EMV-Messtechnik

Wenn der Prüfling den EMV-Test nicht besteht

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Eine potenzialfreie Einkopplung über Trafo

Ähnliche Probleme treten auch bei Burst-Tests auf. Hierbei hat man jedoch weitere Möglichkeiten, die Störimpulse in den Prüfling einzukoppeln:

Neben einer Netznachbildung oder einer kapazitiven Koppelzange stehen auch Bursttransformatoren zur Verfügung, mit denen eine potentialfreie Einkopplung möglich ist (Bursttransformator PT4, Bild 4). In Kombination mit einer Metallfläche ergibt sich folgende Situation:

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Der Burstgenerator erzeugt eine Ausgangsspannung bezogen auf sein Gehäuse (Ground) und speist damit den Bursttransformator PT4. Dessen Ausgang ist symmetrisch und potentialfrei. Damit kann ein Störstrom durch den Prüfling erzeugt werden, ohne dass ein Rückstrom zum Burstgenerator fließt. Durch einen großen Abstand zwischen Burstgenerator und Bursttransformator werden parasitäre Kapazitäten verringert und die Wirksamkeit der galvanischen Trennung verbessert. Je nach Wahl der Anschlusspunkte im Prüfling werden verschiedene Bereiche des Prüflings – gezielt ausgesuchte Leiterkarten, Filter oder auch Steckverbinder – mit Störstrom beaufschlagt und das Fehlerbild beobachtet.

Wird die zusätzliche Metallfläche mit der Stromversorgung des Prüflings, dem Ground eines Oszilloskops bzw. dem Ground weiterer angeschlossener Geräte verbunden, werden Spannungsdifferenzen zwischen diesen Geräten stark verringert. Jetzt ist es in vielen Fällen möglich, mit normalen Tastköpfen zu arbeiten und Signale des Prüflings direkt zu oszillografieren.

Eine Fehleranalyse durch Feldquellen

Eine weitere Möglichkeit zur Fehleranalyse bieten Feldquellen. Mit deren Hilfe können lokal in sehr kleine Bereiche des Prüflings magnetische oder elektrische Felder eingekoppelt werden. Durch systematische Untersuchung des Prüflings lässt sich sehr schnell erkennen, welche Schaltungsteile – oftmals sogar welche Signalleitung - welche Funktionsfehler verursachen können.

Daneben gibt die Art der verwendeten Feldquelle Hinweise auf Gegenmaßnahmen: Wird der kritische Fehler durch elektrische Felder hervorgerufen, werden hochohmige Schaltungsteile beeinflusst, bei Magnetfeldern reagieren Leitungen mit niederohmigem Treiber. Für eine Bewertung von Gegenmaßnahmen eignet sich dieser Aufbau jedoch nur bedingt. Für quantitative Aussagen über Verbesserungen ist immer ein Aufbau nach Bild 2 oder 3 vorzuziehen.

Insbesondere bei Untersuchungen zur HF-Störfestigkeit ergibt sich ein weiteres Problem: Wird in den Prüfling HF eingekoppelt, wird er mit allen angeschlossenen Kabeln zu einer Sendeantenne. Die Umgebung wird dabei unzulässig gestört. Hier bietet es sich an, das Schirmzelt aus Bild 3 für den Prüfling zu nutzen: eine Nahfeldsonde wird als HF-Quelle verwendet und über den Signalgenerator und Leistungsverstärker angesteuert. Der gesamte Aufbau befindet sich im Schirmzelt, die Verbindung zu Oszilloskop bzw. Laptop erfolgt durch die gefilterten Durchführungen in der Grundplatte des Schirmzeltes.

Alternativ können HF-Generator und Verstärker zur leichteren Bedienung außerhalb des Schirmzeltes aufgebaut und über eine der gefilterten Durchführungen mit dem Leistungsverstärker verbunden werden. Auch bei diesem Aufbau werden alle zum Prüfling führenden Leitungen auf kurzem Weg kapazitiv oder galvanisch mit der Grundplatte verbunden.

* Jörg Hacker forscht, entwickelt und berät auf dem Gebiet der EMV bei Langer EMV in Bannewitz bei Dresden.

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