Forum: HF, Funk und Felder Wer hat Erfahrung mit Precompliance EMI mit Siglent SSA3021?


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von Friedrich J. (6a66)


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Hallo Kollegen,

ich suche jemanden, der Precompliance EMI mit dem Siglent SSA3021 macht, 
speziell CISPRxx abgestrahlt, und der mir ein bisschen Hilfestellung 
geben kann. Ich wünsche für ein Gerät eine Vorbeurteilung der EMI 
Compliance nach CISPR32 30...1000MHz durchzuführen um aus verschiedenen 
DC/DC POL Wandlern hinsichtlich Ihres Störspektrums den geeignetsten 
auszusuchen.

a) Kann die Kombi SSA3021 mit EMI Option und der kostenlosen SW 
tatsächlich vernünftig für die Beurteilung verwendet werden?
b) Welche Antenne wird dazu verwendet?
c) Auf was sollte ich achten?

rgds

von Bernd (Gast)


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DC/DC-Wandler arbeiten ungefähr mit Schaltfrequenzen zwischen 20 kHz und 
500 kHz. Da dürften eher die leitungsgebundenen Störungen bis 30 MHz 
interessant sein.
Außerdem sollte man den Wandler nicht einfach 'isoliert' betrachten, 
sondern als Teil eines Gesamtkonzeptes mit Gehäuse, Schirmung, Filter, 
etc. pp.


Friedrich J. schrieb:
> a) Kann die Kombi SSA3021 mit EMI Option und der kostenlosen SW
> tatsächlich vernünftig für die Beurteilung verwendet werden?
Vermutlich schon, man braucht auch man noch eine Antenne und/oder 
Netznachbildung und/oder Koppelzange. Außerdem wird man mit der Antenne 
auch jeden Rundfunksender und jede Basisstation sehen. Man will also 
auch noch einen geschirmten Raum oder zumindest einen Keller.

> b) Welche Antenne wird dazu verwendet?
Eine, die für den Frequenzbereich geeignet ist und deren Antennenfaktor 
bekannt ist. Der sollte sich sinnvollerweise in der Software als 
Korrekturkurve ablegen lassen.

> c) Auf was sollte ich achten?
Zeit mitbringen, sich in die Thematik einlesen und am besten jemanden 
dabei haben, der schon etwas Erfahrung auf dem Gebiet hat.

Hier gab es die Tage ein recht brauchbares Webinar zum Thema "EMI 
Interference Analysis and Troubleshooting":

https://gateway.on24.com/wcc/eh/2189485/lp/2180777/emi-interference-analysis-and-troubleshooting/

von Mark S. (voltwide)


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Die Störnebel in Büro- und Industrieumgebung dürften bei weitem zu hoch 
sein um vernünftige Feld-Messungen machen zu können. Wenn es um die 
Messung kleiner Objekte geht könnte eine TEM-Zelle das Mittel der Wahl 
sein. Mein persönliches Fazit nach 20-jähriger EMV-Tätigkeit war- selbst 
leitungsgebundene Messungen an Netznachbildungen waren als 
pre-compliance-Messungen eher fragwürdig. Im Messlabor sah es oft ganz 
anders aus. Wobei die Diskrepanz direkt mit der Störfrequenz zunimmt. 
Feld- Pre-Compliance Messungen habe von daher garnicht erst versucht. 
Ein entsprechendes Labor innerhalb unserer Firma hätte die meiste Zeit 
leer gestanden und von daher war der Besuch im akkreditierten EMV-Labor 
die sinnvollere Wahl.
Dagegen hatte sich die Anschaffung einer normgerechten ESD-Pistole 
innerhalb kurzer Zeit amortisiert. Ähnliches könnte für Surge- und 
Burst-Generatoren auch zu treffen.
Und ja, on-board-buck-converter können sehr wohl auch noch im Feld 
relevant stören. Faustregel: je höher die Ströme, desto schlimmer.
Gerade für Einsteiger ist der Besuch im EMV-Labor ein absolutes Muß, um 
ein Gefühl für die physikalischen Dimensionen zu bekommen um die es hier 
geht.

: Bearbeitet durch User
von Friedrich J. (6a66)


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Hallo Kollegen,

nach etwas Zeit kurz einmal mein Feedback auf Eure Antworten.
Ich suche dezidiert jemanden der die Kombi SSA3021 / Precompliance 
macht, notfalls auch jemanden der Precompliance mit einem anderen 
SpectrumAnalyzder macht.

Bernd schrieb:
> DC/DC-Wandler arbeiten ungefähr mit Schaltfrequenzen zwischen 20 kHz und
> 500 kHz. Da dürften eher die leitungsgebundenen Störungen bis 30 MHz
> interessant sein.
Ist leider nicht so. Leitungsbebunden war der Wandler bis 30MHz zahm, 
abgestrahlt konnte das Problem auf dem Wandler reduziert werden 
(12V->5V, 5A) und das bei reiner ohmscher Last. Das ganze hat etwa einen 
Tag in der Halle gekostet. Das war denn etwa die Hälfte der Kosten für 
den Specci. Aus diesem Grund würde ich den nächsten Hallengang nicht 
mehr ohne Vorevaluierung machen wollen.

