NĚKTERÉ OTÁZKY PŘEDCERTIFIKAČNÍCH TESTŮ EMC

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF RADIO ELECTRONICS

NĚKTERÉ OTÁZKY PŘEDCERTIFIKAČNÍCH TESTŮ EMC SOME ASPECTS OF EMC PRE-COMPLIANCE TESTING

DIZERTAČNÍ PRÁCE DOCTORAL THESIS

AUTOR PRÁCE

Ing. Rostislav Vídenka

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR

BRNO, 2009

prof. Ing. Jiří Svačina, CSc. Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D.

Některé otázky předcertifikačních testů EMC

Abstrakt Tato dizertační práce se zabývá předcertifikačními testy EMC se zaměřením na měření vyzářeného rušení. Práce shrnuje dosavadní poznatky omezování vlivu rušivého elektromagnetického pozadí a zaměřuje se na omezování vlivu nedokonalostí pracoviště a na výsledky měření vyzářeného rušení. Dále je popsán postup pro „kalibraci“ předcertifikačního měřicího pracoviště s využitím speciálních signálových zdrojů spolu s doporučeními, kterým bodům při „kalibraci“ je nutné věnovat pozornost. Jsou zde uvedeny výsledky porovnání měření v plně a v částečně bezodrazových komorách. Probrány jsou některé metody k potlačování vlivu rušivého elektromagnetického pozadí na výsledky měření vyzářeného rušení. Velká pozornost je pak věnována výběru a sestavení pracoviště na otevřeném prostředí a doporučením pro jeho minimální rozměry. V závěru práce je uveden doporučený postup pro předcertifikační měření vyzářeného rušení se zohledněním dostupného přístrojového vybavení.

Klíčová slova Předcertifikační měření, EMC, CNE, ERS, OATS, měření vyzářeného rušení.


Abstract This doctoral thesis deals with EMC pre-compliance testing of radiated disturbance. The thesis summarizes present pieces of knowledge about restricting of disturbing ambient signals and focuses on restricting of test site imperfection influence on the measurement results. Pre-compliance test site “calibration” uses comparison signal sources. There were added up the recommendations for “calibration” steps, too. The semi-anechoic vs. fully-anechoic chambers measurements results were compared. Some methods for dealing with ambient disturbing signals were discussed and high attention was applied to the test site choice and the minimal dimension geometry was recommended. There are presented recommendations for pre-compliance radiated disturbance measurements in the conclusion with the stress on available test equipment.

Keywords Pre-compliance testing, EMC, CNE, ERS, OATS, radiated disturbance measurement.


Prohlášení Prohlašuji, že svou dizertační práci na téma „Některé otázky předcertifikačních testů EMC“ jsem vypracoval samostatně pod vedením školitele a s použitím odborné literatury a dalších informačních zdrojů, které jsou všechny citovány v práci a uvedeny v seznamu literatury na konci práce. Jako autor uvedené dizertační práce dále prohlašuji, že v souvislosti s vytvořením této dizertační práce jsem neporušil autorská práva třetích osob, zejména jsem nezasáhl nedovoleným způsobem do cizích autorských práv osobnostních a jsem si plně vědom následků porušení ustanovení § 11 a následujících autorského zákona č. 121/2000 Sb., včetně možných trestněprávních důsledků vyplývajících z ustanovení § 152 trestního zákona č. 140/1961 Sb.

V Brně dne 31. srpna 2009

____________________________ autor práce

Bibliografická citace VÍDENKA, R. Některé otázky předcertifikačních testů EMC. Dizertační práce. Brno: FEKT VUT v Brně, 2009. 86 stran.


Seznam zkratek AV CE CNE CSS

Average Value, střední hodnota Conformité Européenne, prohlášení o shodě Comparison Noise Emitter Comparison Signal Source, speciální signálový zdroj

EMC

Electromagnetic Compatibility, elektromagnetická kompatibilita

EMI

Electromagnetic Interference, elektromagnetické rušení

EMS

Electromagnetic Susceptibility, elektromagnetická odolnost

ERS EUT FAC LISN OATS P QP SA SAC

Emission Reference Source Equipment under Test, zkoušené zařízení Fully Anechoic Chamber, plně bezodrazová stíněná komora Line Impedance Stabilization Network, umělá síť (umělá zátěž vedení) Open Area Test Site, testovací pracoviště na otevřeném prostranství Peak, špičkový Quasi-Peak, kvazi (částečně) špičkový Site Attenuation, útlum stanoviště Semi Anechoic Chamber, částečně bezodrazová stíněná komora


