CISPR16 in der Messtechnik So gelingt der Pre-Compliance-Test mit einem Spektrumanalysator

Bei der Produktentwicklung muss immer die Störabstrahlung berücksichtigt werden. Hier hilft oft schon ein günstiger Spektrumanalysator mit einem eingebauten EMV-Filtern/QuasiPeak-Detektor.

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ET System electronic GmbH

dataTec AG

MTM Power Messtechnik Mellenbach GmbH

Rigol Technologies EU GmbH

Plant ein Hersteller, seine elektronischen oder elektro-mechanischen Produkte in ein Land einzuführen und dort zu verkaufen muss sichergestellt sein, dass die Produkte den entsprechenden Normen des Landes genügen. Kennzeichnungen wie CE, FCC oder CCC werden nach bestandenem Zulassungstest vergeben. Neben den Niederspannungsrichtlinien muss auch immer die elektromagnetische Verträglichkeit eingehalten werden.

Um diese Werte zu garantieren, muss ein Spektrum von 100 kHz bis 1,5 GHz oder aktuell bis 3 GHz eingehalten werden können. Das Internationale Sonderkomitee für Funkstörungen CISPR hat inzwischen 30 Standards veröffentlicht. Der wichtigste für Messtechnik-Hersteller ist die CISPR16. Dieser legt fest, was das entsprechende Messequipment leisten muss bzw. wie die einzelnen Messungen durchgeführt werden müssen. In den weiteren Normen sind die vorgeschriebenen Tests und Limits definiert.

Neue Produkte komplett zertifizieren lassen

Einige Beispiele: CISPR 11 für Industrie, Wissenschaft und Medizin (ISM) HF-Geräte; CISPR 12 für Fahrzeuge, Boote und von Verbrennungsmotor angetriebene Apparate; CISPR 13 für Musik und Fernsehempfänger und dazugehöriges Equipment; CISPR 14 beschreibt die Elektromagnetische Verträglichkeit – Anforderung für Haushaltsgeräte, elektrische Werkzeuge und gleichwertige Apparate: 1. Emissionen, 2. Störfestigkeit.

Um ein neues Produkt komplett zertifizieren zu lassen, müssen die vorgeschriebenen Test von einem akkreditierten EMV-Test-Labor abgewickelt werden. So eine Zulassung ist sehr kostenintensiv und kann bis zu mehrere tausend Euro pro Tag kosten. Und für den Fall, dass das zu testende Gerät oder Fahrzeug die Normgrenzen nicht einhält, muss nach entsprechenden Nachbesserungen erneut der Test durchgeführt werden. Die Kosten steigen damit nochmals erheblich. Deshalb empfiehlt es sich, im Vorfeld und auch schon während der Entwicklung immer wieder die Störabstrahlung zu überprüfen. Hierzu muss man nicht unbedingt einen hochwertigen und damit teuren Messempfänger verwenden, sondern kann auf die günstigere Variante eines Spektrumanalysators mit eingebauten EMV-Filtern/QuasiPeak-Detektor zurückgreifen. Diese Art der Messungen sind als Pre-Compliance-Tests bekannt.

Spektrumanalysator für einfache Messungen

Für die einfachste Form einer Pre-Compliance-Messungen bei abgestrahlten Emissionen kann ein Spektrumanalysator verwendet werden. Das ist beispielsweise der Rigol DSA815 mit einer Bandbreite von 1,5 GHz und Nahfeldsonden für E-Felder (elektrisch) und H-Felder (magnetisch). Am Messgerät stellt man dazu die Frequenzen, die Auflösungsbandbreite (RBW) und den Span entsprechend den Vorgaben der Norm ein. Weiterhin wählt man die passende Nahfeldsonde für das Design. Im ersten Ansatz setzt man den Detektortyp so, dass der positive Spitzenwert übernommen wird.

Damit erreicht man allerdings das schlechteste Ergebnis. Die Sonde muss langsam über das Testobjekt bewegt werden. Wichtig ist hier auch, dass die Entfernung Sonde-Testobjekt konstant bleibt und auch die Stellung bzw. Position der Sonde gleich bleibt. Somit lassen sich die kritischen Stellen des Designs aufspüren. Im nächsten Schritt lassen sich die kritischen Stellen genauer untersuchen. Zur exakteren Analyse sind Messgeräte notwendig, die möglichst nah an oder exakt der CISPR16-Vorgabe kommen. In der Vorgabe sind EMI-Filter, Auflösungsbandbreiten und der Quasi-Peak-Detektor beschrieben.

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