Как выбрать приемник для проверки электромагнитной совместимости по стандарту CISPR 16-1-1 для точного соответствия требованиям ЭМС

Резюме
Испытания на электромагнитную совместимость являются неотъемлемой технической процедурой для вывода на рынок электротехнической и электронной продукции. Приемник для испытаний на электромагнитную совместимость, соответствующий требованиям стандарта CISPR 16-1-1, являясь основным инструментом для измерения кондуктивных и излучаемых помех, напрямую определяет достоверность результатов испытаний на электромагнитную совместимость. В основе испытаний лежат ключевые технические требования стандарта CISPR 16-1-1 и разработаны соответствующие компоненты. LISUN В данной статье, посвященной системе тестирования кондуктивных и излучаемых помех серии EMI-9K, анализируются критерии выбора приемников электромагнитных помех, описываются технические характеристики и инженерные применения системы EMI-9KB, а также предоставляются справочные материалы для научно-исследовательских лабораторий и сторонних испытательных институтов по проверке соответствия требованиям электромагнитной совместимости и определению источников помех. 

Введение

Внутренние модули, такие как импульсные источники питания, драйверы двигателей и цифровые схемы в современных электрических и электронных изделиях, постоянно генерируют электромагнитные помехи. Помехи классифицируются на кондуктивные помехи, распространяющиеся по линиям электропередачи и сигнальным кабелям, а также на излучаемые помехи, передаваемые в свободном пространстве. Испытания продукции на соответствие требованиям ЭМС требуют количественного сбора данных по двум вышеупомянутым типам сигналов помех, оценки соответствия уровней помех предельным значениям, указанным в национальных и международных стандартах на продукцию, а также проведения анализа местоположения источников чрезмерных помех для получения измеренных данных, необходимых для модификации оборудования.

Приёмник для испытаний на электромагнитную совместимость CISPR 16‑1‑1 Этот стандарт представляет собой основополагающий международный стандарт для приборов измерения радиопомех, который был принят в Китае как GB/T 6113.101‑2021. Стандарт определяет обязательные параметры для приемников электромагнитной совместимости, включая полосу пропускания, характеристики детектора, импульсную характеристику, коэффициент стоячей волны напряжения и точность измерения. Только приемники, соответствующие этому стандарту, могут генерировать данные испытаний, пригодные для сертификации соответствия. Обычные анализаторы спектра не могут быть непосредственно использованы для официальных испытаний на электромагнитную совместимость из-за несоответствия постоянным времени детектора и импульсной характеристики. LISUN Система измерения кондуктивных и излучаемых помех серии EMI-9K использует в качестве основного компонента приемный блок, соответствующий требованиям стандарта CISPR 16-1-1. Оснащенная вспомогательными устройствами, такими как искусственные сети LISN, разделительные трансформаторы и коаксиальные кабели, система обеспечивает количественное измерение кондуктивных и излучаемых помех от электрического и электронного оборудования во время работы и широко применяется для предварительной проверки соответствия и сертификационных испытаний сторонних организаций в отношении информационно-технологического оборудования, бытовой техники, осветительных приборов и другой продукции.

EMI-9KB Приемник EMI Test

Основные технические требования к приемнику для испытаний на электромагнитную совместимость CISPR 16-1-1

Стандарт CISPR 16-1-1:2019 устанавливает несколько обязательных показателей производительности для приемника испытаний на электромагнитную совместимость (ЭМС) по стандарту CISPR 16-1-1. Прежде всего, определены сегментированные полосы пропускания промежуточных измерений -6 дБ: 200 Гц для диапазона частот от 9 кГц до 150 кГц, 9 кГц для диапазона от 150 кГц до 30 МГц и 120 кГц для диапазона от 30 МГц до 1000 МГц. Каждая полоса пропускания соответствует определенным постоянным времени заряда-разряда для детекторов, позволяющим воспроизвести реальное воздействие радиопомех на электронные устройства. Кроме того, приемник должен поддерживать три режима детектирования: пиковый (PK), квазипиковый (QP) и средний (AV). Квазипиковое детектирование имеет решающее значение для испытаний на электромагнитную совместимость, поскольку постоянные времени заряда и разряда должны строго соответствовать стандартным спецификациям, чтобы гарантировать точное измерение импульсных помех.

