Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik EMV-Test wie selbst durchführen?


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von Richard L. (boyington)


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Hallo Zusammen,
wir haben ein Multimedia-Gerät gebaut, es besteht aus 1x 55" Display, 1x 
Raspberry Pi 3 Model-B mit USB LTE-Stick und 1x 5V-Netzteil für 
Raspberry.

Das Gerät kann Verkehrsinfo über USB LTE-Stick und Raspberry empfangen, 
dann wird Verkehrsinfo über HDMI-Kabel auf 55" Display angezeigt.

Um das Gerät später zu verkaufen brauchen wir vorher eine 
CE-Kennzeichnung und EMV-Test zu machen. Allerdings bevor wir das Gerät 
ins EMV-Labor schicken, wollen wir mit passenden Messgeräten den 
EMV-Test zuerst selbst  grob durchführen, um etwas Geld und unnötigen 
Aufwand zu sparen (Falls bei eigenem EMV-Test durchgefallen ist, wird 
das Gerät optimiert).

Ich habe nun gar keine Ahnung davon, welche DIN-Normen für EMV-Test und 
welche nicht so teure Messgeräte sollen wir vorher für unser Gerät 
bestellen.

Ich habe irgendwo gelesen, dass man vielleicht DIN EN 55032 
(Funkstörungen von Multimedia Gerät) und EN 61000 braucht.

Ich hätte gern von euch ein Paar Vorschläge. Danke für die 
Hinweise/Antwort im Voraus!


Viele Grüße
Boyington

: Verschoben durch Moderator
von Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)


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Burst, Surge, ESD, Störfestigkeit gestrahlt und geleitet und 
Störaussendung gestrahlt und geleitet kann man nicht mit billigen 
Hausmitteln simulieren.

Sucht euch einen EMV-Dienstleister in der Nähe, der 
entwicklungsbegleitende Prüfungen anbietet!

Unsere Projekte rechnen grundsätzlich 2.500 € für EMV-Prüfungen in die 
Entwicklungskosten. Und nur deswegen so wenig, weil wir ein eigenes 
Labor für die NF-Prüfungen haben...

Da führt kein Weg dran vorbei!

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Richard L. schrieb:
> Ich habe nun gar keine Ahnung davon, welche DIN-Normen für EMV-Test und
> welche nicht so teure Messgeräte sollen wir vorher für unser Gerät
> bestellen.

Ganz realistisch?
Investiere das Geld lieber in ein paar Tage entwicklungsbegleitende 
EMV-Tests in einem Labor deiner Nähe.


Mach dir vorher ein paar Gedanken, in welcher Umgebung (Haushalt, 
Industrie,...) das Gerät eingesetzt werden soll, welche Ein- und 
Ausgänge es gibt, wie lang etwaige Leitungen sein werden (>3m: 
Surge),...


Ein Tag im Labor kostet entwicklungsbegleitend vielleicht unter 1000€ 
(Abnahme mit CE vielleicht 1200, das variiert natürlich von Labor zu 
Labor) und du kannst dich mit den Prüfern über die Normen und die 
Prüfabläufe unterhalten und dich ein bisschen beraten lassen.
Und du hast schon eine grobe Einschätzung, ob dein Gerät einigermaßen 
Normen einhält.


Ohne größeren Aufwand lässt sich eigentlich eh nur die leitungsgebundene 
Störfestigkeit testen. Ein gebrauchter emtest UCS 500 für Burst und 
Surge liegt bei vielleicht 5000€.
Dazu brauchst du dann noch einen EMV-Arbeitsplatz (geerdete Metallplatte 
aufm Tisch), diverse Koppelnetzwerke, die man recht leicht selber bauen 
kann,...

Sobald es an aus- und eingestrahle Störungen geht, brauchst du 
idealerweise eine Absorberhalle oder mindestens eine große Kiste. Dazu 
dann Signalgeneratoren, Verstärker, Antennen, Testempfänger,....

Ich denke mal, da ist man auch gebraucht insgesamt nicht unter 100k€ 
dabei.

