社内EMCトラブルシューティング&プレコンプライアンステストラボ

社内のEMCトラブルシューティングおよびプリコンプライアンステストラボの開発

社内のEMC試験ラボに投資することは正当化するのが難しいように思えるかもしれませんが、ほとんどの企業はあるレベルのコンプライアンス・テスト機能を実装する余裕があります。コンプライアンス・テスト・ラボの外部では、1日あたり2,000ドル以上のコストがかかる場合があります。社内の主要なテストの一部を実行できるという利点は、製品が通過する場所に近いかどうかを素早く判断できることです。 「赤い旗」や問題のある地域を早期に特定することで、費用対効果の高い修正プログラムの導入が可能になります。 EMCのコンプライアンスを判断するための製品開発サイクルが終了するまで待つことは、常に非常に危険で、通常は時間とコストがかかります。

コンサルタントとして、R&Dラボとサードパーティのコンプライアンステストラボを繰り返しサイクリングすることで、放射性排出物の問題を打破するために、数週間または数ヶ月間働いたクライアントに頻繁に出向いています。これはデザイナーとその経営陣にとって非常に不満です。非常に迅速かつ簡単なテストを実行することで、完全なコンプライアンステストのために製品を使用する前に、障害を特定し、根本原因を絞り込み、さまざまな修正を試みることができます。


独自のEMIテストラボの開発

EMCのコンプライアンス・テスト・ラボの基本的な開発には何が含まれていますか?あなたが考えるほど高価ではありません。例えば、放射能放射(RE)は、放射イミュニティ(RI)、静電気放電(ESD)、伝導エミッション(CE)の順で、常に問題の第1の問題です。わずかな例外を除いて、優れた電源ラインとI / Oポートのフィルタリングを前提とすると、ラインまたはI / Oポート関連のイミュニティテストの多くはリスクが低く、通常はOKになります。しかし、一部のローエンドのアジアの電源装置では、ラインフィルタリングが不十分または存在しないため、比較的簡単にCEテストを追加しました。

簡単に言えば、放射エミッションは、試験対象の製品、機器、またはシステムから放射される放射電界を測定します。私が設計した機器の環境によっては、これらの排出量がどれくらいになるかについては世界的な限界があります。

放射免疫とは、製品やシステムが放送、携帯電話、双方向ラジオなどの外部ソースからどれだけの外部Eフィールドを許容できるかの尺度です。静電気放電は、製品やシステムがどのように外部にあるかを確認するテストです通常、キーパッドまたはタッチスクリーンに触れる操作者からの静電気放電。

伝導放出は、スイッチモード電源からラインコードを導出する広帯域および狭帯域ノイズの尺度です。


EMIトラブルシューティングとプリコンプライアンステスト

一般的なトラブルシューティングとコンプライアンス前のテストには違いがあります。一般的なトラブルシューティングは通常、一連のプローブとスペクトラムアナライザを使用して実行されます。目標は、高調波エネルギー源を特定し、高調波振幅を低減する修正を決定することです。ここでは、主に相対的な変化を探しています。

一方、コンプライアンス前のテストでは、コンプライアンステストの実行方法を可能な限り最良のものに複製し、実際のテストの限界と比較しようとします。

これらの4つのテストに必要な基本的な機器のリストを以下に示します。

  • 放射エミッション - オシロスコープは立ち上がり時間とリンギングの測定に非常に有用ですが、スペクトルアナライザは実際にはほとんどのEMIトラブルシューティングと測定のための望ましい機器です。さらに、近接場プローブのセット、電流プローブ、較正された(または較正されていない - 注1参照の)EMIアンテナ、および可能であれば20dB利得のブロードバンド・プリ
    プローブからの信号を増幅する。
  • 放射イミュニティ - 必要な周波数帯域を調整できるRFジェネレータと、場合によってはRFアンプを使用して信号レベルを上げる必要があります。
  • 静電気放電 - ESDシミュレータが必要です。
  • 導電性エミッション - 導電性エミッション試験は、CISPR 11または22に従って実施され、ACライン(またはDC)電圧源と試験対象製品の間にLISN(上記)が必要です。スペクトラムアナライザが50Ωポートに接続され、伝導されたRFノイズ電圧がアナライザに表示されます。異なるモデルLISNは、ACまたはDC電源電圧用に作られています。

上記のすべての機器は、中古市場で購入することができます。また、あなたの予算に応じて、新しいカテゴリーの「手頃な価格の機器」とラボ品質の機器があります。一般に、ほとんどのコンプライアンス・テストには高価な機器は必要ありませんが、まれにしか見えない信号や、ワイヤレス通信などの表示されない可能性のある信号のリアルタイムスペクトル解析など、いくつかの点を考慮する必要があります低コストの掃引アナライザではっきりとわかります。これに関する詳細は、「2016リアルタイムスペクトラムアナライザガイド(リファレンス1)」を参照してください。さらに、より高性能な高性能ラボ品質の機器を使用する重要な理由があるかもしれません。

様々な決定とトレードオフについて、EMIトラブルシューティング - ステップバイステップの記事で詳しく説明します。私はまた、私のWebサイト(参考資料2)に基本的なテスト装置の推奨リストを持っています。

放射エミッション放射能エミッションは通常、最も頻繁なテストの失敗であるため、このテストに集中する必要があります。それでも、テスト投資の幅広い選択肢があります。たとえば、頻繁に使用する基本的なトラブルシューティングテストの設定は、小さなベンチトップスペクトラムアナライザに接続されたワークベンチの一端に配置された校正されていない受信アンテナです。試験下の製品は、作業台の他端に配置されています(図1)。ケーブルはEUTに接続され、さまざまなトラブルシューティング手法を使用して製品設計上の問題点を特定します(推奨手順については、EMIトラブルシューティングのステップバイステップを参照)。

プリコンプライアンス・テストでは、校正されたEMIアンテナを被試験製品から1mまたは(より良い)3mの位置に配置する必要があります。このようにして、実際の試験限界と排出量を比較することができます。テストを妨げる可能性のある他の装置から十分に離れている大きな区域にテストを設定することができます。駐車場が使用されることもあります。私はより頻繁に大きな会議室を使用しました(図2)。シールドされた準無響室の外でテストする際の大きな問題は、放送ラジオ/テレビ、セルラ送信、双方向ラジオからの送信である周囲信号に対処する必要があることです。これらを扱うテクニックについては、次の記事で説明します。


放射イミュニティ

輻射イミュニティ試験は、簡単なトラブルシューティング技術を使用して、またはシールドされた半無響室内で行うこともできます。私が「コンプライアンス前」テストと呼んでいることのほとんどは、実際にはRFジェネレータとニアフィールドプローブ、または小型のファミリーラジオサービス(FRS)ライセンスフリーウォーキートーキーを使用しているだけです。テスト中の製品がこれらの簡単なテストに合格した場合、3V / mまたは10V / mのテストレベル(商用/工業用製品)で正式テストに合格する可能性があります。軍事RIテストは、これらの単純なベンチトップレベルテストの範囲外にはるかに高いテストレベルを必要とする可能性が高くなります。


図1.放射エミッションの典型的なトラブルシューティングテストの設定
図2.大規模な会議室に設置された3m事前適合テストの例DIYターンテーブルは、排気ガスを最大限にするのに役立ちます。
キャプション

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