Spiegare il sistema di test di immunità condotto RF

Uno dei test di compatibilità elettromagnetica è una radiofrequenza (RF) eseguita continuamente test di immunità. Questo viene fatto da RF condotta sistema di test di immunità.
Nel contesto degli standard EN per ambienti che sono spesso domestici, commerciali o industriali, questa proprietà è comunemente indicata come suscettività elettromagnetica condotta (EMS). In alcuni settori, come l'industria automobilistica, aerospaziale e spaziale, nonché l'industria ferroviaria e marittima, possono essere necessari diversi tipi di test di immunità. Ogni settore utilizza la propria serie di requisiti per i test di immunità.

Descrizione
Contrariamente alla radiofrequenza (RF) che viene irradiata nell'ambiente, la radiofrequenza (RF) condotta si concentra sull'accoppiamento e l'esposizione tramite linee o cavi collegati. Entrambi i sistemi di accoppiamento capacitivo e induttivo possono fornire trasmissioni di rumore sui fili correlati, che possono raggiungere apparecchiature elettroniche o elettriche.
Le quantità di interferenza inviate su queste linee di cablaggio condotte avranno vari gradi di intensità a seconda del campo a cui sono sottoposte. Quando c'è un campo elettrico o magnetico più grande, ci sarà anche un grado maggiore di rumore in radiofrequenza (RF) che si sposterà sul relativo cablaggio.

Test di immunità RF condotto
Per condurre il rumore o l'interfaccia RF, i test di immunità cercano di imitare lo stesso stress ambientale utilizzando varie tecniche di iniezione e test. Il grafico seguente spiega le idee alla base del test che viene tipicamente eseguito in conformità con IEC 61000-4-6 e utilizza la tecnica di sostituzione in combinazione con una rete di accoppiamento e disaccoppiamento (CDN).

Sistema di test
Per condurre un accurato test di immunità lungo linee di alimentazione e dati a velocità fino a 1 GHz, RF condotta viene utilizzato il sistema di test di immunità. Possono valutare la risposta del DUT (il dispositivo sotto test) alle fluttuazioni di potenza, che consente agli ingegneri di analizzare con precisione la suscettibilità del dispositivo quando è soggetto a un calo o un picco di energia condotta.
Quando si valuta la suscettibilità di un dispositivo a potenziali diminuzioni e picchi di energia condotta, lo standard di prova IEC 61000-4-16 delinea tutti i parametri che deve soddisfare. Quando si eseguono test, le larghezze di banda più frequenti variano da 10 kHz fino a 400 MHz.

Caratteristiche:
Amplificatore di potenza RF interno
Sono disponibili diversi moduli amplificatori. Sulla gamma di frequenza indicata, la potenza di uscita massima che può raggiungere è di 75 W. Poiché può accedere all'ingresso dell'amplificatore tramite il pannello posteriore del RFCI61000-6, può essere utilizzato non solo con il generatore interno ma anche con qualsiasi generatore esterno. Gli amplificatori con potenza di uscita di 25 W e 75 W sono di serie.
L'amplificatore di potenza RF stabilisce il livello di test e i vincoli di frequenza in combinazione con le altre apparecchiature ad esso correlate.
Quando si lavora con livelli di potenza inferiori, gli amplificatori sono spesso inclusi nell'apparecchiatura di prova. Tuttavia, quando si lavora con livelli di potenza maggiori, gli amplificatori sono tipicamente esterni.
Quando si utilizza un amplificatore esterno, è necessario un accoppiatore bidirezionale per eseguire le misurazioni di potenza diretta e inversa standard effettuate attraverso il sistema RF. Quando si eseguono test a livelli più elevati, è molto necessario utilizzare un'attenuazione adeguata per aiutare a proteggere i misuratori di potenza o l'analizzatore.

Voltmetro RF interno
Il voltmetro RF a tre canali integrato, che può essere accessibile (per uso indipendente) tramite una connessione BNC, è responsabile delle misurazioni accurate dei segnali RF con livelli che vanno da -40 dBm a +30 dBm. Un canale viene utilizzato per monitorare il livello di test, mentre gli altri due utilizzano l'accoppiatore direzionale integrato per misurare rispettivamente la potenza diretta e inversa.

