Langer ESA1 Bedienungsanleitung
Messung der störaussendung einer baugruppe
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Verwandte Anleitungen für Langer ESA1
Inhaltszusammenfassung für Langer ESA1
- Seite 1 LANGER EMV-TECHNIK Bedienungsanleitung Entwicklungssystem Störaussendung ESA1 Messung der Störaussendung einer Baugruppe – Vergleichsmessungen am Entwicklerarbeitsplatz Copyright Dipl.- Ing. Gunter Langer Nöthnitzer Hang 31 01728 Bannewitz 15.05.2002 ESA1-0914bd.doc...
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Seite 2: Inhaltsverzeichnis
Schirmzelt Z23 HF-Stromwandler HFW 21 HF-Ableitung HFA 21 Nahfeldsonden Vorverstärker PA 203 Aufbau des Messplatzes Praktische Vorgehensweise Messung mit ESA1 ChipScan-ESA Software Eingrenzung durch globale Veränderungen am Prüfling Ursachenforschung mit Nahfeldsonden Modifikation der Baugruppe Varianten des Messaufbaus Messung der Gleichtaktkomponente 4.1.1... -
Seite 3: Messverfahren
Das ESA1 eignet sich zur vergleichenden Messung der Störaussendung von Baugruppen unmittelbar am Arbeitsplatz des Entwicklers. Da die Wirkung von EMV-Maßnahmen am Prüfling mit dem ESA1 sofort sichtbar sind, ergibt sich eine deutliche Reduzierung des Zeitaufwandes bei der EMV-Optimierung des Prüflings. -
Seite 4: Komponentenbeschreibung
2 Komponentenbeschreibung Grundplatte GP 23 Die metallische Grundplatte GP 23 (Abbildung 2) bildet die Bezugsfläche des Messaufbaus. Sie beinhaltet die Anschlüsse für die Prüflingsversorgung sowie für die Versorgung und das Ausgangssignal des Vorverstärkers). Abbildung 2 Die metallische Oberfläche gewährleistet eine gleichbleibend gute leitfähige Verbindung zum HF- Stromwandler HFW 21 bzw. -
Seite 5: Schirmzelt Z23
Bei Problemen im UKW-Bereich oder bei besonders hohen Anforderungen an den Prüfling wie z.B. im Automobilbau müssen Störfelder aus der Umgebung durch ein leitfähiges Gehäuse abge- schirmt werden. Da bei einem typischen Messaufbau mit dem ESA1 alle Kabel zum Prüfling entfernt, befiltert oder auf die Grundplatte gelegt werden (kapazitive Kopplung), ist eine Schirmung in unmittelbarer Umgebung vom Prüfling möglich. - Seite 6 Die Vorderseite muss nach dem Schließen sowohl am unteren Rand an die Grundplatte als auch seitlich an die Seitenteile angedrückt werden. Für die Wirksamkeit der Schirmung ist eine durchgehende Verbindung Grundplatte - Schirmzelt ent- scheidend. Abbildung 6 Wird das Zelt wie in Abbildung 7 aufgebaut, sind oberen...
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Seite 7: Hf-Stromwandler Hfw
HF-Stromwandler HFW 21 Der HF-Stromwandler (Abbildung 9 und Abbildung 10) misst hochfrequente Ströme auf Leitungen bis zu einer Frequenz von 1 GHz und leitet diese Ströme auf die Grundplatte ab. Abbildung 10 Abbildung 9 Er ermöglicht die getrennte Messung von HF- Gleich- und Gegentaktströmen. Praktisch geschieht das durch Einschalten des HF-Stromwandlers z.B. -
Seite 8: Hf-Ableitung Hfa
Abbildung 12 Abbildung 13 Nahfeldsonden Je nach Ausstattung Ihres ESA1 erhalten Sie verschiedene Nahfeldsonden zum Messen von hochfrequenten magnetischen und elektrischen Feldern. Die Sonden werden anstelle des HFW 21 an den Vorverstärker angeschlossen und ermöglichen Messungen im Bereich der Baugruppe, auf Leiterzügen und an Bauelementen. -
Seite 9: Vorverstärker Pa 203
Oszillograph betrieben werden kann. Abbildung 14 Bei Messungen mit dem System ESA1 wird der Vorverstärker innerhalb des Schirmzeltes betrieben (Abbildung 15). Für die Ausgangsleitung des Vorverstärkers und dessen Stromver- sorgung sind in der Grundplatte GP 23 Filter vorgesehen. Über das im Lieferumfang enthaltene doppelt geschirmte BNC-Kabel gelangt das Ausgangssignal zum Spektrumanalysator. -
Seite 10: Aufbau Des Messplatzes
Die Verbindung Spektrumanalysator – Grundplatte wird mit dem beiliegenden BNC-Kabel (doppelt geschirmt) hergestellt. 3 Praktische Vorgehensweise Messung mit ESA1 Messungen mit dem ESA1 sind Relativmessungen. Es kommt daher zunächst darauf an, einen Messaufbau festzulegen und den Ausgangszustand zu dokumentieren. Messergebnisse aus vorausgehenden Messungen unter Normbedingungen geben wichtige Informationen über... -
