Hallo,
vor einigen Tagen war ich mit meiner Schaltung im EMV Labor. Leider ist
sie durchgefallen. Nun heißt es also: Schaltung optimieren. Damit ich
allerdings nicht nach jeder Optimierung wieder ins teure EMV Labor muss,
wäre es interessant zu wissen, ob es mit einfachen Mitteln möglich ist,
die Emissionen zu messen. Vorhanden sind diverse Oszilloskope, die auch
FFT beherschen. Kann man auf einfache Weise eine Antenne selber bauen,
bzw günstig erwerben und an ein Oszi anschließen, um das abgestrahlte
Frequenzspektrum zu messen? Dabei kommt es nicht auf normgerechte
Messung an. Es würde schon reichen, wenn ich erkennen kann, welche
Frequenzen noch recht hoch sind. Und vor allem, wenn ich etwas an der
Schaltung optimiert habe, ob es etwas gebracht hat.
> Leider ist sie durchgefallen.
Pech...
> Nun heißt es also: Schaltung optimieren.
Da sollte dir der gute Mann im Messlabor aber schon richtungsweisende
Tipps gegeben und eine Lösung versucht haben. Es sei denn, das Design
war so schlecht, dass man global was machen müsste...
Welche Frequenzen bedrücken dich?
Kommen die Störungen von einem Schaltregler?
Oder ist ein Display das Problemkind?
Zeigt deine Schaltung ab und zu mal unerklärliches, seltsames Verhalten?
Ein Spektrumanalyzer + eine BCI-Zange + Schnüffelsonden (hab hier mit
denen von Langer* gute Erfahrungen gemacht) + rauscharmer Vorverstärker
Mit dem Equipment solltest du die gröbsten Störer selbst herrausfinden
und mit dem Nötigen Wissen beheben können!
*http://www.langer-emv.de/produkte/
MfG
Kakadu
Tips konnte der gute Mann im Testlabor leider keine geben.
Die Schaltung ist auch sehr umfangreich. Die Störungen rühren
wahrscheinlich von einem NE555 und diversen nachgeschalteten Bausteinen
der 40er Reihe. Diese werden in der weiteren Emtwicklung durch
Mikrocontroller ersetzt. Aber bevor ich damit dann wieder ins testlabor
fahre, möchte ich wissen, ob noch weitere Optimierungen notwendig sind.
Durch den Umfang der Schaltung sind sicherlich noch weitere Maßnahmen
notwendig. Daher wäre ein Testaufbau sinnvoll. Auch für zukünftige
Schaltungsentwicklungen. Dieser Thread sollte nicht in die Richtung
gehen, zu analysieren, woher die Störungen meiner Schaltung kommen,
sondern wie diese mit relativ einfachen Mitteln messbar sind.
Sorry,
hab vergessen zu schreiben, dass die ne Antenne nicht viel bringt, da du
da viel zu viele Störungen aus der Umwelt mit aufnimmst. Radiosender
etc,...
Also ohne Messkammer (sehr teuer) nur das was ich oben geschrieben habe.
Das sollte übrigens auch mit deinem FFt-Oszi gehen.
BCI-Zange + Schnüffelsondensortimet liegen bei ungefähr 10k€. Wenn man
aber bedenkt, dass damit das teuere Messlabor nur einmal besucht werden
muss lohnt sich dass durchaus. Vor allem wenn ihr immer wieder Dinge für
das Prüflabor habt...
Hallo,
mit einem Oszi kannst Du nur mit irgendwelchen Spulen oder
Schwingkreisen magnetische Nahfeldmessungen durchführen. Für mehr reicht
es bei einem Oszi nicht da er wegen des breitbandigen Eingangs schnell
an der Rauschgrenze ist.
Damit lassen sich zwar Störquellen lokalisieren, nicht jedoch präzise
Aussagen über irgendein Spektrum für die Fernfeldmessung durchführen.
(Die Umrechnung ist Frequenzabhängig und hängt noch vom "Antennengewinn"
der an Dein Gerät angeschlossenen Leitungen ab.
Wie Lothar schon gesagt hat warst Du wahrscheinlich im falschen
Messlabor.
Wenn Du wirklich selbst Messungen durchführen willst brauchst Du
mindestens einen Spektrumanalysator und eine oder mehrere
Breitbandantennen.