Obsah 1 Úvod 1.1 Úvod do problematiky 1.2 Rozbor současného stavu 1.3 Odlišnosti předcertifikačních testů EMC od testů plnohodnotných 1.3.1 Měřicí přístroje pro předcertifikační testy vyzářeného rušení 1.3.2 Sondy blízkého pole 1.3.3 Testovací metody, postupy 1.3.4 Testovací místo 1.3.5 Největší problémy běžných měřicích stanovišť – testovacích míst 1.4 Vnější rušivé signály 1.5 Metody měření vyzářeného rušení za přítomnosti vnějšího rušivého pozadí 1.5.2 Substituce vnějších rušivých signálů (signal substitution) 1.5.3 Zkrácení měřicí vzdálenosti 1.5.4 Lineární subtrakce měřeného a rušivého signálu 1.5.5 Průměrování 1.5.6 Koherentní příjem 1.6 Speciální signálové zdroje 1.7 Měřicí antény 1.8 Neurčitosti měření 1.9 Cíle dizertace

1 1 3 4 4 5 6 6 7 8 8 9 9 10 11 11 13 17 19 21

2 Doporučení pro používání speciálních signálových zdrojů 2.1 Vliv pozice ERS generátoru na odchylku měřené intenzity pole 2.2 Vliv pozice ERS generátoru na odchylku měřené intenzity pole ve stíněné místnosti 2.4 Kalibrace předcertifikačního pracoviště s využitím speciálních signálových zdrojů 2.5 Praktické zkušenosti s používáním ERS a CNE zdrojů a jejich měření

22 23

3 Porovnání výsledků měření vyzářeného rušení získaných v částečně bezodrazových a plně bezodrazových komorách 3.1 Vliv zemní roviny v částečně bezodrazové komoře 3.2 Porovnání výsledků měření vyzářeného rušení získaných v částečně bezodrazových a plně bezodrazových komorách

32 37 45 46 46 48

4 Metody měření za přítomnosti vnějšího rušivého elektromagnetického pozadí 54 4.1 Zkrácení měřicí vzdálenosti 54 4.2 Lineární subtrakce 57 5 Testovací pracoviště na otevřeném prostranství

59

6 Doporučení pro předcertifikační měření vyzářeného rušení 6.1 Měřič rušení 6.2 Přijímací anténa 6.3 Testovací místo 6.4 Doporučený postup při předcertifikačním měření vyzářeného rušení

72 72 74 75 78

7 Závěr

82

8 Literatura

83


1 Úvod 1.1

Úvod do problematiky

Elektromagnetická kompatibilita (EMC) je stále se rozvíjející vědní obor zabývající se zjednodušeně řečeno koexistencí elektrických strojů a přístrojů. Jednoduše vysvětleno, EMC je o tom, že žádný přístroj využívající ke své činnosti elektrické energie by neměl svou činností rušit jiné přístroje a zároveň by se tento přístroj neměl ve své činnosti nechat ovlivnit jinými přístroji, nebo přírodními vlivy. Testy EMC se dělí do dvou oblastí, a to na EMS – elektromagnetickou susceptibilitu, neboli odolnost a na EMI – elektromagnetickou interferenci, neboli rušení. Obě skupiny je možné ještě dále dělit na menší podskupiny podle typu měření. U EMI to je např. rušení po vedení, rušení vyzářené do prostoru atd. U EMS to může být odolnost proti elektrostatickým výbojům – ESD, odolnost proti poklesům napájecího napětí atd. Měření vyzářeného rušení spadá do oblasti EMI. V rámci Evropské unie musí všechny prodávané výrobky splňovat přísné evropské normy na bezpečnost, na ochranu zdraví, ochranu životního prostředí, atd., čímž se prokazují značkou CE. Součástí těchto zkoušek jsou i zkoušky elektromagnetické kompatibility. Testy EMC jsou prováděny oznámenými subjekty (nebo také kompetentními orgány, Notified body, [1]) a zajišťují je výrobci působící v EU nebo dovozci do EU. Oznámenými subjekty v České republice jsou například: VOP-026 Šternberk, s.p. (VTÚPV Vyškov), TÜV SÜD Czech, s.r.o. Praha, Elektrotechnický zkušební ústav, s.p. