Spiegare gli usi della rete di stabilizzazione dell'impedenza di linea

Al fine di condurre prove realistiche di emissione e suscettibilità per le radiofrequenze, a rete di stabilizzazione dell'impedenza di linea LISN-B è richiesto da alcuni standard di test di compatibilità elettromagnetica (EMC) e di interferenza elettromagnetica (EMI). LISN è anche noto come reti artificiali (AN) o reti elettriche artificiali.

Cosa viene condotto il test delle emissioni?
Un'apparecchiatura o un sistema a radiofrequenza (RF) può essere ispezionato alla ricerca di difetti mediante test delle emissioni. Questo tipo di test è utile per garantire la sicurezza di vari tipi di infrastrutture elettriche, comprese l'elettronica e le linee elettriche. Se gli operatori non eseguono test sulle emissioni, potrebbero verificarsi interferenze EMI e altri problemi di rete. I LISN acquisiscono dati durante i test sulle emissioni eseguiti che è vitale per i tecnici che si occupano dei veicoli.
Allo scopo di misurare le emissioni condotte, i LISN con un'uscita RF vengono inseriti nelle linee di alimentazione del dispositivo soggetto al test. Le reti di stabilizzazione dell'impedenza di linea sono spesso utilizzate nelle configurazioni di test per fornire un'impedenza di sorgente specificata (alimentazione) inserendole nelle linee di alimentazione EUT.

Che cos'è un LISN?
Quando rete di stabilizzazione dell'impedenza di linea viene utilizzato per eliminare le interferenze RF, mantiene l'integrità delle misurazioni EMC e impedisce che il rumore venga rimandato al cablaggio dell'azienda elettrica. Le reti commutate a impedenza liquida (LISN) utilizzano l'impedenza e consentono agli utenti di conformarsi a diversi standard di test di compatibilità elettromagnetica (EMC).
Questi standard includono MIL-STD, IEC/EN, FCC, CISPR, ISO e RTCA DO-160. I LISN si collegano a un alimentatore e all'EUT per eseguire l'analisi. Il test può essere condotto rapidamente e facilmente in quel momento utilizzando l'impedenza RF.

Diversi tipi di LISN
Oltre a Low Pass Filter e Crosstalk Cancelling Device (CCD), altre opzioni LISN includono Inline LISN e Long Inline LISN. È il mezzo con cui vengono catturati l'impulso e la sovratensione del fulmine che rende diverse queste varianti.
Come un filtro della linea elettrica, questi gadget lasciano passare solo le basse frequenze mentre bloccano quelle più alte. Inoltre, ricorda che nessun LISN-B può impedire il verificarsi di percorsi di corrente di terra a seguito di fulmini diretti o indiretti ravvicinati.

LISN in linea
"Inline Listening and Speaking Network" abbrevia "Inline LISN". Qui si intende un metodo in cui due persone possono impegnarsi in una conversazione bidirezionale allo stesso tempo. La conversazione telefonica, in cui due o più persone possono conversare contemporaneamente, è un esempio frequente di LISN in linea.
Come altro esempio, si consideri una videoconferenza in cui molte persone possono vedersi e ascoltarsi contemporaneamente. Nonostante sia presente dall'inizio degli anni '1990, LISN in linea non ha visto un'adozione diffusa a causa del suo prezzo elevato e del complicato processo di installazione. Ma questa nuova tecnologia potrebbe essere un punto di svolta poiché è poco costosa e facile da implementare per le aziende senza una profonda revisione delle loro reti.

LISN lungo in linea
Lo scopo di un'affermazione come "una lunga rete di stabilizzazione dell'impedenza di linea in linea" è quello di indurre il lettore a contemplare l'argomento. Sono esausto è una di queste espressioni. Il lettore avrà un'idea di come ti senti da questa frase, ma non imparerà altro su di te.
Questo metodo ha una vasta gamma di applicazioni, tra cui catturare l'attenzione del lettore e stuzzicare la sua curiosità all'inizio di un articolo o di un racconto. Poiché è fondamentale che gli altri conoscano i tuoi sentimenti quando non hai nient'altro da dire, potrebbe anche essere pronunciato ad alta voce quando sei a corto di parole.

Come funziona?
Utilizzando questa semplice configurazione, è possibile misurare le emissioni condotte dall'EUT. Tuttavia, l'impedenza della sorgente avrà un impatto sull'ampiezza delle emissioni condotte. Poiché funziona come un partitore di tensione nel sistema nel suo insieme, l'impedenza della sorgente ha un impatto importante sull'ampiezza osservata delle emissioni condotte. L'esclusione dal calcolo dell'impedenza della fonte di alimentazione garantisce risultati coerenti per la stessa EUT tra i laboratori.
A rete di stabilizzazione dell'impedenza di linea può essere collegato a qualsiasi fonte di elettricità e fornirà la stessa tensione e corrente ai terminali EUT della fonte di elettricità. Al contrario, l'impedenza della sorgente del LISN è definita dalle normative EMC, consentendo misurazioni coerenti delle emissioni condotte in qualsiasi laboratorio.

