Mätteknik för F 2018 Störningar

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Mätteknik för F 2018 Störningar"

Rickard Hellström
för 5 år sedan
Visningar:

1 Mätteknik för F 2018 Störningar 1 EMC Elektromagnetisk kompatibilitet Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) är förmågan hos en apparat, utrustning eller system att fungera i sin elektromagnetiska omgivning utan att medföra oacceptabla störningar i denna omgivning. En svensk synonym till kompatibilitet är förenlighet, vilket innebär att EMC kan tolkas som elektromagnetisk förenlighet. 2

EMC Europeiska unionen har beslutat om EMCdirektivet som i Sverige införts genom lagen om elektromagnetisk kompatibilitet (1992:1512) och förordning om elektromagnetisk kompatibilitet (1993:1067)

2 EMC Europeiska unionen har beslutat om EMCdirektivet som i Sverige införts genom lagen om elektromagnetisk kompatibilitet (1992:1512) och förordning om elektromagnetisk kompatibilitet (1993:1067) Regelverket för EMC anger att utrustning ska uppfylla så kallade skyddskrav på emission och immunitet. Det innebär att utrustning ska ha rimlig tålighet mot elektromagnetiska störningar (immunitet) och dessutom inte avge elektromagnetiska störningar med för hög nivå (emission). 3 EMC-problemet Källa Kopplingsväg Mottagare Ex. Motorstyrning 4

3 Källor 200 kw Smartphone 850, 900, 1800, 1900, 2100, 2600 MHz 1 2 W output power 5 Källor 6

4 Kopplingsvägar för störningar Fältburen störning 7 Kopplingsvägar för störningar Ledningsbundet Resistivt, galvaniskt Fältburen Kapacitiv, E-fält, närfält Fältburen Induktiv, H-fält, närfält Fältburen Strålad, EM-fält, fjärrfält 8

5 Kopplingsvägar för störningar Resistiv/galvanisk koppling Ex. Gemensam jordimpedans Ex. Gemensam impedans i matning Spänningsaggregat ZL1 Källimpedans + - ZL1 (i1+i2) Ledningsimpedanser Z i1 Krets 1 ZL2 i1 i2 - ZL2 (i1+i2) + i1 i1+i2 Gemensam jordimpedans Krets 2 i2 Åtgärder för att minska gemensam impedans koppling: Undvik om möjligt gemensamma impedanser Annars, se till att minimera den gemensamma impedansens storlek Ofta är det induktansen i ledningen som ställer till det: V N = -L di L /dt + I L R i2 9 Kopplingsvägar för störningar Kapacitiv koppling Elektriskt fält, C c = Ömsesidig kapacitans I N = -C C dv L /dt V N (Störningsbidraget över Z in ) = I N Z in //R s = -C C dv L /dt Z in //R s Åtgärder för att minska kapacitiv koppling Minimera impedansen i mottagande krets Begränsa bandbredden (dv/dt) Separera kretsarna Skärma med ledande material

6 Kopplingsvägar för störningar Induktiv koppling - Magnetfält, M = Ömsesidig induktans M i 1 i 2 e 1 L 1 di e 1 = -L 1 1 dt - M di 2 dt Varierande magnetfält i en slinga: e = -N df/dt = -NA db/dt Åtgärder för att minska induktiv koppling Minimera slingytor Begränsa bandbredden (di/dt) Separera kretsarna Skärmning med ledande material kan hjälpa för högre frekvenser Skämning med material med hög permeabilitet för låga frekvenser Kopplingsvägar för störningar Strålad koppling, fjärrfält plan våg Fjärrfält då avstånd från källan > l/2p l/6 100 MHz -> l 3 m, l/2p 0,5 m Vågimpedans Z w = E/H = 377 Ohm Åtgärder för att minska induktiv koppling Minimera ledarlängder, slingor Mottagar-antenner Skärmning med ledande material

7 13 Kapacitiv koppling till oscilloskop-ingång Normal högohmig ingång Lågohmig ingång med extern resistans 14

Avkoppling Vid avkoppling ska ledningarna som leder ström med höga frekvenser hållas så korta som möjligt för att induktanserna i ledningarna inte ska ge för stora spänningsfall 15 Avkoppling 1 2 1 2

8 Avkoppling Vid avkoppling ska ledningarna som leder ström med höga frekvenser hållas så korta som möjligt för att induktanserna i ledningarna inte ska ge för stora spänningsfall 15 Avkoppling Strömförbrukande krets 3 Strömförbrukande krets 3 3 Strömförbrukande krets a b Avkopplingskondensatorns placering påverkar störnivån i kretsen. Placering enligt b ger mindre spänningsvariation över kretsen. 16

9 Common mode signal (CM) Ex. Spänningsvariation i jordsystemet ger upphov till common mode signaler i kretsarna ledningsimpedanser R1 R2 i jordledningsimpedans störspänning 17 CMRR Common Mode Rejection Ratio Ex. Likspänningsmätning 18

kortslutningsström vid fel Signaljord Lågimpediv väg för returström

10 SMRR Series Mode Rejection Ratio Ex. Likspänningsmätning 19 Jordning Skyddsjord Lågimpediv väg för kortslutningsström vid fel Signaljord Lågimpediv väg för returström Tumregler Enkelpunkts-jord <1 MHz Multipunkts-jord > 10 MHz Vid höga frekvenser är korta jordledningar ett krav 20

11 Jordning - Jordslingor 21 Jordning Reduktion av jordströmmar genom differentiell mätning ( Kanal A Kanal B) Den varierande jordpotentialen resulterar i en Common modesignal på ingångarna som kan tas bort genom den differentiella mätningen. 22

12 Mätning med oscilloskop Inverkan av kapacitans i kabel Kabelkapacitansen begränsar stigtiden vid mätning 23 Mätning med oscilloskop Prob minskar inverkan av kabelkapacitans Användning av prob ger mer korrekt stigtid 24

13 Mätning med oscilloskop - prob Inverkan av induktans i jordledare Lång jordledare kan ge ringning pga induktans 25 Slut 26

Relevanta dokument

Mätteknik för F 2017 Störningar

Mätteknik för F 2017 Störningar 1 EMC Elektromagnetisk kompatibilitet Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) är förmågan hos en apparat, utrustning eller system att fungera i sin elektromagnetiska omgivning