La strumentazione da sola non fornisce una valutazione accurata Misurazione EMI EMCÈ la somma totale di una configurazione ben regolata, in cui l'ambiente elettromagnetico interagisce con la configurazione del test e la disciplina dell'operatore. Piccole differenze nel percorso dei cavi di messa a terra o nel posizionamento delle apparecchiature possono alterare i risultati di diversi decibel, che di solito è la differenza che separa un risultato positivo da uno negativo. I prodotti elettronici sono sempre più veloci, più piccoli e più integrati, e questo significa che il margine di errore nelle misurazioni EMC è ridotto.
Esistono anche diversi tipi di test eseguiti nei laboratori moderni nello stesso settore, come i test di immunità alle emissioni condotte e alle emissioni radiate e i test ESD. Entrambi i campi presentano particolari tipi di fattori di stress e fonti di rumore di fondo che inquinano qualsiasi altra misurazione senza un'attenta gestione dell'intero sistema. Il primo passo per migliorare l'accuratezza e la ripetibilità è comprendere chiaramente la fonte dell'incertezza di misura.

Controllo del piano di riferimento e di messa a terra

La base per una misurazione stabile delle interferenze elettromagnetiche e della compatibilità elettromagnetica (EMI/EMC) è la messa a terra. Un riferimento di terra definito in modo impreciso presenta percorsi di corrente incontrollati che sono direttamente correlati ai livelli di rumore misurati. Tutti gli elementi di prova significativi, come le apparecchiature sottoposte a prova, i ricevitori di misura, le unità LISN, i limitatori di transitori e altre apparecchiature di prova ausiliarie, devono avere un piano di riferimento comune.
Il piano di massa di riferimento Il piano di massa di riferimento è una superficie conduttiva continua collegata alla terra di protezione in un punto definito. Ciò riduce le correnti di terra che alterano le misurazioni. I collegamenti di massa devono essere grandi e a bassa induttanza, con piattine di rame e non fili sottili. I punti di contatto devono essere puliti e fissati meccanicamente poiché l'ossidazione o elementi allentati aumentano l'impedenza ad alta frequenza.
Nei test ESD, la messa a terra è ancora più importante poiché le correnti di scarica troveranno il percorso a bassa impedenza verso terra. In caso di piano di massa non agevole, l'ESD può introdurre rumore nei dispositivi di misurazione EMI circostanti, causando deriva o danni a breve termine. L'isolamento delle condizioni di test ESD o l'esecuzione di una rigorosa sequenza nelle misurazioni ESD ed EMI può contribuire a mantenere l'accuratezza.

Gestione dei cavi e disciplina del layout

Uno degli aspetti più trascurati nell'accuratezza della compatibilità elettromagnetica (EMI) è il percorso dei cavi. Ogni cavo è un'antenna e un percorso di coppia. I cavi non gestiti correttamente aggiungono casualità che nascondono il vero comportamento del prodotto. Per misurare le interferenze elettromagnetiche (EMI) i cavi EMC possono essere il più corti possibile e devono essere posizionati il ​​più vicino possibile a un piano di massa di riferimento e disposti ordinatamente tra una prova e l'altra.
I cavi di alimentazione e le linee di controllo devono essere separati per ridurre l'accoppiamento incrociato. In caso di inevitabile incrocio, questo deve essere eseguito ad angolo retto. I cavi a spirale non devono mai essere allentati, poiché inducono loop induttivi. Questi devono essere piegati in piccole forme e distesi sul piano di massa quando necessario.
Anche l'integrità dei connettori è importante. I connettori usurati, ossidati o entrambi aumentano la resistenza di contatto e consentono la dispersione di energia ad alta frequenza. Per mantenere la precisione delle misurazioni, è importante ispezionare e sostituire regolarmente i cavi importanti. È un argomento di particolare interesse in questo settore quando lo stesso laboratorio viene utilizzato per misurare EMI EMC e ESD, poiché il degrado dei connettori accelera a causa dei fenomeni ESD.

Posizionamento delle attrezzature e controllo ambientale

La disposizione fisica dell'apparecchiatura ha una forte influenza sulla stabilità delle misurazioni. I computer che alimentano e i dispositivi di controllo dei ricevitori di misura emettono una quantità specifica di rumore elettromagnetico. Quando tali dispositivi vengono posizionati troppo vicino all'apparecchiatura di prova, aumentano la captazione del rumore e il rumore di fondo effettivo.
Ove possibile, il ricevitore sensibile dovrebbe essere schermato e lontano da apparecchiature ad alta corrente. I rack metallici fissati al piano di massa vengono utilizzati come schermature parziali e riducono l'accoppiamento. I sistemi di illuminazione, in particolare quelli che utilizzano reattori elettronici o driver LED, possono ricercare il rumore in questo ambiente, che è il migliore da considerare durante il test.
Anche il clima politico, come temperatura e umidità, influisce sulla precisione. La deriva della temperatura influenza la stabilità del ricevitore e l'impedenza del cavo, mentre l'umidità influenza la conduttività superficiale e il comportamento delle cariche elettrostatiche. Condizioni ambientali costanti riducono la variazione, soprattutto quando le misurazioni vengono eseguite per lunghi periodi o giorni.