Come viene implementato?
Il LISN ha un'impedenza molto vicina a 50 Ohm per la stragrande maggioranza della gamma di frequenze delineata. Quando la frequenza scende al di sotto di 5 MHz, l'impedenza si avvicina a 0 Ohm ed è effettivamente zero a CC.
L'impedenza dell'induttore 5 H diventa abbastanza grande a frequenze superiori a 5 MHz. La resistenza dal carico di 50 Ohm è il fattore principale nell'impedenza LISN alla porta EUT. L'impedenza di 50 Ohm è l'impedenza di ingresso dell'analizzatore di spettro collegato o del ricevitore di misura quando il LISN viene utilizzato per la misura del rumore condotto. Questo spiega anche perché l'uscita RF di un LISN deve essere terminata con un carico di 50 Ohm quando viene utilizzata in un ambiente non misurato.
Si può vedere dalla curva di impedenza specifica che l'impedenza LISN totale si riduce al di sotto di 5 MHz quando l'impedenza dell'induttore più il condensatore 1F inizia a caricare il resistore da 50 Ohm.
Indipendentemente dal fatto che i terminali sorgente siano aperti, in corto o dall'impedenza a cui sono collegati, l'impedenza LISN-B deve essere conforme allo standard. All'interno dell'intervallo di frequenza dichiarato, l'impedenza del LISN non è influenzata dall'impedenza dell'alimentatore associato.

Principali funzioni di un LISN
Impedenza di linea stabile
Lo scopo principale di un LISN è fornire un'impedenza nota all'ingresso di alimentazione dell'EUT, consentendo misurazioni affidabili del rumore dell'EUT alla porta di misurazione del LISN. È fondamentale saperlo perché l'impedenza dell'alimentatore e l'EUT insieme fungono da partitore di tensione. Se guardi il cavo di alimentazione dietro di esso, puoi vedere che l'impedenza cambia a seconda della forma del cablaggio di alimentazione.
Un altro fattore per determinare il LISN appropriato per il test è l'induttanza prevista della linea elettrica nel sito in cui verrà installato l'EUT. Negli standard di misurazione automobilistici, ad esempio, un induttore da 5 H viene utilizzato per simulare una lunghezza di filo normale più corta, mentre un induttore da 50 H viene utilizzato più spesso per effettuare una connessione in un edificio.

Isolamento del rumore della sorgente di alimentazione
A rete di stabilizzazione dell'impedenza di linea protegge anche il sistema dal rumore della fonte di alimentazione ad alta frequenza, che è fondamentale. Come filtro passa-basso, un LISN-B impedisce alle interferenze RF ad alta frequenza di entrare nell'EUT consentendo il passaggio dell'alimentazione a bassa frequenza.

Collegamento sicuro dell'apparecchiatura di misurazione
Per raccogliere dati per un test EMC, viene spesso impiegato un analizzatore di spettro o un ricevitore EMI. Il sovraccarico della porta di ingresso di un tale dispositivo potrebbe causare danni irreparabili. L'impedenza di uscita della porta di misurazione su un LISN è tipicamente 50. A causa dell'impedenza stabile della porta di misurazione LISN, della funzione di filtro passa-basso incorporata e delle capacità di reiezione CC, l'accoppiamento del segnale di rumore ad alta frequenza all'ingresso del dispositivo di misurazione l'attrezzatura è semplice.

Applicazioni LISN
Quando si impostano una serie di test, i LISN vengono utilizzati non solo per rilevare le emissioni condotte, ma anche per mantenere stabile l'impedenza della linea di alimentazione. Questi sono solo alcuni esempi tra molti altri.