Geh in ein Labor. Die haben alle Geräte da und zusätzlich noch das Know 
How und können dir Tipps geben.

von Alex (Gast)


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Moin,

EMV Vorprüfung mit Hausmitteln sehe ich nur bei selbstgefrickelten 
Schaltungen sinnvoll. Da sieht man evtl. dann irgendwo ein klaffendes 
Problem und kann schonmal gegensteuern. Z.b. extreme Aussendung bei 
selbstgebautem Schaltregler o.ä.

Da ihr nur fertige komponenten zusammensteckt, die einzeln 
wahrscheinlich schon mal irgendeine Prüfung bestanden haben, wird es da 
keine so groben Auffälligkeiten mit Hausmitteln geben.

Da braucht es dann schon eine Kammer und absolute Messungen und ich dann 
auch nur die entwicklungsbegleitende Prüfung empfehlen. Die beraten euch 
dann auch, in welche Klasse das Gerät fällt und was geprüft werden muss.

schönen Gruß,
Alex

von soso... (Gast)


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Richard L. schrieb:
> Das Gerät kann Verkehrsinfo über USB LTE-Stick und Raspberry empfangen,
> dann wird Verkehrsinfo über HDMI-Kabel auf 55" Display angezeigt.

Mit HDMI wird das herausfordernt. Das übliche IT-Equipment erfüllt keine 
Abstrahlungsnorm dieser Erde, Ferrite hin, Ferrite her. Besorg dir 
gleich mal einen großen Satz guter Kabel.

Für die Abstrahlung bei HDMI rate ich dir dringend: Suche eine 
Möglichkeit zur Precompliance-Messung. Eine Firma, die dich für einen 
kleinen Betrag ihre TEM-Zelle oder derartiges benutzen lässt.
Denn eine Runde TÜV ist teuer. Und HDMI ist ganz großes Kino...

Sonst wäre zu sagen:
Wie Andere schon erwähnten - die EMV-Prüfung wirst du bei einem 
Dienstleister machen lassen müssen. Lass es dir von mehreren anbieten.

Wichtig ist folgendes:
Als Anfänger solltest du dir eine komplette Abnahme anbieten lassen. Ein 
guter Dienstleister kann dir auch gleich sagen, was du für Normen zu 
erfüllen hast, und welche Grenzwerte gelten.
Das herauszufinden ist nämlich nicht ganz einfach, wenn man das noch nie 
gemacht hat.
Frag bei mehreren nach.
Wichtig ist auch: Nicht einfach nur das Gerät hinschicken und 
Prüfbericht schicken lassen, sondern fahr hin. Du kannst Modifikationen 
vor Ort machen, und du kannst dir ansehen, wie die Sache so abläuft. Oft 
lässt sich ein eigentlich verpatztert Test noch vor Ort retten.

Wir rechnen rund 5k - 10k für diese Sache für ein Projekt. Für jede 
Runde, die du drehen darfst.

von Richard L. (boyington)


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Vielen Dank für eure ausführliche Antwort!

Es scheint, dass ich auf eignen EMV-Test mit billigen Messgeräten 
verzichten sollte.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Richard L. schrieb:
> Es scheint, dass ich auf eignen EMV-Test mit billigen Messgeräten
> verzichten sollte.

Weil es für die Anwendung keine billigen Messgeräte gibt. Da könntest du 
die Messwerte genau so gut würfeln.

von oszi40 (Gast)


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Richard L. schrieb:
> grob durchführen, um etwas Geld und unnötigen Aufwand zu sparen

Lies mal für erste frühe Erkenntnisse 
https://www.mikrocontroller.net/articles/EMV_Einfache_Tester

von Flaschen Zähler (Gast)


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> Da ihr nur fertige komponenten zusammensteckt, die einzeln
wahrscheinlich schon mal irgendeine Prüfung bestanden haben, wird es da
keine so groben Auffälligkeiten mit Hausmitteln geben.

Das ist leider eine voellig unrealistische Annahme.
Genauso kann man komponenten zusammenstecken, die
keine Sicherheit beinhalten. Produktesicherheit
ist uebrigens auch Teil von CE.

