EMC-check Introduktion Inom skogsindustrin finns ett ökat behov av att ha en datauppkoppling direkt till skogsmaskinerna för överföring av avverknings information. För att kunna få en tillförlitlig kommunikationslänk får det inte finnas några störningar i det frekvensband som kommunikationslänken arbetar. Den valda tekniken inom skogsindustrin är CDMA2000 vid 450MHz. Upplänk 453-457,5MHz och nerlänk 463-467,5MHz. Metod Vid mätning av spektrum mäts först spektret upp när skogsmaskinen är avslagen för att kunna dra ifrån de störningar som ej generas av skogmaskinen. Därefter mäts spektrum och APD [1,2] upp när maskinen körs med några olika belastningar och annan utrustning på maskinen påslagen t.ex. Xenon-strålkastare. En öppen avverkningsplats där man kan ställa upp en skogsmaskin och mätutrustning krävs. Mätningarna görs ifrån 4 vinklar på 2 skogsmaskiner, se bild 1, och en mätning då mätsystemet är direkt inkopplad till antennporten för CDMA2000/450 systemet. Den utrustning som använts är en bredbandig antenn och spektrumanalysator. Utrustningen styrs av Matlab på en PC och kopplas enligt bild 2. APD är en statistisk amplitud fördelning över hur en strösignal är fördelad, beskriven av Spaulding[1], Shepard[2]. Den definieras som del av tiden störningen överstiger eller är lika med ett tröskelvärde t [3,4]. T 0 mättiden, D n är när den tid pulsen överstiger tröskelvärdet och k är antalet pulser i följd. N 1 APD ( t ) D k T 0 k 1
Aggregat Fram Bak I dessa mätningar görs en referensmätning då skördaren är helt avslagen. För att sedan gör mätningar när skördaren är i arbete. Sedan jämförs referens APD med den APD som har mätts när skördaren är i arbete. APD går att omvandla till en cumulative distribution function (CDF) som är en betydligt vanligare använd fördelning enligt följande CDF = 1- APD. Mer ingående information om mätuppställningen se [3]. Mätutrustning - Chase BiLog 6112A antenn 30MHz 2GHz - Spektrumanalysator Rohde & Schwarz FSQ - PC med Matlab Mätobjekt - Skördare; Ponsse Ergo, Årsmodell 2006, Appendix A - Skördare; Valmet 941, Årsmodell 2009, Appendix B Bild 1: Mätpunkter på skogsmaskin R&S FSQ PC with Matlab GUI, APD & Power Calculations LAN Bild 2: Mätuppställning
Resultat Resultatet av ett antal mätningar på två olika skördare är att själva maskinen inte genererar några störningar som inverkar på CDMA2000/450 systemet. Detta beror på att det mesta på maskinen är styrt med hydraulik. På en av skördarna (Ponsse) genererade matningen till xenonljusen kraftiga störningar. Se bild A19 och A22. Nivån på störningen ligger runt -85dBm som kan jämföras med -90dBm på CDMA2000/450 signalen från referensmätningen, se bild A17. Detta kunde inte se på det andra mätobjektet (Valmet). Valmetmaskinen var fabriksny och hade originalmonterade xenonljus medan Ponssemaskinen är äldre och xenonljusen är av äldre konstruktion samt förmodligen monterade i efterhand. Störsignalen ligger i samma nivå som känslighetströskeln på CDMA-systemet. Nivåer som dessa leder med stor sannolikhet till totalt kommunikationsbortfall inte bara i situationer då skördaren befinner sig i oländig terräng eller långt ifrån basstationen. Signaler i appendix: A1-A6,A11,A13,A17,A18: Två CDMA2000/450 nedlänkskanaler och DVB-T kanal. B1-B6,B11,B13,B17-B19: Två CDMA2000/450 nedlänkskanaler och DVB-T kanal. A4-A6,A17,A18: Bärvåg på 440MHz. B18: CDMA2000/450 upplänk. Slutsats Normalt generar en skördare inte några störningar i CDMA2000/450-bandet men med extrautrustning monterad finns ingen garanti. När elektrisk extrautrustning monteras på i efterhand är det god ide att göra en EMC-mätning för att försäkra sig om att denna inte genererar några störningar. När äldre maskiner med xenonljus används och kommunikationen fungerar dåligt kan föraren slå av ljusen för att se om kommunikationslänken fungerar bättre. Referenser [1] A.D. Spaulding and D. Middleton, Optimum reception in an impulsive interference environment Part I: Coherent detection, IEEE Trans. on Commun., vol. COM-25, No 9, pp. 910-923, September 1977. (2007) The IEEE website. [Online]. Available: http://www.ieee.org/ [2] R.A. Shephard, Measurements of amplitude probability distribution and power of automobile ignition noise at HF, IEEE Trans. Veh. Technol., vol. VT-23, No 3, pp. 72-83, August 1974. M. Wegmuller, J. P. von der Weid, P. Oberson, and N. Gisin, High resolution fiber distributed measurements with coherent OFDR, in Proc. ECOC 00, 2000, paper 11.3.4, p. 109. [3] J. Chilo, C. Karlsson. P Ängskog, P. Stenumgaard, Impulsive noise measurment methologies for APD determination in M2M environments, EMC Austin, August 2009. [4] CISPR 16-1-1, (2 nd Ed). Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods Part 1-1: Radio disturbance and immunity measuring appartus Measurement apparatus, CISPR/A/642/FDIS, pp. 31-32, 67-70, December 2005.
Appendix A Bild A1: Referens mätning, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz. Bild A2: Referensmätning, span 30MHz-3GHz, RBW 30kHz.
Bild A3: Bak, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz. Bild A4: Fram, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz.
Bild A5: Höger, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz. Bild A6: Vänster, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz.
Bild A7: Referens APD, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s. Bild A8: APD fram, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.
Bild A9: ADP bak, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s. Bild A10: APD vänster, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.
Bild A11: ADP Höger, Frekvens 460MHz, RBW 3MHz, Mättid 5s. Bild A11: Xenonljus av, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz.
Bild A12: Xenonljus av Span 30MHz 3000MHz RBW 30kHz. Bild A13: Xenonljus på, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz.
Bild A14: Xenonljus på, span 30MHz 3000MHz, RBW 30kHz. Bild A15 APD: Xenonljus av, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.
Bild A16: APD xenonljus på, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.
Bild A17: Referens 450 antenn, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz. Bild A18: Tomgång 450 antenn, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz.
Bild A19: Xenonljus på 450 antenn, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz. Bild A20: Referens APD 450 antenn, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.
Bild A21: Tomgång 450 antenn, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s. Bild A22: APD xenonljus på 450 antenn, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.
Appendix B Bild B1: Referens mätning, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz. Bild B2: Referensmätning, span 30MHz-3GHz, RBW 30kHz.
Bild B3: Bak, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz. Bild B4: Fram, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz.
Bild B5: Höger, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz. Bild B6: Vänster, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz.
Bild B7: Referens APD, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s. Bild B8: Bak, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.
Bild B9: Fram, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s. Bild B10: APD vänster, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.
Bild B11: Höger, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s. Bild B11: Xenonljus av, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz.
Bild B12: Xenon av, span 30MHz 3GHz, RBW 30kHz. Bild B13: Xenon på, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz.
Bild B14: Xenon på, span 30MHz 3GHz, RBW 30kHz. Bild B15: ADP xenonljus av, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.
Bild B16: ADP xenon på, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.
Bild B17: Referens 450 antenn, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz. Bild B18: Tomgång 450 antenn, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz.
Bild B19: Xenonljus på 450 antenn, span 400MHz 500MHz, RBW 30kHz. Bild B20: Referens APD 450 antenn, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.
Bild B21:APD tomgång 450 antenn, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s. Bild B22: APD xenonljus på 450 antenn, frekvens 460MHz, RBW 3MHz, mättid 5s.