Mark S. schrieb:
> selbst
> leitungsgebundene Messungen an Netznachbildungen waren als
> pre-compliance-Messungen eher fragwürdig. Im Messlabor sah es oft ganz
> anders aus. Wobei die Diskrepanz direkt mit der Störfrequenz zunimmt.

Jein. Burst, Surge, ESD, war immer nahezu keine Differenzen bei den 
Geräten die ich bisher gemacht habe (befreundetes Labor im Vergelöich 
zur endgültigen Zertifizierung). Bei diesem Gerät ist das aber alles 
weniger das Problem, hier brauche ich hauptsächlich leitungsgebunden und 
abgestrahlt.

Bernd schrieb:
> Außerdem sollte man den Wandler nicht einfach 'isoliert' betrachten,
> sondern als Teil eines Gesamtkonzeptes mit Gehäuse, Schirmung, Filter,
> etc. pp

Ja, bekannt.

Bernd schrieb:
> Vermutlich schon, man braucht auch man noch eine Antenne und/oder
> Netznachbildung und/oder Koppelzange.

Ja auch bekannt. Deswegen die Frage nach der Antenne. Kennt da jemand 
eine einfache günstige Bikonische? LISN kann ich mich behelfen.

Bernd schrieb:
> Außerdem wird man mit der Antenne
> auch jeden Rundfunksender und jede Basisstation sehen.

Kein Problem, ein Scan ohne Gerät im Freifeld enthüllt hier die 
wichtigsten "Sender". War beim EMV-Dienstleister auch so.

Bernd schrieb:
> und am besten jemanden
> dabei haben, der schon etwas Erfahrung auf dem Gebiet hat.

Ja, genau den suche ich ja. Habe die letzten 5 Jahre einige EMV Gänge 
gemacht, das Thema DC/DC mit 5A ist aber neu. Da suche ich jemanden der 
ein bisschen aus dem Nähkästchen plaudern kann.

Mark S. schrieb:
> der Besuch im akkreditierten EMV-Labor
> die sinnvollere Wahl.

Wenn das ganz nicht mit enoremn Kosten verbunden wäre- wäre es mir auch 
der liebste Gang. Aber leider muss ich das aus eigener Tasche zahlen. 
Und ein Hallentag kostet nun mal etwa 1000EUR. Deswegen eben der Ansatz 
mit der Precompliance.

Mark S. schrieb:
> Dagegen hatte sich die Anschaffung einer normgerechten ESD-Pistole
> innerhalb kurzer Zeit amortisiert. Ähnliches könnte für Surge- und
> Burst-Generatoren auch zu treffen.

Da habe ich Zugriff drauf. Ist aber technsich nicht das Problem.m

von Hans W. (Firma: Dipl.-Ing. Johann Maximilian W) (hans-)


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Friedrich J. schrieb:
> Ja, genau den suche ich ja.

Ich hab dir ein PM geschickt...

Friedrich J. schrieb:
> Kennt da jemand
> eine einfache günstige Bikonische?

https://www.tekbox.com/product/tbma1-biconical-antenna/

Man beachte aber den "Gewinn" von -42dB!

Friedrich J. schrieb:
> LISN kann ich mich behelfen.

Ich hab mir eine selbst gebaut. Der Plan wäre das Design als Open 
Hardware zu veröffentlichen. Ich bin aber noch nicht dazugekommen die 
Unterlagen herzeigbar zu machen...

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von Bernd (Gast)


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Friedrich J. schrieb:
> notfalls auch jemanden der Precompliance mit einem anderen
> SpectrumAnalyzder macht.
Ja, mit einem anderen Analyzer.

> Ist leider nicht so. Leitungsbebunden war der Wandler bis 30MHz zahm,
> abgestrahlt konnte das Problem auf dem Wandler reduziert werden
> (12V->5V, 5A) und das bei reiner ohmscher Last.
Das kann ja dann fast nur über die Anschlussleitungen gehen. Wurden da 
mal ein paar Klappferrite drumrumgepappt?

> Ja auch bekannt. Deswegen die Frage nach der Antenne. Kennt da jemand
> eine einfache günstige Bikonische? LISN kann ich mich behelfen.
Vielleicht ist hier was dabei?
http://www.astro-electronic.de/emv.htm

Antennen mit gescheitem Messprotokoll gibt es z.B. hier:
http://www.schwarzbeck.de/de/antennen-de.html

> Bernd schrieb:
>> und am besten jemanden
>> dabei haben, der schon etwas Erfahrung auf dem Gebiet hat.
>
> Ja, genau den suche ich ja. Habe die letzten 5 Jahre einige EMV Gänge
> gemacht, das Thema DC/DC mit 5A ist aber neu. Da suche ich jemanden der
> ein bisschen aus dem Nähkästchen plaudern kann.
Beim Thema DC/DC muß ich passen. Das laufen die Eigenentwicklungen 
gerade erst an.

von Friedrich J. (6a66)


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Hallo Hans,

Danke fur die Antwort.