Damit lassen sich schon mal einfache vergleichende Messungen
durchführen.
(vorausgesetzt du wohnst in einem abgelegenen Gebiet ohne Störungen in
der Umgebung oder hast einen geschirmten großen Keller).
Richtige Messempfänger haben zusätzlich nochmals
Pre-Selection-Filterbänke und die ganzen Detektor-Kennlinien (Peak,
Quasi-Peak, ...)
Gehen tut das schon. Du benötigst eine breitbandige Antenne und einen
passenden Spektrum-Analyzer.
Dann noch einen Blechschrank in der Antenne und Gerät passen. Ansonsten
wirst Du auch viel von der Umgebung messen, die nichts mit Deinem Gerät
zu tun hat.
Um welchen Frequenzbereich geht es und was bist Du bereit, auszugeben?
PS: Ich selber kann da nicht viel helfen, meine Zeit im EMV-Labor ist
bereits einige Jahrzehnte her und jetzt mache ich nur noch EDV.
Vielleicht helfen meine Fragen aber noch jemand anderes.
Hallo,
habe gerade gesehen NE555.
So hohe Frequenzen kann der doch gar nicht erzeugen. (Für Abstrahlung)
Hast Du Probleme mit Abstrahlung oder mit geleiteten Störungen?
Bei geleiteten Störungen könnte man tatsächlich mit der BCI-Methode auch
mit dem Oszi einfache Messungen durchführen.
Wenn der NE555 tatsächlich die Ursache ist hilft vielleicht auch die
Verwendung eines CMOS-Nachfolgers (TLC555).
@Anja:
Sorry, es ist ein TLC555... Probleme gibts bei der Abstrahlung.
@ Christian H.
Die störenden Frequenzen liegen im Bereich zwischen 30 und 80Mhz.
Darüber hats eigentlich soweit gepasst. In dem Bereich sinds dann keine
Peaks mehr, sondern die Frequenzen liegen komplett über der Norm....
> Sorry, es ist ein TLC555... Probleme gibts bei der Abstrahlung.
Es faellt trotzdem schwer sich vorzustellen das ein oller 555 und ein
paar alte 4000er bei 30-80Mhz stoeren. Es sei denn da haengt irgendwo
noch was hinter. Sagen wir mal ein schneller Transistor der etwas dickes
schaltet.
Wie die anderen dir schon gesagt haben. Du kannst es ziemlich vergessen
selber genaue Messungen durchzufuehren die dir eine Aussage bezueglich
einhaltung von Normen liefern. Ginge das so einfach gaebe es naemlich
garkeine EMV-Labore. .-)
Du kannst dir aber grobe Schnueffelsonde besorgen. Eventuell kaufen,
oder auch selber bauen. Damit bekommst du dann die Aussage: "Hey,
hinten links auf der Platine habe ich einen fetten Stoerer bei 75Mhz"
Dann fummelst du an deinem Design rum und siehst das es nichts
gebracht hat, oder aber das der nun weg oder sehr viel kleiner ist.
Es ist also schon eine grosse Hilfe, aber keine Garantie!
Olaf
@Olaf
Das ist natürlich nicht die ganze Schaltung. Dahinter hängt unter
anderem noch eine IGBT Vollbrücke, mit entsprechenden (über Trafos
galvanisch getrennten) IGBT Treibern usw...
>Du kannst dir aber grobe Schnueffelsonde besorgen. Eventuell kaufen,>oder auch selber bauen. Damit bekommst du dann die Aussage: "Hey,>hinten links auf der Platine habe ich einen fetten Stoerer bei 75Mhz">Dann fummelst du an deinem Design rum und siehst das es nichts>gebracht hat, oder aber das der nun weg oder sehr viel kleiner ist.
Genau das möchte ich ja auch. Ich will einfach nur sehen, welche meiner
Maßnahmen etwas bringt. Wenn ich dann einige Stoerer beseitigt habe,
kann ich wieder ins EMV Labor. Aber ich möchte vermeiden, auf blauen
Dunst dahin zu fahren, wenn z.B. irgendwo noch ein Störer ist, den ich
mit einfachen Mitteln detektiert haben könnte.