Routine di calibrazione e verifica degli strumenti

La calibrazione è importante per garantire che gli strumenti riportino i valori corretti e per verificare che l'intera catena di misure si comporti come previsto nell'ambiente di prova effettivo. La calibrazione delle antenne e delle sonde delle unità LISN del ricevitore deve essere eseguita regolarmente, ma deve essere accompagnata da controlli periodici dei sistemi.
Le scansioni del rumore di fondo sono un'analisi di laboratorio. Queste scansioni devono essere confrontate con la stessa apparecchiatura, con il dispositivo in prova scollegato, e scansionate dopo un certo tempo. Un rumore di fondo elevato può essere un buon segno che il cavo di messa a terra potrebbe essere danneggiato o che una nuova sorgente di rumore è stata aggiunta al laboratorio.
Un'altra valida tecnica di verifica è l'iniezione di un segnale di riferimento. L'introduzione di un segnale noto nella catena di misura può garantire la correttezza dell'accuratezza dell'ampiezza e del comportamento del rivelatore. Questo controllo può essere effettuato prima e dopo importanti campagne di test per aumentare l'affidabilità dei risultati riportati.
Le istruzioni per l'applicazione e gli accessori di riferimento sono spesso forniti dai fornitori come LISUN per mantenere una calibrazione e una verifica uniformi di diverse configurazioni di misurazioni EMI EMC.

Gestione delle interazioni tra diversi test EMC

Oggi, la maggior parte dei laboratori EMC non esegue un unico tipo di test. I test ESD e i test di immunità alle emissioni condotte e radiate utilizzano solitamente infrastrutture comuni. Il degrado dell'accuratezza dovuto a questi test compromette le interazioni precauzionali tra i test.
La carica residua e le condizioni di messa a terra alterate che si verificano dopo i test ESD potrebbero persistere. Il piano di massa e le connessioni devono essere controllati prima di tornare alle configurazioni di misurazione EMI/EMC e il rumore di fondo deve essere rivalutato. Allo stesso modo, i test di immunità che espongono i campi RF ad alta potenza possono sottoporre a sollecitazioni i cavi e i connettori, modificandone il comportamento.
Questi rischi vengono ridotti attraverso la pianificazione e la separazione delle procedure. È necessario che vi sia una configurazione chiara e consolidata dell'impostazione di ogni tipo di test, con layout documentati, in modo che le transizioni non comportino variabilità nascoste. Documentazione fotografica e checklist possono essere utilizzate dagli operatori per ripristinare con certezza la configurazione corretta.

Figura: Sistema di misurazione EMI EMC

Ripetibilità della documentazione e disciplina dell'operatore

Richiede ripetibilità nelle misurazioni accurate di EMI EMC. La registrazione di informazioni di configurazione, come i tipi di cavi utilizzati, la lunghezza dei cavi utilizzati, la posizione in cui è installata l'attrezzatura di posa e i punti di messa a terra, consente di duplicare le misurazioni anche dopo settimane o addirittura anni. Questo si è rivelato di grande importanza soprattutto nei test di conformità, dove è richiesta la verificabilità.
L'uniformità è rafforzata dalla formazione degli operatori. La motivazione alla base di ogni regola di configurazione porterà alla conformità e non alla sperimentazione. La revisione periodica di casi fallimentari o limite consente di creare una conoscenza istituzionale e di identificare le fonti di errore più frequenti.
L'automazione aumenta anche la ripetibilità, ove necessario. Le scansioni sono automatizzate e gli script di test sono standardizzati, in modo da ridurre al minimo la variabilità indotta dall'operatore e uniformare i tempi di permanenza e le impostazioni del rilevatore.

Conclusione

Migliorare la precisione di Misurazione EMI EMC è un impegno a livello di sistema, non una regolazione una tantum. Una solida messa a terra, la posizione delle apparecchiature regolamentate e una calibrazione rigorosa contribuiscono a risultati affidabili. La consapevolezza della comunicazione con i test ESD e altre operazioni EMC salvaguardano anche l'integrità delle misurazioni. Attraverso questi principi di configurazione, utilizzati in tutto il sistema e con apparecchiature affidabili e con la consulenza di fornitori come LISUN I laboratori hanno buone possibilità di ottenere una maggiore affidabilità, ripetibilità e credibilità delle loro misurazioni EMC.