Generatore di segnali RF interno
Bassi livelli di armoniche e frequenze spurie sono garantiti dal fatto che il generatore interno crea il segnale in uscita senza l'utilizzo di componenti interni di missaggio.

Modulazione di ampiezza
Il segnale a bassa frequenza (LF) può essere utilizzato per modulare le frequenze prodotte dal generatore. La frequenza di modulazione può essere compresa tra 1 Hz e 100 kHz e il livello di modulazione può essere compreso tra 0% e 100%.

Segnali definiti dall'utente
Il software applicativo consente, ad esempio, di collegare e monitorare segnali esterni (come EUT-fail o strumenti esterni).

Setup:
I  RF condotta sistema di test di immunità RFCI61000-6 è un'apparecchiatura di prova gestita da un personal computer. Qualsiasi PC disponibile in commercio compatibile con la porta USB può utilizzarlo. Il software di controllo, anch'esso compreso nella fornitura, viene utilizzato per effettuare tutte le regolazioni dell'apparecchio, come la frequenza di avvio, la frequenza di arresto, l'ampiezza del passo e la tensione di prova, tra le altre cose.
Il software configurerà automaticamente ciascuna delle tre unità funzionali, il generatore di segnale RF, l'amplificatore di potenza RF e il voltmetro RF, in base ai parametri preimpostati per il test.
D'altro canto, ciascun componente può essere considerato un pezzo autonomo di un apparecchio di misurazione e prova e utilizzato come tale. Ciò implica che quando si utilizza il file RFCI61000-6 come sistema di test, hai a disposizione altre tre "unità singole", ognuna delle quali ha i suoi ingressi e uscite distinti che possono essere collegati all'RFCI tramite cavi BNC.
Perché il RFCI61000-6 è dotato di un sistema di controllo assistito da computer, eventuali adeguamenti che potrebbero rendersi necessari in futuro, ad esempio, a causa della revisione delle norme, possono essere eseguiti senza problemi e senza la necessità di modificare l'hardware dell'attrezzatura.

Altri tipi di apparecchiature per l'immunità RF condotta
Una connessione capacitiva al cavo in prova è la tecnica di accoppiamento meno complicata e più semplice. Il segnale del disturbo è diviso, utilizzando una rete di accoppiamento, a ciascuno dei conduttori nel cavo. Questo viene fatto in modo che l'interruzione appaia in modalità standard su tutti i conduttori insieme.
Per evitare che i segnali applicati all'EUT abbiano impatto su altri dispositivi o vengano immessi nell'alimentazione di rete, è necessario disporre di una rete di disaccoppiamento e di una rete di accoppiamento.
L'impedenza RF di modo comune sulla porta EUT è determinata a 150 ohm quando una resistenza in serie di 100 ohm viene combinata con l'impedenza di uscita dell'amplificatore, che è 50 ohm. Nella maggior parte dei casi, le reti di accoppiamento e disaccoppiamento vengono unite in un'unica scatola per creare quella che viene definita rete di accoppiamento/disaccoppiamento (CDN).
Rispetto ad altre tecniche di accoppiamento, le esigenze di potenza sono piuttosto modeste; generalmente, 7W sono sufficienti per fornire un livello di test di 10V. Per evitare che il VSWR di uscita fluttuante dell'amplificatore di potenza abbia un impatto sui risultati, tra l'amplificatore e la rete è posizionato un attenuatore con un guadagno minimo di 6 dB. Per il test è disponibile un intervallo di frequenza da 150 kHz a 80 MHz o superiore.
I CDN sono disponibili per un'ampia varietà di applicazioni, inclusi cavi schermati, cavi di alimentazione di rete, coppie non schermate e coppie non bilanciate; tuttavia, esistono problemi per alcuni tipi di cavi non schermati, in particolare le coppie di dati bilanciate a banda larga. Il problema è paragonabile a quello dei test sulle emissioni nei porti delle telecomunicazioni. La rete (una rete di stabilizzazione dell'impedenza in quel contesto) non deve interferire con la trasmissione del segnale desiderato.