Ziel ist es eine einfache Messschaltung zu bekommen, mit der ich anhand
der vorhandenen Labordaten vergeleichen kann, dass ich z.b. bei 60MHz
eine dicke Störung habe, die verschwindet, wenn ich diese und jene
Maßnahmen treffe. Dabei möchte ich weder Absolutwerte, noch Normgerechte
Messungen anfertigen.
Bevor du (Empfangs-)Antennen baust(kaufst), beseitige erst die
(Sender-)Antennen auf deinem Layout:
Der x555 braucht DIREKT an seinen Poweranschlüssen einen Stützelko. Die
Gegentaktendstufe schließt beim Umschalten für wenige nsec V+ und Gnd
kurz. Diese Umschaltenergie darf nicht aus der Platinenversorgung
kommen, sondern die muss der Stüzelko liefern. Der Bipolare 555 war hier
ganz brutal, die CMOS-Variante ist zwar ein erheblicher Fortschritt,
aber das Datenblatt sagt, dass das Problem prinzipiell immer noch da
ist:
"Low Supply Current Reduces Spikes During Output Transitions"
30-80MHz deuten darauf hin, dass es sich um Transienten handelt, also
Störungen die durch das Umschalten von Digitalleitungen entstehen.
Was ist mit dem grundlegenden Platinendesign?
Wie lange(cm) sind die Taktleitungen?
Wie hoch ist deren Taktfrequenz?
Gibt es weitere Taktgeneratoren?
Sind diverse keramische Stützkonis vorhanden.
Was ist mit niederimpedanter Aufbau? Groundplane etc?
Hallo,
> Diese werden in der weiteren Emtwicklung durch> Mikrocontroller ersetzt.
Womit Du dann aber wieder bei "Null" anfängst - wenn Du Pech hast, kann
(je nach Schaltung) jede Softwareänderung Dich aus dem Rennen
werfen.....
Otto
Thomas BD schrieb:
> Das ist natürlich nicht die ganze Schaltung.
Ja klar!
Es ist immer wieder das Gleiche! Die Leute werden mit halben
Informationen versorgt, spendieren 30min ihrer wertvollen Zeit um
anschließend zu erfahren, dass ihre Mühe umsonst war.
Es ist doch gar nicht von Interesse, wie genau seine Schaltung aussieht.
Er möchte doch nur einen Messaufbau haben, wie er die vorhandenen
Störungen messen kann (und das auch nur ganz grob). Das ist dann doch
nicht abhängig von der zu messenden Schaltung. Soweit ich das verstanden
habe, soll dies auch für weitere Schatungen funktionieren. Und zwar nur
nach dem Motto: "Da sind viele Störungen, also muss noch optimiert
werden"...
@Thomas: Ich habe leider keine Erfahrung mit Eigenbau, da wir auch nur
einfache Schaltungen herstellen, die meist beim ersten Anlauf
durchkommen. Daher hat sich die Frage noch nicht gestellt....
>>>> Tips konnte der gute Mann im Testlabor leider keine geben.
Ein Tipp: Nimm das nächste mal ein anderes Messlabor.
Der gute Mann lebt davon, dass er täglich Messungen macht und Störer bis
auf die Bauteilebene identifiziert. Und im Problemfall sinnvolle und
zielführende Tipps gibt, also z.B. wenigstens, ob es leitungsgebundene
oder feldgebundene Störungen sind...
Das verstehe ich unter EMV-Dienstleistung. Wenn der Mann vom EMV-Labor
das nicht verstanden hat, hilft nur ein Wechsel.
Dir ist ja auch nicht geholfen, wenn du zum Arzt gehst, und der sagt:
Sie sind krank.
> irgendwo noch ein Störer ist, den ich mit einfachen Mitteln detektiert> haben könnte.
Vergiss es.
Mit einfachen Mitteln findest du nur die offensichtlichen Hämmer...
Wir haben in der Firma einen kompletten Messplatz (Leitungsgebunden und
Feldgebunden), aber keine Kabine. Und die Messungen, die wir damit
machen, deuten grob eine Verbesserung oder Verschlechterung des Designs
an. In der EMV-Messkabine beim EMV-Labor ist unser EMV Spezi dann doch
immer wieder (positiv und/oder negativ) überrascht.
>>>> Tips konnte der gute Mann im Testlabor leider keine geben.
