Forum: HF, Funk und Felder EMV Precompliance Test - Ausstattung?


von Falko J. (spacefrog)


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Hallo zusammen,

ich habe folgendes problem, eine Baugruppe von uns wurde EMV geprüft und 
ist durchgegangen, allerdings hat das Prüflabor einige Ferrite und 
Kondensatoren zugebaut (wobei ich bei einigen, nicht nachvollziehen kann 
ob die wirklich notwendig sind, oder das Prüflabor zeit sparen wollten 
und einfach überall Ferrite eingesetzt hat). Die Sache ist jetzt so, das 
wir einen Auftrag vom Kunden haben, diese Ferrite auf die Platine zu 
bringen, da die Montage der externen Ferrite im kleinen Gehäuse sehr 
problematisch ist.

Ich würde jetzt gerne Vergleichsmessungen machen und schauen ob die neue 
Platine nicht mehr strahlt als die alte mit den externen Ferriten.

Bei der Baugruppe handelt es sich um eine Motorsteuerung mit Controller 
(16Mhz Takt) sowie mit zwei PWMs mit 64kHz.

Was mein Ihr währe für eine Ausstattung nötig um hier zu sagen: 
Störausstarhlung ist nicht größer als die im EMV Test, also es muss 
keine Absolutwert Messung, sondern nur eine Vergleichsmessung werden....


Ich nehmen an:
Spektrumanalyser (bis 1Ghz sollte reichen, oder? Vielleicht ein 
AT5011P?)
Antennen ?
HF Verstärker?
Netznachbildung?

Budget, währe etwa 2000-3000 EUR ist da was zu machen?

Gruß
Falko

von Purzel H. (hacky)


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>Budget, währe etwa 2000-3000 EUR ist da was zu machen?

Lohnt sich nicht ... bau die Ferrite unbesehen ein. Die Rolle Ferritte 
gibt's fuer ein paar duzend Euro. Um welche Stueckzahl geht es denn ?

von Peter (Gast)


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Ein vernünftiger gebrauchter Spectrum Analyzer und 2-3 Nahfeldprobes 
sollten es für diesen Fall tun.
Damit ist Dein Budget dann auch ausgeschöpft.
Peter

von Falko J. (spacefrog)


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Hallo,


erstmal danke für die Antworten!

@Hex Oschi:
Stückzahl ist etwa 800 Stück pro Jahr, Platine liegt im VK bei 60 EUR. 
Es sind insgesamt 4 Ferrite... das macht dann doch schon was aus...

@Peter:
Was hältst du von dem gennanten AT5011P Spektrum Analyser?
Dazu gibt es vom Hersteller die Magnet-Feld Sonde AZ530-M für 141EUR, 
die E-Feld Sonde AZ530-E für 159 EUR und eine sogenannte hoch-impendanz 
Messonde names 530-H ( brauch ich das?) Währe das ein gutes Paket?
Gerade habe ich noch gesehen ein Spektrum Analyser von TTi: PSA2701T - 
2.7GHz, währe das was? Oder würdet ihr lieber bei den alten bekannten 
Hammeg & Co bleiben?

Gruß

von Finsbury (Gast)


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Vielleicht solltet ihr mal in Erwägung ziehen, den Takt drastisch 
runterzusetzen (Motorsteuerung 16MHz??), denn da seid ihr ja wunderbar 
mit allem drum und dran im kritischen Bereich. Reichen nicht 1 MHz? Das 
wäre dann noch vor den 30MHz ruhig.

von Falko J. (spacefrog)


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Brauchen wir leider wegen der PWM Frequenz
Gruß
Falko

von Gerd (Gast)


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Falko Jahn schrieb:
> ich habe folgendes problem, eine Baugruppe von uns wurde EMV geprüft und
> ist durchgegangen, allerdings hat das Prüflabor einige Ferrite und
> Kondensatoren zugebaut (wobei ich bei einigen, nicht nachvollziehen kann
> ob die wirklich notwendig sind, oder das Prüflabor zeit sparen wollten
> und einfach überall Ferrite eingesetzt hat). Die Sache ist jetzt so, das

Darf man erfahren wo und welche Ferrite und Kondensatoren extra 
eingebaut wurden? Versorgung/Ausgang etc.?


Danke!

von Johannes E. (cpt_nemo)


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> Was mein Ihr währe für eine Ausstattung nötig um hier zu sagen:
> ...

> Ich nehmen an:
> Spektrumanalyser (bis 1Ghz sollte reichen, oder? Vielleicht ein
> AT5011P?)