Misure di emissioni condotte, metodo della tensione
I test di pre-conformità EMC spesso comportano misurazioni LISN delle emissioni condotte dalle linee elettriche.
L'apparecchiatura che funziona a corrente continua (CC) viene misurata in corrispondenza delle linee di alimentazione CC, mentre quella che funziona a corrente alternata (CA) viene misurata in corrispondenza delle linee di alimentazione CA. Per i dispositivi che necessitano di una fonte di alimentazione esterna, come laptop, stampanti 3D e telefoni cellulari con caricabatterie, tra gli altri, lo standard impone il test esclusivamente sul lato della rete CA, saltando il cavo di alimentazione in mezzo. Lo stesso non sarà vero per qualsiasi comportamento dirompente su queste linee. L'interferenza di altre linee di alimentazione indurrà l'interferenza del cavo stesso, che potrebbe comportare il fallimento del test del rumore irradiato del prodotto.
Si consiglia pertanto di verificare le emissioni condotte sul cavo di collegamento inserendo una coppia di 5H LISN tra la sorgente di alimentazione e il dispositivo collegato. Eseguire una misurazione iniziale con i terminali EUT collegati al terminale di alimentazione, quindi commutare il LISN-B per esaminare le emissioni sui terminali di ingresso dell'alimentazione del relativo dispositivo, poiché sia ​​l'alimentatore che il dispositivo possono generare emissioni condotte. Per evitare una brutta sorpresa alla casa di prova, assicurati che le emissioni siano ben al di sotto dei limiti fissati per il lato alimentato da rete, che qui non sono applicabili.

Misure di emissioni condotte, metodo della corrente
Introducendo LISN nelle linee di alimentazione, si ottiene un certo livello di impedenza. Non è possibile rilevare il rumore condotto sulle uscite RF del LISN a causa della loro terminazione a 50 Ohm.

Fatti interessanti su LISN
Sebbene un LISN non sia sempre necessario, è fortemente consigliato ogni volta che un'apparecchiatura elettronica con un'elevata emissione di radiazioni a radiofrequenza viene utilizzata vicino a persone. Le onde stazionarie sulla linea di trasmissione sono causate dalla vicinanza di molte apparecchiature di misurazione con impedenze molto variabili. L'interferenza di un'onda stazionaria può rallentare la trasmissione dei dati.

Precauzioni di sicurezza durante l'utilizzo
Quando si collega un AMN/LISN a una presa a muro standard, sono necessarie due ulteriori misure di sicurezza. Il primo è relativo alla protezione degli operatori dell'unità, in quanto vi è una capacità di circa 12 F tra i terminali attivi e di terra. Ciò consente a una corrente di circa 0.9 A di fluire nel filo di terra dell'alimentazione quando viene applicata una tensione di 240 V 50 Hz. Se questa corrente dovesse passare attraverso un corpo umano, potrebbe facilmente essere fatale. Sfortunatamente, la corrente di terra è ancora troppo alta per la sicurezza, anche con la versione 1.1F dal vivo a terra.
Se l'AMN/LISN non è collegato correttamente alla terra di alimentazione ed è scollegato, la custodia (e qualsiasi connessione RF collegata, ad esempio) entrerà in tensione. PER IL CASO AMN/LISN SONO NECESSARI COLLEGAMENTI SOLIDI ALLA TERRA DI FORNITURA E ALLA PIATTAFORMA DI TERRA. L'apparecchiatura dovrebbe idealmente essere installata in modo permanente nella struttura di prova. L'installazione di AMN/LISN portatili per il lavoro in loco richiede particolare cautela.
A causa di questa corrente di terra, gli AMN/LISN non possono essere utilizzati su circuiti di rete che dispongono di interruttori differenziali o di dispersione a terra installati per motivi di sicurezza. Per facilitare ciò e ai fini di una sicurezza ottimale, è necessario installare un trasformatore di isolamento nell'alimentazione di rete del LISN. Ciò non avrà alcun impatto sulle prestazioni della rete ma potrebbe limitare la quantità di energia che può essere inviata all'EUT.
La seconda misura è per la protezione delle apparecchiature di misurazione. Una ricca sorgente di transitori che a volte può avvicinarsi a 1kV proviene dalla rete di alimentazione. Sebbene l'hardware LISN-B possa mitigare alcuni di questi picchi, non può eliminarli completamente.
Tuttavia, transitori sostanziali possono essere generati dalle operazioni di commutazione dell'alimentazione all'interno dell'EUT stesso, poiché la corrente viene interrotta tramite le bobine LISN e quindi fornita direttamente allo strumento di misura senza alcuna attenuazione.
Ecco perché, se utilizzerai un analizzatore di spettro, devi assicurarti che ci sia un limitatore transitorio incluso nella catena AMN/uscita LISN (due delle cinque unità commerciali studiate includevano un limitatore commutabile nel percorso del segnale di uscita) . Il segnale verrà ridotto di 10 dB e l'incertezza di misura aumenterà di una piccola quantità, ma questi effetti sono generalmente tollerabili e molto meno costosi delle riparazioni. Tieni presente che alcuni limitatori utilizzano anche un filtro passa-basso per ridurre le frequenze udibili.
Poiché l'estremità anteriore di un ricevitore di misurazione è a banda stretta ed è quindi schermata, l'installazione di un limitatore può essere facoltativa.

Scegliere il giusto LISN
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