Frage: Wieviel Zeit hast du im EMV-Labor gebucht/verbracht?
Lothar Miller schrieb:
>>>>> Tips konnte der gute Mann im Testlabor leider keine geben.> Ein Tipp: Nimm das nächste mal ein anderes Messlabor.> Der gute Mann lebt davon, dass er täglich Messungen macht und Störer bis> auf die Bauteilebene identifiziert. Und im Problemfall sinnvolle und> zielführende Tipps gibt, also z.B. wenigstens, ob es leitungsgebundene> oder feldgebundene Störungen sind...> Das verstehe ich unter EMV-Dienstleistung. Wenn der Mann vom EMV-Labor> das nicht verstanden hat, hilft nur ein Wechsel.>> Dir ist ja auch nicht geholfen, wenn du zum Arzt gehst, und der sagt:> Sie sind krank.>>> irgendwo noch ein Störer ist, den ich mit einfachen Mitteln detektiert>> haben könnte.> Vergiss es.> Mit einfachen Mitteln findest du nur die offensichtlichen Hämmer...> Wir haben in der Firma einen kompletten Messplatz (Leitungsgebunden und> Feldgebunden), aber keine Kabine. Und die Messungen, die wir damit> machen, deuten grob eine Verbesserung oder Verschlechterung des Designs> an. In der EMV-Messkabine beim EMV-Labor ist unser EMV Spezi dann doch> immer wieder (positiv und/oder negativ) überrascht.>>>>>> Tips konnte der gute Mann im Testlabor leider keine geben.> Frage: Wieviel Zeit hast du im EMV-Labor gebucht/verbracht?
...das klingt ja nicht gerade ermutigend...
Nun ja, dass es keine leitungsgebundenen Störungen sind konnte er schon
ausschließen. Aber zur Quelle konnte er auch keine weiteren Angaben
machen.
Ich war dort mehrere Stunden, weil ich verschiedene Dinge getestet
habe...
Es gibt so EMV Fliese sei es metallische, wie auch nicht, sowie auch
Tapeten.
Für kleine Schaltungen, eine Kombination dieser über eine
Kartonschachtel hilft. Kartonschachtel mit Vorderseite sowie beiden
Seitenteilen abnehmbar.
Die Schachtel kann auch tapeziert werden. Habe das mal in einer
Online-Zeitung gesehen, und habe damit sehr gute Ergebnisse. Aber bitte
keine
Neonlampen oder dergleichen in der Nähe.
Hallo
bau die Schaltung erst mal so auf wie sie endgültig sein soll. Du suchst
sonst Fehler die im endgültigen Design ganz wo anders sind. Insbesondere
wenn du den 555 durch ein uC ersetzen willst.
Hallo Thomas,
>Das ist natürlich nicht die ganze Schaltung. Dahinter hängt unter>anderem noch eine IGBT Vollbrücke, mit entsprechenden (über Trafos>galvanisch getrennten) IGBT Treibern usw...
Hier ist der Hund begraben!!! Vergiß den 555 und die 4000 Chips.
Versuch dich erst mal einzulesen in das Gebiet des EMI-armen Designs von
IGBT-Vollbrücken. Sonst kannst du das getrost vergessen. Da sind ganz
sepzielle Schaltungstechniken erforderlich, die du durch Versuch und
Irrtum wahrscheinlich niemals alleine finden wirst.
Ein guter und erfahrener CE-Tester kann dir da durchaus gute Tipps
geben. Aber dein Tester ist entweder nicht erfahren oder du willst ihm
nicht genug bezahlen...
Kai Klaas
Abdul K. schrieb:
> Andreas Schwarz schrieb:>> http://www.mikrocontroller.net/articles/EMV_Einfache_Tester
Bis Anfang der 90er-Jahre haben wir mit diesen Methoden auch unsere
Tests gemacht. Hat zumindest das Gewissen beruhigt. Nachdem dann
trotzdem beim Kunden die Steuerungen 'ausstiegen' ist nur noch im
qualifizierten EMV-Labor getestet worden.
Seitdem klappts auch mit der Störsicherheit.
Für EMV- Untersuchungen habe ich nach versch. Empfehlungen extra mal so
ein Scanner (AR 3000, 200 kHz bis ca. 2 Ghz) angeschaft. Ziemlich
popelige Sache d.h. zeitaufwendig und ohne sichere Ergebnisse.