Hausmittel .. was sind Hausmittel ? Ein Spektrumanalyzer ?
Ohne so einen wird man sich kaum mit Funkgeschichten
auseinander setzen wollen.

von Richard L. (boyington)


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Moin,
noch eine Frage an euch alle:

Wenn ein Elektroprodukt eine CE-Kennzeichnung hat, egal wo es 
hergestellt wurde, dann weiß man automatisch, dass dieses Produkt eine 
EMV-Prüfung schon bestanden hat?
D. h ist EMV-Prüfung ein Bestandteil von CE-Kennzeichnung oder haben die 
beiden miteinander nichts zu tun, muss EMV-Prüfung extra durchgeführt 
werden, obwohl das Produkt eine CE-Kennzeichnung hat?

Danke für die Antwort nochmals!

Viele Grüße

: Bearbeitet durch User
von fhdhgsdfhd (Gast)


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Noch ein Punkt, du hast LTE mit drauf... damit fällst du gleich noch in 
Funkaussendung, was das ganze noch komplizierter macht. evtl 
verschiedene Sticks von verschiedenen Herstellern bereithalten, das kann 
deutliche Unterschiede machen.

von C. A. Rotwang (Gast)


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Richard L. schrieb:
> Allerdings bevor wir das Gerät
> ins EMV-Labor schicken, wollen wir mit passenden Messgeräten den
> EMV-Test zuerst selbst  grob durchführen, um etwas Geld und unnötigen
> Aufwand zu sparen (Falls bei eigenem EMV-Test durchgefallen ist, wird
> das Gerät optimiert).

Man kann mit Hausmitteln einiges machen, aber keinen exakten Grenzwert 
ermitteln.
Was geht ist "Vorher-Nachher", also vor einer Massnahme und nachher den 
Status messen. Bei ESD-Tests gibt es DIY-Anleitungen wie man mit einem 
Piezofeuerzeug und Kleinteilen, Test-Szenarien nachstellt ( 
Beitrag "EMV Messung mit einfachen Mitteln selbst durchführen" ) und im Amateurfunk legt 
man mal eine (Hand-)funke neben den Probanden und lässt den Scanner 
durchlaufen:
http://www.dg0sa.de/snt.pdf

Das sind sehr lehhreiche Experimente, die man nicht als Technische 
Spielerei" abtun sollte, aber auch keinen zertifizierten EMV-Test 
ersetzen.
R&S hat Handspektrometer zusammen mit einem Satz Probes, so knapp unter 
10k und dann kann man auch mal bei Aaronia vorbeischauen:
https://aaronia.de/spektrumanalysator/emv-pakete/
Allerdings brauch es da auch einige Erfahrung, das man was hilfreiches 
misst und nicht dem Störmist über das Mauskabel aufsitzt.

von soso... (Gast)


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Richard L. schrieb:
> Wenn ein Elektroprodukt eine CE-Kennzeichnung hat, egal wo es
> hergestellt wurde, dann weiß man automatisch, dass dieses Produkt eine
> EMV-Prüfung schon bestanden hat?

Nein.
Ich habe schon mehrere Geräte mit CE in der Schirmkabiene gehabt, die 
die Normen nicht erfüllt haben.

Die Hersteller bescheißen bei Consumerkram was das Zeug hält. Nur wenn 
das "industrial" oder "automotive" oder irgenwas mit "medical" ist, 
stimmts meistens.

HDMI heißt praktisch sicher, dass die Abstrahlung nicht der Norm 
entspricht. Ich habe eine größere Menge HDMI-Geräte vermessen, und 
keines gefunden, das die Grenzwerte auch nur Näherungsweise einhält. Es 
sind meistens die Kabel.

Im Übrigen ist die Sache die:
Nur weil ein Einzelgerät die Normen erfüllt, heißt das nicht, dass es 
die Summe der Einzelgeräte in deinem Gesamtgerät auch tun.
Die Störspekten addieren sich. Einige Störer wie Schaltnetzgeräte sind 
sehr breitbandig, die können ein paar Peaks anderer Geräte über den 
Grenzwert schieben. Ich kenne das Problem aus langjähriger, leidvoller 
Erfahrung.
Konsequenterweise gelten die Messprotokolle der Einzelgeräte auch nicht 
als Nachweis, dass dein Gesamtgerät passt.

Was nicht übrigens heißen will, dass du messen MUSST. Du kannst ja auch 
einfach ohne Messung behaupten, du wäres konform. Die Chance erwischt zu 
werden, ist relativ gering.
Das heißt nicht, das ich dazu raten würde, oder das so tun würde. Im 
Gegenteil, ich finde es eine Riesensauerei. Und es ist ein Risiko dazu.

von Purzel H. (hacky)


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Also. Das Erste was du machen musst, ist herausfinden welche Normen zu 
erfuellen sind. Sinnvollerwseise gehst du zu einem Testcenter fragen. 
Schlussendlich kauft du die Normen bei beuth.de . Ein paar hundert Euro.
Die erste Entscheidung ist der Zielmarkt. Consumer, oder industrial. 
Dann gibt's noch medical, space, automotive und so. Die Zahlen 
(Grenzwerte) in dem Normen unterscheiden sich dort.
Industrial, bedeutet eigentlich geerdetes Metallgehauese, waehrend 
Consumer Plastikgehaeuse heisst. Medical bedeutet hohe Isolationswerte, 
niedere Ableitstroeme. Space bedeutet grosser Temperaturenbereich, 
Strahlenbelastung. Automotive bedeutet grosser Temperaturenbereich.
Neben EMV gibt's noch Produktesicherheit. Auch da unterscheiden sich die 
obigen Kategorien. Da geht es im Wesentlichen um moegliche Schaeden an 
Personen und Sachen, die hervorgerufen werden koennen wenn etwas 
kaputtgeht/schiefgeht. Was geschieht, wenn Relais 1 ausfaellt. Was 
geschieht, wenn der Sensor unterbrochen wird, was geschieht, .. Wie wird 
sichergestellt, dass das Produkt im Fehlerfall in einen sicheren Zustand 
geht.
Und WEEE, die Abfallnorm. Und RoHS, die giftigen Inhaltsstoffe.
Also all die Normen anschaffen. Dann ist ein vielleicht Tausender 
draussen.

Wenn du sicher bist, das das Produkt alles erfuellt, schreibst du CE 
drauf, plus listest die erfuellten Normen drauf, oder im Beipackzettel. 
Falls nicht gehst du durch den Zertifizier-Prozess. Du bist vielleicht 
sicher, dass das Produkt dier Normen erfuellt, weil :
- es ist nur eine kleine Modifikation von frueheren Produkten, die 
durchkamen.
- du bist der Supercrack, der schon duzende Geraete zertifiziert hat.
- Es ist megatrivial. zB drei Transistoren und eine LED. Wobei Prozessor 
schon nicht mehr sicher ist.

Die letzten 3 gelisteten Zielmaerkte wirst du nur mit effektiv gemachten 
Tests beliefern koennen, weil die Kunden das so wollen. Da muss man 
wahrscheinlich auch einen Codereview durchgehen, und nachher wird der 
Produktionsprozess eingefroren, dh es gibt keine Aenderungen mehr.
Bei Lieferungen ins Nicht-EU Ausland muessen die dortigen Regeln befolgt 
werden. In der Regel muss man dort die Nachweise erbringen. Teilweise, 
je nach Branche, zB Flugzeug- und Schiff musst du auch UL Zertifizierung 
haben. Da geht es im Wesentlichen um Brandverhalten.

von Richard L. (boyington)


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Name H. schrieb:
> Also. Das Erste was du machen musst, ist herausfinden welche
> Normen zu
> erfuellen sind. Sinnvollerwseise gehst du zu einem Testcenter fragen.
> zB Flugzeug- und Schiff musst du auch UL Zertifizierung
> haben. Da geht es im Wesentlichen um Brandverhalten.

Danke für die super ausführliche Antwort, sehr nützlich für mich, schon 
dreimal durchgelesen!