Hans W. schrieb:
> Man beachte aber den "Gewinn" von -42dB!

Ja, habe ich schon gesehen. Nach meinen Recherchen hängt das mit der 
Auslegung auf 300...1000Mhz aber der Verwendung ab 30Mhz ab. Das ist 
allen Bikonischen in dieser Größe gemeinsam. Größere Bik8nischee sind 
auf 30...300Mhz ausgelegt  und gehen am unteren Ende nicht so weit 
runter mit dem Gewinn. Ja die Schwarzenbeck kenne ich auch.

Bernd schrieb:
> Das kann ja dann fast nur über die Anschlussleitungen gehen. Wurden da
> mal ein paar Klappferrite drumrumgepappt?

Guter Punkt. Nein, da hat keiner dran gedacht, auch die Leute vom 
Testhaus nicht.

rgds

von Hans W. (Firma: Dipl.-Ing. Johann Maximilian W) (hans-)


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Friedrich J. schrieb:
> Nach meinen Recherchen hängt das mit der
> Auslegung auf 300...1000Mhz aber der Verwendung ab 30Mhz ab.

Ich würde sogar soweit gehen und 150-400MHz sagen... aber ja, so kleine 
Antennen haben nach unten hin einfach ein physikalisches Problem.

Jedenfalls ist deshalb die TEM Zelle interessant. Mit einer 75 Ohm 
Stripline hast du 10cm unterm Septum. Nutzbar bis ca. 350MHz. Meiner 
Erfahrung nach ist das auch sehr gut vergleichbar. Ich habe bei meinem 
früheren Arbeitgeber da mehrere Prüflinge in 2 Hallen (wir hatten eine 
SAC und eine FAC) mit den Messungen in der Stripline verglichen.

Wenn du den Aufbau vernünftig hinbekommst, dann bist du mit den 
Messungen innerhalb der 6dB Messunsicherheit.

Für Vergleiche auf Bauteil/Komponentenebene sollten die 10cm reichen.
Ganze Prüflinge sind wahrscheinlich schwierig da reinzubekommen...

Ein netter Nebeneffekt ist dann auch noch, dass du selbst mit einem 
simplen Signalgenerator gewaltige Feldstärken hinbekommst.

Friedrich J. schrieb:
> Bernd schrieb:
>> Das kann ja dann fast nur über die Anschlussleitungen gehen. Wurden da
>> mal ein paar Klappferrite drumrumgepappt?
>
> Guter Punkt. Nein, da hat keiner dran gedacht, auch die Leute vom
> Testhaus nicht.

Das ist richtig böse... ich würde da mal testhalber zu einem anderen 
Testhaus gehen... das sind eigentlich die absoluten Basics.

So eine Ferrit-Röhre (10-20 Ferrite mit Klebeband zu einer Röhre 
"verbinden"; gerne auch unterschiedliche Kerne damit ein weiterer 
Frequenzbereich abgedeckt wird) ist ungemein hilfreich beim Testen. 
Einfach mit den Laborstrippen 2-3 mal durch und die Kabel sollten ruhig 
sein.

So tastet man sich ran. Gerät aufbauen und messen. Dann alle Kabel 
komplett ruhig machen und wenn's geholfen hat, solange wieder wegbauen 
bis man das Kabel mit den Störer hat.
Eine HF-Stromzange (F51 oä.) hilft alternativ auch beim Suchen!
Eine LISN kann man übrigens bedingt auch über 30MHz verwenden...

Man muss sich immer vor Augen führen, dass man ein abstrahlungsfähiges 
Gebilde haben muss, damit die Störungen rauskommen. Also entweder 
Gleichtaktstörungen auf einer Leitung, oder ein Strom der irgendwo im 
Kreis läuft...

DC/DC Stufen sind eigentlich nicht allzu böse (800V->12V Flybacks mit 
15ns Flanken ausgenommen). Es hängt aber etwas von der Topologie ab wo 
die Probleme auftreten. Wenn das wirklich hauptsächlich gestrahlt ist 
und so um 100+MHz, dann hast du nicht wirklich Chancen mit externen 
Bauteilen was zu verbessern. Dann ist meistens die Trafowicklung (das 
ruhige Potential muss außen sein) oder die Fläche vom springenden 
Potential schuld.

In Sonderfällen gibt's Probleme mit der Koppelkapazität vom Trafo in 
galvanisch getrennten DC/DCs... ansonsten ist das schon in den Griff zu 
bekommen.


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