Merkwürdig fand ich bei den EMV- Prüfungen im ext. Labor, daß
Schaltungen ,die sich seit Jahrzehnten (!) in der Praxis bewährt hatten
und nie EMV- mäßig weder als Störer noch als Gestörte auffällig wurden ,
durchfielen.
Da kann doch etwas nicht stimmen....
Störer schrieb:
> Da kann doch etwas nicht stimmen....
Jetzt kommt die Juristerei ins Spiel:
Das Argument "..hat seit Jahrzehnten funktioniert", hat vor Gericht kein
Bestand.
Ein Abnahmeprotokoll aus dem akkreditierten EMV-Labor aber immer.
Ist blöd, is aber so...
>Bis Anfang der 90er-Jahre haben wir mit diesen Methoden auch unsere>Tests gemacht. Hat zumindest das Gewissen beruhigt. Nachdem dann>trotzdem beim Kunden die Steuerungen 'ausstiegen' ist nur noch im>qualifizierten EMV-Labor getestet worden.
Nun ja: ich kenne auch die Situation, mit Änderungsauflagen aus dem
EMV-Labor herauszukommen.
Für eigene Versuche hätte ich dann auch gern eine bezahlbare
Möglichkeit, messtechnisch zu überprüfen, ob meine Maßnahmen in die
richtige Richtung gehen.
Natürlich ersetzen diese einfachen Methoden nicht die abschließende
Bestätigung durch ein ordentliches EMV-Labor, ich möchte halt nur nicht
zu viel teuer bezahlte Zeit in selbigem verbringen müssen.
Hallo Thomas,
>Natürlich ersetzen diese einfachen Methoden nicht die abschließende>Bestätigung durch ein ordentliches EMV-Labor...
Man muß schon ganz genau die Testbedingungen simulieren können, wie sie
in den Normen stehen, sonst bringt das überhaupt nichts.
Ich habe mal mit einem Piezofeuerzeug exoperimentiert, um eine
ESD-Pistole zu basteln. Aber das Resultat war nur niederschmetternd. Der
Funke war ja lange genug, um HV erzeugen zu können, aber hinter dem
Funken war einfach viel zu wenig Schmackes. Mit einem ESD-Funken sollte
man einen 100nF Kondensator schon auf einige Volt aufladen können. Aber
mein Piezo-Feuerzeug brachte es gerade mal auf 20mV. Ergo, viel zu wenig
Quellkapazität, um überhaupt was zerstören zu können. Von der Umsetzung
einer Human-Body-Model-Messung Lichtjahre entfernt.
Ein anderes Beispiel sind die Surge und Burst Messungen. Es ist schon
interessant, aber einige Bauteile wie SMD-Varistoren scheinen so gebaut
worden zu sein, daß sie gerade die in den CE-Messungen verwendeten
Energien abfangen können. Umgekehrt wird natürlich ein Schuh daraus. Man
hat sich bei den Pegeln der Störsignale natürlich nachdem orientiert,
was technologisch gerade beherrschbar ist. Es wäre also verhängsnisvoll,
die Schaltung mit schädlicheren Signalen testen zu wollen, als es die
CE-Messungen vorsehen. Das resultiert letztlich doch nur in fragwürdigem
bis lächerlichem Over-Engineering, was normale Chefs garnicht gerne
sehen.
Also, so lästig es auch ist, EMV Messungen mit einfachen Mittel
durchführen zu wollen ist eine ganz riskante Angelegenheit, die
letztlich kaum wirklich was bringt.
Aber ich verstehe natürlich deinen Schmerz. So geht es uns doch allen
von Zeit zu Zeit, daß wir das Gefühl haben im Blindflug zu entwickeln:
"Ob das mal durch die CE-Messungen geht???"
Kai Klaas
> die sich seit Jahrzehnten (!) in der Praxis bewährt hatten
Vor Jahrzehnten waren z.B. Frequenzbereiche vollkommen uninteressant,
in denen heute infrastrukturell wichtige Daten abgehandelt werden.