Seite 11: Chipscan-Esa Software
Zur Bestätigung des zweckmäßigen Messaufbaus werden die Messergebnisse zunächst mit den Messergebnissen aus der Fernfeldmessung verglichen. Natürlich werden die Messergebnisse voneinander abweichen. Es kommt jedoch darauf an, die kritischen Frequenzen aus der Fernfeld- messung mit dem hier gewählten Messaufbau wiederzufinden und damit das Vorhandensein der vermuteten Quellen und der vermuteten zugehörigen Auskoppelwege nachzuweisen. - Seite 12 Sichern und Export von Messdaten. Das Sichern einer beliebigen Menge von Messdaten erfolgt in eine Datei. Diese kann bei Bedarf jederzeit von ChipScan-ESA erneut geladen werden. Es ist eine versetzte Aufnahme und Auswertung der Daten möglich. Zudem können neuere mit älteren Messungen verglichen werden. Zur Aufbereitung der Messdaten für eine Publikation oder Dokumentation können beliebige Messkurven wahlweise direkt als Bild oder als .csv-Datei exportiert werden.
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Seite 13: Eingrenzung Durch Globale Veränderungen Am Prüfling
Eingrenzung durch globale Veränderungen am Prüfling In vielen Fällen bietet der Prüfling Möglichkeiten, durch Veränderung des Messaufbaus die Quellen der Aussendung einzugrenzen. Das sind insbesondere: a) geometrische Veränderungen - Abstand des Prüflings zur Grundplatte - Simulation benachbarter Baugruppen oder Gehäuse durch Bleche - An- und Abstecken von Kabeln, Änderung der Kabellänge/Kabellage - Ausschalten einzelner HF-Quellen durch Abstecken von einzelnen Modulen, durch Teilschirmungen bzw. -
Seite 14: Modifikation Der Baugruppe
Bei jeder Messung wird die Stärke des Feldes bei einer bestimmten Frequenz bzw. innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches und bei Magnetfeldmessungen die Richtung der magnetischen Feldlinien durch Drehen der Magnetfeldsonde bewertet. Als HF-Quellen kommen in Frage: elektrische Felder oberhalb von Bauelementen wie z.B. Prozessoren ... -
Seite 15: Varianten Des Messaufbaus
4 Varianten des Messaufbaus Messung der Gleichtaktkomponente 4.1.1 Prüfling mit einem Kabelanschluss Ist nur ein Kabel – z.B. die Stromversorgung – am Prüfling vorhanden, werden die enthaltenen Leitungen zur Filterung durch die Grundplatte GP 23 und danach durch den HFW 21 (Eingang: Power und Ausgang COM) geführt. -
Seite 16: Prüfling Mit Mehreren Kabelanschlüssen
4.1.2 Prüfling mit mehreren Kabelanschlüssen Ziel ist zunächst, einen möglichst einfachen und überschaubaren Versuchsaufbau zu erreichen. Dazu werden alle Kabel, die nicht zwingend für die Funktion des Prüflings erforderlich sind, entfernt. Eine eingeschränkte Funktion durch z.B. fehlende Daten kann meist akzeptiert werden, da wesentliche HF-Quellen auf der Baugruppe auch in diesem Fall noch arbeiten wie die Taktversorgung und der Prozessor, auch wenn sich geringfügige Änderungen durch z.B. -
Seite 17: Beispiel: Messungen An Einem Komplexen Prüfling
4.1.4 Beispiel: Messungen an einem komplexen Prüfling In vielen Fällen werden sich zunächst verschiedene Effekte von verschiedenen HF-Quellen inner- halb des Prüflings überlagern und bei einzelnen Frequenzen zu einer Verstärkung oder zu einer teilweisen Auslöschung der HF-Felder führen. Besonders bei komplexen Prüflingen, die aus mehreren Baugruppen bestehen, ist es daher für eine effektive Ursachenforschung wichtig, den Prüfling in möglichst überschaubare Teile zu zerlegen und einzelne Baugruppen gesondert zu behandeln. - Seite 18 Messung: Es wird nun ein Anschluss COM des HFW 21 kurz mit dem GND des Schnittstellenmodules verbunden (Abbildung 24). Die im Steckverbinderbereich erzeugte Spannungsdifferenz führt zu einem Ausgleichsstrom durch den HFW 21 und seine kapazitive Verbindung zur Grundplatte zurück zu GND der Grundbaugruppe. Dieser Ausgleichsstrom wird mit dem HFW 21 gemessen und ist ein Maß...