Il morsetto EM
Il morsetto EM è un'utile alternativa al CDN che può essere utilizzato per l'iniezione RF. Questo dispositivo è costituito da un tubo che contiene anelli di ferrite spaccati di due gradi differenti. Potrebbe bloccarlo sul cavo che deve controllare e, poiché non necessita di procedure invasive, può essere utilizzato su qualsiasi cavo.
Può essere utilizzato a frequenze fino a 150 kHz, a differenza del morsetto assorbente CISPR, che ha un aspetto simile ma non consente la connessione induttiva o capacitiva.
Il segnale viene introdotto da un anello a giro singolo che percorre la lunghezza del morsetto da un'estremità all'altra ed è terminato in impedenza su ciascuno dei terminali del morsetto. Questo crea una tensione, che fornisce al cavo un accoppiamento capacitivo, e una corrente, che fornisce al cavo un accoppiamento induttivo.
A causa della combinazione di ferrite graduata e accoppiamento capacitivo/induttivo, il morsetto possiede una direttività significativa, in particolare sopra i 10 MHz. Di conseguenza, viene applicato un segnale significativamente più basso all'estremità AE del cavo e l'impedenza di modo tipica vista dall'EUT è abbastanza vicina a 150 ohm su un'ampia porzione dello spettro del segnale di prova.
Può ottenere un'impedenza costante collegando correttamente il morsetto EM al piano di massa, come con il CDN. Tuttavia, le deviazioni causate dalla configurazione del cavo sul lato AE della configurazione del test e quelle causate dall'AE stesso sono ridotte al minimo.
Per mantenere un buon VSWR in uscita, l'uscita del generatore (amplificatore di potenza) dovrebbe essere attenuata di un fattore di 6 dB. Nonostante questa attenuazione aggiuntiva, la perdita di accoppiamento del morsetto è sufficientemente bassa da non richiedere molta più potenza di un CDN per raggiungere livelli equivalenti.
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La sonda attuale
Oltre al morsetto EM e al CDN, esiste anche la possibilità di utilizzare la sonda di iniezione di corrente. Non ha lo stesso successo delle altre due opzioni, ma è molto più semplice. La sonda di corrente è semplicemente un trasformatore di corrente a clip che può essere collegato a qualsiasi cavo. Può misurare la corrente attraverso qualsiasi conduttore.
Poiché è isolato, utilizza esclusivamente l'accoppiamento induttivo e non include in alcun modo l'accoppiamento capacitivo del segnale di prova. È stato spesso utilizzato nei test militari e automobilistici (la "iniezione di corrente di massa", test BCI) per molti anni ed è stato incluso nella norma IEC/EN 61000-4-6 poiché molti laboratori di prova lo conoscono. Tuttavia, ciò ha comportato anomalie specifiche nello stabilire la quantità iniettata.
I due principali inconvenienti sono la mancanza di isolamento della sonda di corrente dall'estremità del filo del dispositivo periferico e la mancanza di controllo sull'impedenza di modo comune del cavo. A frequenze più basse, le risonanze del cavo determineranno quanta corrente può fluire attraverso di esso, mentre a frequenze più alte, il rapporto tra le tipiche impedenze di modo prodotte dall'EUT e l'AE determinerà quanta corrente può fluire.
A causa dell'AE e delle impedenze dei cavi, la corrente di sollecitazione effettiva fornita all'EUT è molto varia e difficile da riprodurre. L'uso della presente sonda è sconsigliato a meno che non sia necessario. L'iniezione a livello di sistema, dove l'AE e la disposizione dei cavi sono noti e fissi, è un caso d'uso ideale poiché i CDN e il morsetto EM hanno un uso limitato a causa di vincoli fisici.
Inoltre, la sonda di corrente ha un bisogno di potenza maggiore per una data sollecitazione rispetto a qualsiasi altro approccio a causa della maggiore perdita di accoppiamento.

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