So ein EMV Labor hat schon sein Grund, wenn du zu Hause in einem
Normalen Raum das Messen anfängst, nimmst du viele Störsignale aus dem
Umfeld mit auf, sei es nur dein Mobilteil deines Telefons, das gerade
das klingeln anfängt ;)
Ein Fachmann in einem EMV Labor sollte dir da in der Regel weiterhelfen
können, wenn die Schaltung wirklich so schlecht ist, dass sie zum
durchfallen verurteilt ist, sollte man das Gesamtkonzept überdenken und
überarbeiten.
Ein EMV Labor ist natürlich auch mit entsprechenden Messräumliuchkeiten
ausgestattet, welche man für aussagekräftige Messungen benötigt.
Eventuell kleinere Störquellen versuchen, direkt im Labor zu beheben,
Lötkolben sollte vorhanden sein, kleinmaterial ist selbst mitzubringen.
Um welche Art von Schaltung/Gerät handelt es sich in diesem Falle?
Ich gehe mal davon aus, dass Du nicht reine Hobbyprojekte machst.
Vielleicht hat eine Firma, mit der Du schon zusammengearbeitet hast,
genau das was du suchst.
Das Bangen und zum Teile teure Nachbessern in Sachen EMV kennt wohl
mancher hier, mich eingeschlossen.
Da Du einen Messschrieb hast, weisst Du wonach Du suchen musst. Da helfn
Nahfeldsonden schon sehr bei.
Mit einer kleinen kapazitiven Sonde habe ich einen abgestrahlen 96MHz
Träger, an einem 144 Pinner, bis auf 4 Pins eingrenzen können. Lösung
war wirklich in Softwareupdate. Sind schon nützlich die kleinen Sonden,
wenn man weis wonach man sucht. Allerdings sehe auch ich für
Breitbandstöhrungen die IGBT Stufe verantwortlich.
Daneben läuft auf hoher Spannung evtl. nicht nur die Endstufe sondern
vielleicht auch die Eigenversorgung. Die haben häufig eine höhere
Schaltfrequenz als die "grosse Endstufe" und genug kapazitive Kopplung
zu Controller und Gehäuse. Folge: machen gerne ordentlich EMV-Lärm.
Bei EMV-Einfach-Testern geht es ja nicht darum, genaue Messergebnisse zu
erzielen. Es geht eher darum, Tendenzen zu erkennen, ob irgendeine
Maßnahme überhaupt was bringt. So kann man eine Schaltung durchaus
wesentlich störfester machen und für wesentlich weniger Störabstrahlung
sorgen. Ob das dann den konkreten Anforderungen schon genügt, ist eine
andere Sache, aber die Wahrscheinlichkeit steigt und die Entwicklung
geht in die richtig Richtung.
Wir hatten in den Anfängen von CE sehr gute Erfahrungen mit unseren
Einfachst-Mitteln (Scanner, Piezo etc) gemacht, haben vor allem
unglaublich viel gelernt, worauf man achten muss und welche Maßnahmen
überhaupt was bringen. Theorie und Praxis liegen da oft weit
auseinander, überprüfbare Experimente sind wichtig.
je nach dem wie Du local ansässig bist, würde ich an Deiner Stelle
entweder Langer (dresden) oder EMV-Klinik (bayern, Auerbach) ansprechen.
Dort dein Produkt analysieren lassen und hinterher einfach die EMV
Prüfungen bestehen. Beide EMV Dienstleister haben eigene Messlabore für
die Vorprüfung im Haus. Was dir Haufen Geld in der Entwicklung spart,
denn wenn die Jungs fertig sind, weist Du sicher, daß Du durch die
Prüfungen durchkommst.
>wie diese mit relativ einfachen Mitteln messbar
Das minimale Messmittel ist ein Spektrumanalysator bis 3GHz. Der Witz
daran ist die logarithmische Empfindlichkeitsskala, sie ein Scope nicht
bringt. Ein Antenne braucht man nicht wirklich. Zum Indentifizieren der
stoerquellen verwendet man sogenannte Loopantennen. Das sind 4 Windungen
Draht um einem Bleistift und einen 50 Ohm in Serie. Damit kann man den
Strahler suchen gehen. Es sind nicht nur Bauteile, sondern kann auch das
Layout sein. Das bedeutet, dass man mit einer einlagigen Leiterplatte
schon verloren hat. Da ist alles Antenne. Eine Zweilagige ist das
Minimum.