Einen Spektrumanalyser wirst du auf jeden Fall dazu brauchen. Ich habe 
den HMS3010 von Hameg gekauft, der ist dafür ganz OK. Der geht bis 3 GHz 
und hat einen integrierten Tracking-Generator. Günstiger ist der MHS1000 
bzw. MHS1010, der bis 1 GHz geht.

Für EMV-Messungen kommt man mit 1 GHz eigentlich schon recht weit. Wenn 
dein Gerät bis 1 GHz keine starken Störungen ausstrahlt, dann hat man 
darüber normalerweise auch keine Probleme.
Das gilt zumindest, so lange man keine Geräte entwickelt, die mit so 
hohen Frequenzen arbeiten.

Sehr wichtig bei EMV-Messungen ist für mich, dass der Analyser eine 
PC-Schnittstelle hat, über die man Screenshots für die Dokumentation 
machen kann.
Eine weitere nützliche Funktion ist ein Trace-Memory, mit der man eine 
Messkurve speichern kann und dann nach einer Änderung am Prüfling direkt 
einen Vorher/Nacher-Vergleich hat.

Für den HMSxxxx gibt es von Hameg außerdem eine spezielle Software für 
EMV-Messungen. Damit wird der Spektrum-Analyser als Störmessempfänger 
betrieben. Für jeden Messpunkt wird der Pegel gemessen und zum PC 
übertragen, dort wird dann daraus eine Messkurve zusammengesetzt.

Bei der Software kann man zusätzlich die Übertragungsfunktion der 
Netznachbildung bzw. Antenne angeben; die wird dann mit den Messwerten 
verrechnet.

Der AT5011P ist ein rein analoges Gerät und bietet dadurch alle diese 
Funktionen nicht. Außerdem hat er als RBW nur 400 kHz und 20 kHz zur 
Auswahl, für leitungsgebundene Messungen sind eigentlich 9 kHz üblich 
und 120 kHz für Abstrahlungen. Für EMV-Messungen würde ich den AT5011P 
nicht empfehlen.


> Antennen ?

Hab ich für mich erst mal zurückgestellt. Die leitungsgebundenen 
Störungen kann man in der Regel einfacher und besser reproduzierbar 
messen. Wenn hier alles in Ordnung ist, kann auch nicht viel Abstrahlen.


> HF Verstärker?

Braucht man vermutlich nicht. Wäre evtl. interessant, wenn man die 
Störfestigkeit einer Schaltung nachprüfen möchte. Aber dazu braucht man 
noch einige Geräte zusätzlich.


> Netznachbildung?

Ja, das ist auf jeden Fall sinnvoll. Für Platinen bzw. Geräte, die mit 
Kleinspannung betrieben werden, kann man sich so etwas auch selber 
bauen. Das ist dann zwar nicht kalibriert, aber für Vergleichsmessungen 
geht es ganz gut. Schaltpläne kann man sich von komerziellen Geräten 
abschauen.

Für Geräte, die am 230V-Netz betrieben werden; würde ich eher eine 
gekaufte Netznachbildung empfehlen.


> Budget, währe etwa 2000-3000 EUR ist da was zu machen?

Von Hameg gibt es ein EMV Precomliance Set "EMC-PCS1", kostet ca. 3800 
Euro. Das ist zwar etwas über deinem Budget, aber wenn du dich ernsthaft 
damit beschäftigen möchtest, solltest du zumindest beim Spectrum 
Analyser nicht am falschen Ende sparen.

Allerdings ist es mit den Messgeräten alleine noch nicht erledigt. Bis 
man sich in dieses Thema erst mal eingearbeitet hat und herausgefunden 
hat, wie man welche Störungen messen kann, kommt noch einiges an 
Arbeitszeit dazu. Der Aufwand dafür kann durchaus die Anschaffungskosten 
für die Messgeräte übersteigen.

Deshalb ist es evtl. wirklich sinnvoller und günstiger, mit einem gut 
ausgerüstetem EMV-Labor zusammenzuarbeiten anstatt sich alles selber 
anzueigen.
Das hängt aber auch davon ab, wie oft neue Geräte entwickelt bzw. 
modifiziert werden und von der Größe eurer Firma.

von Falko J. (spacefrog)


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Hallo Johannes, vielen dank für die vielen hilfreichen infos. Das HAmeg 
Set gefällt mir sehr gut, mir war vorher gar nicht bewust das der AT5011 
rein Analog ist und keine Auswertung am PC möglich ist. Ich fand die 
Hameg Software, zumindest bei den Einsteigeroszis, nie sehr 
gelungen...deshalb war ich nicht mehr so ganz der Hame freund... aber 
das scheint ja dann bei dem Spektrumanalyser wesentlich besser geworden 
zu sein.