Входное сопротивление определяется как 50 Ом, при этом коэффициент стоячей волны по напряжению не должен превышать 2 при ослаблении ВЧ-сигнала 0 дБ и не должен превышать 1.2 при ослаблении ВЧ-сигнала 10 дБ, чтобы минимизировать погрешности измерений, вызванные отражением сигнала на порту. Точность измерения сигналов помех опорного импульса должна контролироваться в пределах ±2 дБ. Точность импульсной характеристики должна удовлетворять стандартным пределам, если частота повторения импульсов составляет не менее 20 Гц. Дополнительные показатели, включая подавление промежуточных частот, уровень шума и диапазон измерения напряжения на клеммах, также должны соответствовать спецификациям приемника для испытаний на электромагнитную совместимость CISPR 16-1-1. Несоответствующее оборудование может привести к значительным отклонениям в результатах испытаний, что приведет к неправильной оценке продукции, а именно к отбраковке соответствующих образцов или прохождению несоответствующих образцов, что влечет за собой риски сертификации и рыночные риски.

Технический анализ LISUN Система для проверки кондуктивных и излучаемых помех серии EMI-9K

LISUN Система измерения кондуктивных и излучаемых помех серии EMI-9K состоит из нескольких подмоделей, включая EMI-9KA, EMI-9KB, EMI-9KBS и EMI-9KC. Основные приемные блоки разработаны в соответствии со спецификациями приемника электромагнитных помех CISPR 16-1-1. Весь прибор выполнен в полностью закрытом высокопроводящем корпусе с превосходными экранирующими свойствами, что исключает самогенерируемые электромагнитные помехи, которые могут повлиять на результаты испытаний. Полная система позволяет проводить количественное измерение кондуктивных и излучаемых помех электрических и электронных изделий в рабочих условиях, поддерживая проверку на соответствие требованиям ЭМС и локализацию источников помех.

Различия между субмоделями в основном заключаются в частотном диапазоне. EMI-9KA охватывает диапазон 9 кГц–30 МГц и подходит только для испытаний на кондуктивные помехи; EMI-9KB и EMI-9KBS охватывают диапазон 9 кГц–300 МГц для поддержки как кондуктивных, так и низко- и среднечастотных излучаемых помех; EMI-9KC охватывает диапазон 9 кГц–1000 МГц, полностью покрывая весь диапазон частот испытаний на электромагнитные помехи для гражданской продукции. Стандартная комплектация включает в себя приемник испытаний, искусственную сеть электропитания LISN, разделительный трансформатор и коаксиальные кабели. EMI-9KC может быть дополнительно оснащен сетью связи-развязки CDNE для расширения возможностей испытаний на помехи в сигнальных линиях. Программное обеспечение представляет собой двуязычную операционную систему для ПК, совместимую с Windows 7–11. Она поддерживает ручное и автоматическое сканирование, измерение в фиксированной точке и сканирование. Инженеры отдела исследований и разработок могут быстро сканировать уровни помех во всем частотном диапазоне, чтобы обнаружить точки с чрезмерным уровнем помех, или автоматически проводить испытания сертификационного уровня в соответствии со стандартными процедурами и экспортировать записи испытаний. Сравнение ключевых параметров показано в таблице ниже.

Рассмотрим в качестве примера модель EMI-9KB. Ее приемник полностью соответствует требованиям к импульсным характеристикам, определенным для приемника испытаний на электромагнитную совместимость CISPR 16-1-1. Полоса пропускания измерений строго настроена в соответствии с сегментированными стандартными требованиями и имеет три полных режима обнаружения. Он подходит для предварительных испытаний на соответствие стандартам и сертификации большинства бытовых приборов, осветительных приборов и ИТ-периферийных устройств. Если требуется полное тестирование на излучение в диапазоне от 30 МГц до 1000 МГц, рекомендуется модель EMI-9KC. В ней используется двухступенчатый программируемый автоматический селектор частоты слежения для подавления зеркальных и промежуточных помех, что обеспечивает более низкий уровень шума и повышенную точность измерений для сертификационных испытаний в сторонних лабораториях. Полная система поддерживает дополнительные аксессуары, такие как трехпетлевая антенна, поглощающий зажим, ВЧ-токовый зонд, экранированная камера и программируемый источник чистого синусоидального сигнала, что расширяет возможности тестирования для различных сценариев.

