも、機器のハードウェアを変更することなく手間なく行うことができます。

伝導 RF イミュニティ用のその他のタイプの機器
テスト対象のケーブルへの容量性接続は、最も単純で簡単な結合手法です。 障害の信号は、結合ネットワークを使用して、ケーブル内の各導体に分割されます。 これは、中断がすべてのコンダクタで一緒に標準モードで表示されるようにするために行われます。
EUT に適用されている信号が他のデバイスに影響を与えたり、主電源に供給されたりするのを防ぐには、デカップリング ネットワークとカップリング ネットワークが必要です。
EUT ポートでのコモンモード RF インピーダンスは、150 オームの直列抵抗がアンプの出力インピーダンス (100 オーム) と組み合わされると、50 オームと決定されます。 ほとんどの場合、カップリング ネットワークとデカップリング ネットワークは XNUMX つのボックスに統合され、カップリング/デカップリング ネットワーク (CDN) と呼ばれるものが作成されます。
他の結合技術と比較して、必要な電力はかなり控えめです。 通常、7V のテスト レベルを提供するには 10W で十分です。 パワーアンプの変動する出力 VSWR が結果に影響を与えないようにするために、最小ゲイン 6 dB の減衰器をアンプとネットワークの間に配置します。 150 kHz ～ 80 MHz 以上の周波数範囲をテストできます。
CDN は、シールド ケーブル、主電源リード、非シールド ペア、非平衡ペアなど、さまざまな用途に使用できます。 ただし、ある種の非シールド ケーブル、特に広帯域の平衡型データ ペアには問題があります。 この問題は、通信ポートでのエミッションのテストの問題に匹敵します。 ネットワーク (その文脈ではインピーダンス安定化ネットワーク) は、目的の信号の送信に干渉してはなりません。

EMクランプ
EM クランプは、RF インジェクションに使用できる CDN の便利な代替手段です。 このデバイスは、XNUMX つの異なるグレードのスプリット フェライト リングを含むチューブで構成されています。 チェックしなければならないケーブルにクランプすることができ、煩わしい手順を必要としないため、どのケーブルにも使用できます。
CISPR 吸収クランプとは対照的に、150 kHz という低い周波数で使用できます。CISPR 吸収クランプは、外観は似ていますが、誘導性または容量性接続を許可しません。
信号は、クランプの長さを一方の端からもう一方の端まで実行し、クランプの各端子でインピーダンスで終端されるシングル ターン ループによってもたらされます。 これにより、ケーブルに容量結合を提供する電圧​​と、ケーブルに誘導結合を提供する電流が生成されます。
段階的フェライトと容量性/誘導性結合の組み合わせにより、クランプは特に 10 MHz 以上で大きな方向性を持ちます。 その結果、かなり低い信号がケーブルの AE 端に適用され、EUT から見た典型的なモード インピーダンスは、テスト信号のスペクトルの大部分にわたって 150 オームに非常に近くなります。
CDN と同様に、EM クランプをグランド プレーンに正しく接続することで、一貫したインピーダンスを実現できます。 ただし、テスト セットアップの AE 側のケーブル構成によってもたらされる逸脱と、AE 自体によってもたらされる逸脱は最小限に抑えられます。
正常な出力 VSWR を維持するには、ジェネレータ (パワーアンプ) の出力を 6 dB 減衰させる必要があります。 この追加の減衰にもかかわらず、クランプの結合損失は十分に低いため、同等のレベルを達成するために CDN より多くの電力を必要としません。
LISUN あらゆる種類の試験に最適なイミュニティ試験システムを備えています。

現在のプローブ
EM クランプと CDN に加えて、電流注入プローブを使用する可能性もあります。 他の XNUMX つのオプションほど効果的ではありませんが、はるかに簡単です。 電流プローブは、任意のケーブルに取り付けることができる単純なクリップ式変流器です。 任意の導体を介して電流を測定できます。
絶縁されているため、誘導結合のみを利用し、テスト信号の容量結合はまったく含まれていません。 これは、軍事および自動車のテスト (「バルク電流注入」、BCI テスト) で長年にわたって頻繁に使用されており、多くのテスト ラボが熟知しているため、IEC/EN 61000-4-6 に含まれています。 ただし、これにより、注入量の確立に特定の異常が発生しました。
XNUMX つの主な欠点は、電流プローブがワイヤの周辺機器側から絶縁されていないことと、ケーブルのコモン モード インピーダンスを制御できないことです。 低い周波数では、ケーブルの共振によって、ケーブルを流れる電流の量が決まります。一方、高い周波数では、EUT によって生成される典型的なモード インピーダンスと AE の比率によって、流れる電流の量が決まります。
AE とケーブルのインピーダンスにより、EUT に供給される実際のストレス電流は非常に変化し、再現するのは困難です。 必要でない限り、現在のプローブの使用はお勧めできません。 CDN と EM クランプは物理的な制約により使用が制限されているため、AE とケーブルの配置が既知で固定されているシステム レベルでの注入は理想的な使用例です。
さらに、電流プローブは、結合損失が増加するため、他のどのアプローチよりも特定のストレスに対してより多くの電力を必要とします。

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