Ob sich das ganze Lohnt ist nartürlich die Hauptfrage. Wir sind ein 
kleines Entwicklungsbüro mit zwei Leuten. Führen allerdings recht oft 
Änderungen und Erweiterungen an Geräten durch....
Zur Zeit werden die EMV Tests immer durch unsere Kunden durchgeführt, 
wir müssen mal schauen ob die sich eventuell daran beteiligen.

Vor dem Aufwand der Einarbeitung habe ich auch ganz schön respekt. Habe 
mir jetzt erstmal das Buch " Elektromagnetische Verträglichkeit" von A. 
Schwab bestellt. Vielleicht gibt es ja noch ein günstiges Seminar... und 
demnächst kommt noch ein Würth Mensch vorbei der sich damit auskennen 
soll...


@Gerd
Ja, klar:
Emission: E-Feld Abstrahlung:
- Ferrit Würth Typ 742 711 11 (1 Wdg.) auf EC Motor Ausgang
- Ferrit Würth Typ 742 711 11 (1 Wdg.) auf DC Motor
- Ferrit Würth Typ 742 700 5 (2 Wdg.)  auf Taster Eingang
- Kondensator keramisch 100 nF an IC3 (MEGA8-ai) zwischen Pin 2 (PD4 
(XCK/To)) u. GND

Störfestigkeit: Burst:
- Ferrit Würth Typ 742 711 31 (1 Wdg.) auf 230 VAC-Leitung Netzleitung


Gruß

von Osche R. (Gast)


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Falko Jahn schrieb:

> Was mein Ihr währe für eine Ausstattung nötig um hier zu sagen:
> Störausstarhlung ist nicht größer als die im EMV Test, also es muss
> keine Absolutwert Messung, sondern nur eine Vergleichsmessung werden....

Auf Boardlevel ist ein analoger (!) Spektrumanalyzer schön. So ein 
uralter HP. Der hat über die Helligkeit der Anzeige so eine Art Z-Achse, 
wodurch sich die Signale leichter auseinanderhalten lassen. Die 
aktuellen Geräte zeigen Dir ja nur die Hüllkurve.

In der Schirmkabine nimmst Du eher einen Messempfänger (R&S ESP/ESC oder 
so) und steppst den per SW durch.

Für Konsumelektronik sind die Langer-Sonden optimal, die gibt's auch im 
Set mit so einem Schirmzelt für den Schreibtisch. Für Automotive sind 
die Dinger leider zu unempfindlich. Wenn Du da was misst liegst Du 
richtig über den Grenzwerten.

Zum Überprüfen der Ein- und Ausgänge brauchst Du eine Netznachbildung 
mit 50Ohm-Ausgang. Kann man fertig kaufen oder sich aus eine Spule und 
einem Kondensator selber basteln. CISPR-25 bzw EN 55022 - CISPR22 - VDE 
0878 lesen.


Gruß
Patrick

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Falko Jahn schrieb:
> ... Ich fand die
> Hameg Software, zumindest bei den Einsteigeroszis, nie sehr
> gelungen...deshalb war ich nicht mehr so ganz der Hame freund... aber
> das scheint ja dann bei dem Spektrumanalyser wesentlich besser geworden
> zu sein.

Die Software funktioniert zwar, ich hab aber auch den Eindruck, dass 
Hameg hier nicht besonders viel Zeit reingesteckt hat. Die Bedienung ist 
zum Teil schon etwas seltsam und nicht wirklich komfortabel.

Ich kenne die Software für die Einsteigeroszis nicht, deswegen kann ich 
die nicht vergleichen. Du kannst die Software kostenlos von der 
Hameg-Seite herunterladen (HM PreCom EMC), damit kannst du ja mal etwas 
herumspielen.

von Falko J. (spacefrog)


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So ich melde mich mal nach langer Zeit zurück! Vielen Dank nochmal für 
die vielen Tips. Da unser Kunde die hälfte zu dem "EMC-PCS1" dazu zahlen 
wollte, haben wir uns das Set jetzt angeschafft. Nach anfänglichen 
Problem mit der USB Schnittstelle läuft das Gerät jetzt. (Hameg Support 
war hier sehr gut, am Ende wurde das Schnittstellen Modul getauscht) 
Inzwischen haben wir auch noch eine neue Beta Software vom HM PreCom EMC 
von Hameg bekommen, falls die sich jemand anschauen möchte, dann sagt 
bescheid.


Wir haben jetzt ein paar Messungen mit dem oben beschriebenen Geräten 
gemacht, vielleicht könnte jemand bei der Interpretation der Ergebnisse 
helfen....