: Bearbeitet durch User
von Richard L. (boyington)


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soso... schrieb:
> Richard L. schrieb:
>> Wenn ein Elektroprodukt eine CE-Kennzeichnung hat, egal wo es
>> hergestellt wurde, dann weiß man automatisch, dass dieses Produkt eine
>> EMV-Prüfung schon bestanden hat?
>
> HDMI heißt praktisch sicher, dass die Abstrahlung nicht der Norm
> entspricht. Ich habe eine größere Menge HDMI-Geräte vermessen, und
> keines gefunden, das die Grenzwerte auch nur Näherungsweise einhält. Es
> sind meistens die Kabel.
> Das heißt nicht, das ich dazu raten würde, oder das so tun würde. Im
> Gegenteil, ich finde es eine Riesensauerei. Und es ist ein Risiko dazu.

Vielen Dank dafür!

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Richard L. schrieb:
> ... Allerdings bevor wir das Gerät
> ins EMV-Labor schicken, ...

Ich würde vorschlagen mit zum Test zu gehen.
Im Idealfall kennt keiner das Gerät besser als der Entwickler.

>
> Ich habe nun gar keine Ahnung davon,
> ...

An dem Punkt waren wir alle mal.
Such Dir für den ersten Durchgang einen Dienstleister, der Dich durch 
das Thema durchspricht. Entweder von der benannten Stelle oder einen 
unabhängigen Dienstleister (der ggf. einen günstigeren Stundensatz hat).
Wo ist Dein Standort? Vielleicht findet sich hier im Forum jemand.

> Ich hätte gern von euch ein Paar Vorschläge. Danke für die
> Hinweise/Antwort im Voraus!

Bitte.

von Flaschen Zähler (Gast)


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Ja, Beim Test im Testcenter unbedingt dabei sein. Das ist unglaublich 
lehrreich. Die Spezialisten dort beraten dich gerne, auch waehrend die 
Messung laeuft, ist somit inklusive.

von oszi40 (Gast)


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Richard L. schrieb:
> DIN-Normen

Der Beuth-Verlag verkauft sie. Es kann evtl. vorteilhafter sein, erst 
mal passende DIN-Taschenbücher zu beschaffen und später nur die 
Spezialitäten zu kaufen, wenn man keine Uni an der Hand hat, wo man mal 
nachsehen kann.

von Andi (Gast)


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soso... schrieb:
> HDMI heißt praktisch sicher, dass die Abstrahlung nicht der Norm
> entspricht. Ich habe eine größere Menge HDMI-Geräte vermessen, und
> keines gefunden, das die Grenzwerte auch nur Näherungsweise einhält. Es
> sind meistens die Kabel.

Einspruch! Tatsächlich sind die armen Kabel niemals schuld daran.
(Wie sollen die denn auch Störungen produzieren?)

Die Kabel transportieren nur die Störungen, die auf den Leiterplatte mit 
miesen bzw. auf billig getrimmten Designs generiert werden, nach außen.

Wie heißt es so schön: "Töte nicht den Boten..." ;)

Merkt man sehr gut und oft daran dass das auch dann passiert wenn z.B. 
HDMI oder USB inaktiv ist und man nach Anstecken des Kabels trotzdem 
durch den Test rasselt.

Nicht ohne Grund hängen in den EMV-Prüfkammern Unmengen an 
Ferritdrosseln für Kabel herum.
Damit kann man die wahren Probleme wunderbar kaschieren, aber niemals 
beheben.

Deswegen sind EMV-Tests ohne angeschlossene Kabel sinnfrei bzw. dienen 
eher ausschließlich der Selbsttäuschung...

von Uwe M. (uwe_mettmann)


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Andi schrieb:
> Einspruch! Tatsächlich sind die armen Kabel niemals schuld daran.
> (Wie sollen die denn auch Störungen produzieren?)

So absolut formuliert, also ohne Ausnahme zulassend, ist diese Aussage 
natürlich falsch.

Über HDMI-Kabel werden hochfrequente Signale übertragen und es bedarf 
einer Mindestqualität des Kabels, damit diese Signale nicht auch 
abgestrahlt werden.