Типичные инженерные применения системы серии EMI-9K

В области оборудования для информационных технологий, LISUN Система тестирования электромагнитных помех серии EMI-9K применяется для проверки настольных компьютеров, принтеров, зарядных устройств для мобильных телефонов и док-станций Type-C. Система, поддерживаемая приемным блоком, соответствующим стандарту CISPR 16-1-1 EMI, регистрирует электромагнитные помехи, создаваемые импульсными источниками питания, и излучаемые помехи от беспроводных модулей для оценки соответствия предельным значениям, указанным в GB/T 9254.1-2021 и CISPR 32, помогая предприятиям выявлять источники помех, такие как помехи от источников питания, и проводить предварительные испытания для сертификации 3C и CE. Для бытовой техники и электроинструментов, включая кондиционеры, стиральные машины и электродрели, система измеряет импульсные помехи, вызванные искрами от щеток и цепями управления, определяет источники помех и помогает оптимизировать фильтры, схемы заземления и компоновку печатной платы. В светотехнической отрасли светодиодные светильники и источники питания драйверов тестируются в соответствии со стандартами GB 17743‑2022 и CISPR 15 для оценки того, создают ли лампы помехи для оборудования «умного дома». Сторонние испытательные лаборатории используют оборудование, соответствующее спецификациям приемника электромагнитных помех CISPR 16‑1‑1, для составления достоверных протоколов испытаний для международных сертификаций, таких как CE и FCC, а также предоставляют услуги по диагностике превышения допустимых значений электромагнитных помех и рекомендации по модификации для производителей.

Рекомендации по выбору приемников для испытаний на электромагнитную совместимость

При выборе приемника для испытаний на электромагнитные помехи (ЭМП) не следует учитывать только частотный диапазон. Пользователи должны убедиться, что прибор явно соответствует спецификациям приемника для испытаний на ЭМП CISPR 16-1-1, а также проверить типы детекторов, сегментированную полосу пропускания ПЧ -6 дБ и индикаторы импульсной характеристики. Даже анализаторы спектра с достаточным частотным диапазоном могут использоваться только для предварительной проверки на соответствие требованиям, а не для формальных сертификационных испытаний из-за несоответствия квазипиковым постоянным времени и характеристикам импульсов. Требуемый частотный диапазон должен определяться на основе испытываемого оборудования. Модель с диапазоном 9 кГц-30 МГц достаточна только для испытаний на кондуктивные помехи в сетях электропитания. Для комбинированного измерения кондуктивных и излучаемых помех требуются системы, охватывающие диапазон до 300 МГц или даже 1000 МГц. Вспомогательные принадлежности, включая LISN, CDNE, антенны и поглощающие зажимы, также должны соответствовать соответствующим стандартам продукции. Вся испытательная система должна периодически калиброваться для обеспечения долгосрочной надежности измерений. Такие функции программного обеспечения, как автоматическое сканирование, библиотеки стандартных пределов и экспорт отчетов, значительно повысят эффективность лабораторных исследований.

Заключение

Приёмник для испытаний на электромагнитную совместимость CISPR 16‑1‑1 Определяет основной стандарт для приборов для измерения электромагнитной совместимости, и характеристики приемника напрямую определяют достоверность результатов измерений электромагнитной совместимости. LISUN Система тестирования кондуктивных и излучаемых помех серии EMI-9K построена на основе приемного блока, соответствующего стандарту CISPR 16-1-1. Она обеспечивает полномасштабное количественное измерение кондуктивных и излучаемых помех, создаваемых электрическими и электронными изделиями во время работы, и предоставляет всестороннюю техническую поддержку для оценки соответствия продукции требованиям ЭМС и идентификации источников помех. Предприятия и испытательные институты должны выбирать соответствующие конфигурации из серий EMI-9KA, EMI-9KB и EMI-9KC в зависимости от типа продукции, диапазонов частот тестирования и требований сертификации. Особое внимание следует уделить регулярной калибровке вспомогательных испытательных принадлежностей для обеспечения точных и надежных данных измерений ЭМС и содействия успешной международной сертификации соответствия конечной продукции требованиям ЭМС.