Im Anhang ein Bild vom Messaufbau und drei Messungen. Angeschlossen war 
die E-Feld Sonde (Da das Gerät ohne Ferrite ja Probleme bei E-Feld 
Abstrahlung haben soll)

Messung 1: Vergleich Gerät ohne die Ferrite und Gerät mit Ferrite

Messung 2: Vergleich Gerät mit Ferriten und Hintergrundrauschen bei 
ausgeschaltetem Gerät

Messung 3: Vergleich Gerät ohne Ferrite und Hintergrundrauschen bei
ausgeschaltetem Gerät


Ist das Normal das nur ein minimaler unterschied zwischen 
Hintergrundrauschen und den Emissionen zu sehen ist? Klar, ich habe 
keinen abgeschirmten Messraum, aber bei 50cm Entfernung vom Prüfling 
habe ich mehr erwartet...oder ist die Emission vom Prüfling doch so 
klein?

Ich hatte erwartet irgendwo den 16Mhz Quarz Takt zu sehen, das einzige 
Störsignal das ich zuordnen könnte währe das 48 Mhz Signal, oberwelle 
vom Quarz oder? Die Motor PWM sehe ich nirgendwo.....

Was mein Ihr dazu???

Gruß
Falko

von Olek (Gast)


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Kannst du dir nicht eine Schirmung wenigstens um die Prüflinge und die 
Sonden bauen? Es muss ja nicht der ganze Raum sein der geschirmt ist.

von Falko (Gast)


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mmh ich glaub das wird nicht ganz einfach, muß ja auch dicht sein.... 
mmmh würde es vielleicht was bringen in den Keller zu gehen?

von Olek (Gast)


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Keller ist natürlich besser als das Erdgeschoss. Räume ohne Wlan, Handy 
und Radioempfang sind vorzuziehen :)

von Falko J. (spacefrog)


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So, bin mal in den Keller gezogen, da gibt es kein Handy Empfang.....

Die Messung sieht aber sehr merkwürdig aus... dunkelblau ist Gerät an,
hellblau Gerät aus... habs mal nur bis etwa 30Mhz durchlaufen lassen,
irgendwie ist da jetzt gar kein Unterschied zu erkennen... wenn ich
nicht besser wüßte, würde ich sagen das es keine EMV Störstrahlung
produziert....
Arghhhh...

von Osche R. (Gast)


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So wie im Anhang sieht der Rauschteppich eines R&S ESCI aus, wenn man 
eine 90 Ohm-Stripline als Antenne verwendet.

Deine Feldsonde wird mehr rauschen, insbesondere durch den 
Vorverstärker, aber sooo viel dann auch wieder nicht.


Du bist sicher, dass kein PC im Raum ist? Auch nicht der Messempfänger 
selber?

von Georg A. (Gast)


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So ungefähr die erste Hälfte der Messung (so bis 3MHz) ist eigentlich 
fürn A..., weil da wohl kaum was über Funk rauskommt. Interessant und 
lästig wirds über 10MHz. Dreh den Scanbereich doch mal viel kleiner (so 
50-100MHz), kurbel erstmal von Hand durch und schau nach auffälligen 
Peaks. Die um 100MHz wird man nicht los, aber an allen anderen Stellen 
sind Peaks meistens selbst produziert.

Ansonsten sollte das Prüflabor eigentlich auch sagen, wogegen sie die 
Ferrite eingebaut haben (evtl. ist ja auch ein Messprotokoll vorhanden). 
"Schiffe versenken" soll man da ja eigentlich nicht spielen...

von Andres (Gast)


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Der Hauptanteil der Störungen wird bei 64kHz, der PWM-Frequenz, liegen.
Der Takt des Controller (16MHz) wird kaum das Problem sein, diese 
Störquelle ist nur lokal.

Für 64kHz braucht man eine ganz andere Antenne mit passendem 
Spektrumanalyzer oder ein Messgerät das speziell für die tieferen 
Frequenzen ausgelegt ist.

Schade das die Hameg Frequenzanalyzer nur bis 100kHz gehen, ich finde 
das ein grosser Nachteil. Gerade bei EMV hat man auch viele Störquellen 
unter 100kHz...

Als Beispiel eine Messung einer FL-Röhre mit Elektronischem 
Vorschaltgerät.

von Jörg (Gast)


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Schau Dir doch mal den NF-5030 von Aaronia an, den haben wir für unsere 
EMV eingesetzt (LED Schaltnetzteile) und funktioniert prima. Mit der 
internen 3D Sonden ist er verdammt empfindlich, da findest Du auch noch 
so schwache Störer und mit externen Probes kannst Du dann auf die 
Schnüffeljagd gehen. Von der Preis/Leistung unschlagbar.

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