Дилан Стинсон, менеджер по маркетингу продуктов в Tektronix, недавно написал статью для Руководства по тестированию ЭМС 2022 Interference Technology: Как создать собственный набор для устранения электромагнитных помех и предварительного соответствия требованиям. Здесь мы хотели поделиться некоторыми ключевыми идеями.
Неудачные испытания на соответствие EMI/EMC, безусловно, могут испортить день инженера-конструктора. Затраты и временные задержки, связанные с неудачным тестом, могут быстро возрасти. Будь то дополнительные расходы на соответствие требованиям и внешнее лабораторное тестирование, затраты времени на отладку или, в некоторых случаях, неожиданное вращение платы, затраты и задержки никогда не бывают хорошими. Чтобы избежать подобных ситуаций, все большее число проектных групп, даже работающих с ограниченным бюджетом, разрабатывают собственные лаборатории для устранения неполадок, связанных с электромагнитными помехами, и предварительного тестирования на соответствие требованиям.
Большой вопрос, конечно, и тот, который Дилан исследует в статье – Действительно ли создание лаборатории EMI стоит времени и усилий?
Рассматривая типичные затраты на испытания на соответствие, необходимо учитывать ряд факторов, в том числе:
- Тип продукта;
- Количество стран;
- Количество поездок во внешний испытательный центр;
- Время разработки и отладки;
- задействованных досок;
- Стоимость сертификационных испытаний.
Хотя более чем вероятные дополнительные расходы не включены, Дилан подсчитал, что типичные затраты на тестирование на соответствие электромагнитным и электромагнитным помехам могут составлять от 17 000 до 55 000 долларов, но реальные сценарии, которыми он делится, добавляют сложности и проблем:
Команда разработчиков годами отправляет продукты в испытательный центр и пользуется услугами внешнего поставщика безэховых камер для подготовки к соответствию требованиям. Для последних двух продуктов, которые они разработали, они оценили 40 поездок в год по цене 700 долларов за полдня, что в сумме составляет 28 000 долларов. Кроме того, они оценили стоимость полного тестирования на соответствие, которое включает в себя больше, чем просто тестирование на выбросы, примерно в 30 000 долларов.
Одна команда столкнулась с серьезной проблемой, поскольку целый год пыталась выяснить, откуда берется «шум» в их продукте. Чтобы протестировать продукт, они отправились в лабораторию с безэховой камерой для предварительного сканирования по цене 1250 долларов в час на техника, оборудование и камеру. Они ходили в лабораторию раз в квартал с 12 досками. В некоторых случаях они проводили целый день. При анализе своих расходов на предварительное соответствие EMC/EMI они обнаружили, что они понесли расходы на лабораторию в размере около 30 000 долларов США в год, не говоря уже о задержках продуктов и потерянном времени персонала. Это число также не включает фактические затраты на сертификацию.
По мере роста сложности и уменьшения количества компонентов важно находить и выявлять проблемы до начала производства — во время разработки продукта. Здесь в игру вступает предварительное тестирование. Предварительное тестирование на соответствие пытается максимально воспроизвести способ проведения полных тестов на соответствие и сравнить с фактическими пределами испытаний на выбросы. Для этого требуется откалиброванная антенна электромагнитных помех, знание коэффициентов усиления или потерь в измерительной системе и таблицы предельных значений излучения, основанные на интересующих стандартах.
Хотя это обычно делается в полубезэховой камере, это может привести к значительным расходам и не всегда может быть необходимо при использовании современного оборудования и программного обеспечения. Некоторые анализаторы спектра, сконфигурированные с программным обеспечением для предварительного соответствия ЭМС, поддерживают точное измерение окружающей среды, когда устройство выключено, обеспечивая базовый уровень присутствующего радиочастотного шума. Вычитание этого из фактического измерения с использованием математической трассировки позволит вам различать отказы, исходящие от тестируемого устройства и окружающей среды.
Создание собственной лаборатории по устранению неполадок электромагнитной совместимости/электромагнитных помех и предварительному тестированию на соответствие требованиям не так сложно, как может показаться. Вот общий список того, что вам понадобится:
1. Анализатор спектра или осциллограф с поддержкой РЧ
Те анализаторы спектра, которые поставляет Tektronix, включают:
- RSA306B;
- RSA500;
- RSA600;
- остальное семейство инновационных осциллографов Tektronix.
2. Антенны и датчики
Для тестирования на соответствие требованиям ЭМС наиболее распространенными являются:
- Петля: 10 кГц-30 МГц;
- Boconical: 25 МГц-300 МГц;
- Логарифмический: 300 МГц-1 ГГц;
- Рупор: 1–26 ГГц.
3. Сеть стабилизации импеданса линии
4. Предусилитель
5. Штатив для антенны
6. Коаксиальные кабели
7. Поворотный стол
8. Тестовая среда