Natürlich hast du insofern recht, dass häufig das Design der Geräte so 
schlecht ist, dass trotz guter HDMI-Kabel (die es allerdings selten 
gibt) das Kabel zu starke Störungen abstrahlt und das diese Störungen 
oft nicht durch das HDMI-Signal herrühren, sondern anderen Ursprungs 
sind. In diesen Fällen ist meist die Masse verseucht und der Schirm des 
angeschlossenen HDMI-Kabels wirkt dann als Antenne, die die Störungen 
effektiv abstrahlt.


Gruß

Uwe

von soso... (Gast)


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Andi schrieb:
> Einspruch! Tatsächlich sind die armen Kabel niemals schuld daran.
> (Wie sollen die denn auch Störungen produzieren?)

Man kann natürlich argumentieren, die Quelle für die Energie ist der 
HDMI-Transmitter, streng genommen ist das richtig.

Bei der Summe der Abstrahlung spielt das Kabel aber eine große Rolle. Da 
spielen Dinge wie Impedanzsprünge (im Stecker beispielsweise) eine 
Rolle, die führen zu Reflexionen. Reflexionen können Abstrahlung 
verursachen.
Und wie der Schirm aufgelegt ist, ist natürlich auch wichtig.
Und natürlich ist ein Kabel auch immer die bevorzugte Antenne für 
andersweitig produzierte Störungen.

Wir verwenden Kabel aus dieser Quelle:
https://www.ttl-network.de
Die Empfehlung kam von einem EMV-Prüfinstitut.
Tatsächlich macht das einen Unteschied um die problematischen 10dB oder 
so. Zumindest unsere Geräte sind damit "sauber", d.h. in Summe unter dem 
Grenzwert.

Mich würden mal Vergleichsmessugnen mit einem TDR interessieren, ich 
habe schon überlegt, eines zu bestellen. Aber für den Preis eines 
solchen kann ich lange Wochen im EMV-Labor basteln :-(

von Alex (Gast)


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Moin,

Bei einer Schulung ging es auch mal um HDMI Abstrahlung und gab einen 
Tip vom experten.

Problem sieht oft so aus... Gesamtsystem mit Monitor strahlt zu viel... 
ohne Monitor kein Problem. Könnte man natürlich meinen, der Monitor ist 
schlecht geschirmt oder billig gebaut und dann fleißig Ferrite 
vorsehen...

Bei der Schulung wurde aber der Tip gegeben, dass es oft an den Kabeln 
liegt. Viele HDMI Kabel (auch billige) haben wohl Leitungen, die nicht 
gar nicht benutzt werden (nur auf einer Seite angeschlossen sind) und 
diese Leitungen sind dann das Problem!
Also unbedingt ein Kabel nutzen, dass nur die tatsächlich benötigten 
Leitungen drinnen hat!

HDMI prüfe ich nie, deswegen kann ich selbst da nicht viel zu sagen.

schönen Gruß,
Alex

von Dieter R. (drei)


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C. A. Rotwang schrieb:
> R&S hat Handspektrometer zusammen mit einem Satz Probes, so knapp unter
> 10k und dann kann man auch mal bei Aaronia vorbeischauen:
> https://aaronia.de/spektrumanalysator/emv-pakete/
> Allerdings brauch es da auch einige Erfahrung, das man was hilfreiches
> misst und nicht dem Störmist über das Mauskabel aufsitzt.

Vorbeischauen kann man bei vielen, aber bevor man sich eigenes 
Messequipment zulegt, sollte man sich UNBEDINGT mit den Anforderungen 
daran auseinandersetzen und sich SICHER sein, dass die ins Auge 
gefassten Geräte diese Anforderungen auch erfüllen. Bei R&S bestehen da 
keine Bedenken.

Die lange Diskussion hier über HDMI-Kabel wundert mich übrigens ein 
bisschen. Ich habe in den letzten Jahren mehrfach Geräte mit 
HDMI-Verkabelung für industrielle Zwecke zertifizieren lassen. Wir haben 
handelsübliche Kabel von Markenanbietern genommen, Ferritkern war in der 
Regel notwendig, sonst keine Auffälligkeiten an dieser Stelle.

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