Neue EMV-Grenzen bis 6 GHz für für informationstechnische Einrichtungen

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Was hat sich in den Fachgrundnormen geändert?

Um den Stand der Technik zu dokumentieren waren Anpassungen der Fachgrundnormen notwendig. Die Ausweisung neuer W-LAN Bänder im Frequenzbereich von 5 GHz hat zur Folge, dass in diesen Bändern eine ungestörte Ausbreitung der elektromagnetischen Welle möglich ist. Um diese Bänder zu schützen, müssen elektrotechnische Produkte in der Emission begrenzt werden.

In den normamerikanischen Ländern werden durch die so genannten Rules and Regulations der Federal Communication Commision (FCC) die zu prüfenden oberen Grenzfrequenzen durch die internen Störquellen wie Taktfrequenz von elektrotechnischen Produkten festgelegt.

Die Auswirkungen der Norm am Beispiel Personal Computer

Werden diese Regeln angewendet, ist die Emission bis zur fünften Oberwelle zu prüfen. Ein PC mit einer Taktfrequenz von 3 GHz ist somit bis zur oberen Grenzfrequenz von 15 GHz zu prüfen. Unter elektrotechnischen Gesichtspunkten ist dieses Verfahren sinnvoll, da die obere Grenzfrequenz sich dynamisch anpasst und die Norm nicht aufgrund von neuen Technologien umgestellt werden muss.

Nachteil dieses Verfahrens ist, dass jedes EMV Labor hohe Investitionen tätigen muss, um die fünfte Oberwelle detektieren zu können. Somit könnten ausschließlich ausgewählte Laboratorien wie Phoenix Testlab Prüfmöglichkeiten zur Verfügung stellen.

Die obere Grenzfrequenz und der mögliche Kompromiss

In der neuen Fachgrundnorm EN 61000-6-3:2007/A1:2011 ist deshalb ein Kompromiss zu erkennen. Die obere Grenzfrequenz ist auf 6 GHz begrenzt, es sind nicht alle Produkte bis zu dieser Frequenz zu prüfen.

Sind keine Störungen durch Oberwellen interner Störquellen oberhalb von 1 GHz zu erwarten, gibt es keine Änderungen zum Vergleich zur alten Fachgrundnorm EN 61000-6-3:2007.

Eine Übersicht über die Auswahl der Grenzfrequenz wird in Tabelle 2 (Bestimmung der oberen Grenzfrequenz) gegeben.

Die obere Grenzfrequenz am Beispiel eines PCs

Die neue EN 55022:2010 für informationstechnische Einrichtungen wendet das gleiche Verfahren an. Um diese Berechnung zu verdeutlichen wird im Folgenden ein klassisches PC-Beispiel herangezogen. Bei einem herkömmlichen PC mit Intel Core Duo Prozessor ist abhängig vom Modell der Front-Side-Bus mit 667 MHz oder 533 MHz getaktet.

Die Intel Core-Duo-Prozessoren bieten Taktraten von 1,06 bis 2,33 GHz. Aufgrund der Taktrate des Front Side Bus ist die obere Grenzfrequenz laut Tabelle 5 GHz. Die Norm bezieht sich auf die maximale interne Frequenz des Prüflings (Taktrate >1 GHz), daher ist die höchste zu prüfende Frequenz 6 GHz. [2]

Die Auswirkungen der geänderten Emissionsgrenzwerte

Wie im historischen Rückblick beschrieben, wird eine Signalwirkung der FGN auf die Produktnormen erwartet. Aber auch außerhalb der EN-Normierung werden die Diskussionen über eine Veränderung der Emissionsgrenzwerte intensiv geführt.

Ein Beispiel ist die Diskussion der Schiffsbau-Klassifikationsgesellschaften. Hier sei als Beispiel der Germanische Lloyd oder Lloyds Register genannt und über die Änderungen ihrer Baumusterprüfungen. Ausgewählte Klassen, wie GL, LR, DNV, BV und Rina, bilden mit ABS in der IACS die Arbeitsgruppe E10, die sich mit der Baumusterprüfung beschäftigen.

Im Entwurf der IACS E10 Rev. 2010 ist die obere Grenzfrequenz von 6 GHz für die Emission und die Störfestigkeit dokumentiert. Der Germanische Lloyd hat seine Kunden im 1. Quartal 2011 informiert, dass bei der Entwicklung neuer Produkte die Grenzfrequenz von 6 GHz zu berücksichtigen ist, weil ein neuer Standard zur Baumusterprüfung seitens der GL bevorsteht.

Ergänzendes zum Thema

Neue Anforderungen an EMV Labore

Wenn die Bundesnetzagentur im Rahmen des nationalen Frequenzmanagements neue Bänder freigibt, muss es möglich sein, in diesen Frequenzbändern eine Funkübertragung zu ermöglichen.

Hierzu fehlten bisher die erforderlichen Änderungen der europäischen Normen. Mit den Fachgrundnormen und ausgewählten Normen werden diese Änderungen angestoßen. Es ist zu hoffen, dass alle weiteren Produktnormen angepasst werden, damit der Anwender von Funkprodukten die neuen Technologien störungsfrei nutzen kann. Für die Entwicklung von elektrotechnischen Produkten mit einer internen Taktfrequenz oberhalb von 500 oder 1000 MHz lassen sich Störemission bis 5/6 GHz unterdrücken. Die EMV Labore müssen sich auf die neuen Anforderungen einstellen und zum Beispiel ihre Absorberhallen, Messempfänger und Antennen bis zu einer Frequenz von 6 GHz nachrüsten.

Literatur:

[1] Mitteilung der Kommission im Rahmen der Durchführung der Richtlinie 204/108/EG. Amtsblatt der Europäischen Union Nr. C288/1 vom 30.9.2011

[2] Quelle: http://www.notebookcheck.com/Intel-Core-Duo-Notebook-Prozessor.11513.0.html, abgerufen am 16. Februar 2012

* * Dietmar Frei ist Head of Customer Communications Department bei Phoenix Testlab in Blomberg.

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