- Seite 19 Unmittelbar vom GND-Anschluss des Schnittstellensteckers erfolgt der Spannungsabgriff über ein kurzes Messkabel zu einem COM-Anschluss des HFW 21. Die Modifikationen unmittelbar auf dem Schnittstellenmodul können so bewertet werden. 3) Datenströme, die in das angeschlossene Kabel eingespeist werden Vermutung: Der Schnittstellentreiber speist in die Signaladern des Datenkabels einen HF-Strom, der über die Kabelkapazität Signalader - Schirm Schirm...
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Seite 20: Externe Datenleitungen
Relativmessungen der z.B. vom Prozessor erzeugten Ströme und Felder möglich. Modifikationen von GND- und Versorgungssystem lassen sich gut bewerten. 4.1.5 Externe Datenleitungen Messung des HF-Stromes auf Datenleitungen Zur Messung des HF-Stromes auf Datenleitungen wird die Kapazität der im Normalbetrieb angeschlossenen Leitung nachgebildet und der HF-Strom durch den HF-Stromwandler geführt (Abbildung 28). -
Seite 21: Messung Der Gegentaktkomponente
Messung der Gegentaktkomponente Neben den bislang gemessenen Gleichtaktströmen (Der HF-Strom verläuft auf allen Adern eines Kabels in die gleiche Richtung.) interessieren im unteren Frequenzbereich Gegentaktströme, die hauptsächlich im Netzteil von DC-DC-Wandlern bzw. von getakteten Verbrauchern (z.B. über PWM) erzeugt werden. Der HF-Stromwandler ermöglicht diese Messungen über den Anschluss DIFF (Abbildung 30). -
Seite 22: Technische Daten
6 Technische Daten Nahfeldsonden Kennlinie Beschreibung Bauform RF-R 3 - 2 Die Nahfeldsonde dient der nahezu punktförmigen Erfassung von HF-Magnetfeldern. Entsprechend der Sondengröße lassen sich Magnet- feldverteilungen bis in den Millimeterbereich auflösen. Die Feldorientierung und -verteilung kann durch ent- sprechende Führung der Sonde im räuml. Bereich um Leiterzüge, im Pin- und Gehäusebereich vom IC, an Blockkondensatoren, EMV-Bauelementen im Bereich des Versorgungssystems usw. - Seite 23 RF-B 0,3 - 3 Die Nahfeldsonde erfasst das in die Sondenspitze senkrecht eintretende Magnetfeld. Damit eignet sie sich für die punktförmige Erfassung von aus Oberflächen austretenden HF-Magnetfeldern. Dazu wird die Sondenspitze auf die betreffende Fläche aufgesetzt. Aufgrund ihrer sehr kleinen Bauform lassen sich Magnetfeldverteilungen im Bereich unter einem Millimeter von z.B.
- Seite 24 HF-Stromwandler HFW 21: max. Dauerstrom: 10 A max. Betriebsspannung: 50 V Übertragungsverhalten des HFW 21 HF-Ableitung HFA 21 Kapazitäten: 10 pF bis 100 nF max. Betriebsspannung: 50 V Grundplatte GP23 Arbeitsfläche (Länge x Breite) (900 x 500) mm max. Dauerstrom Dämpfung 50 dB bei 1 MHz –...
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Seite 25: Übersicht Kofferinhalt Esa1
(900 x 500 x 650) mm Abbildung 31: Typische Schirmdämpfung bei geschlossenem Schirmzelt Vorverstärker PA 203 Max. Eingangsleistung 13 dBm Spannungsversorgung 12 V DC Stromaufnahme 50 mA Verstärkung 20 dB Rauschverhalten 4,5 dB ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Übersicht Kofferinhalt ESA1 - 25 -... -
Seite 26: Lieferumfang
7 Lieferumfang ESA1 Komplettsystem Im ESA1 Basispaket sind die Sonden und der Vorverstärker nicht enthalten (lf.Nr.06 – 18 ). lf. Nr. Stück Bestandteil Kurzbezeichnung HF-Stromwandler HFW 21 HF-Ableitung HFA 21 Zelt aus leitfähigen Materialien Zeltgestänge klappbar Grundplatte mit Filterpaket GP 23...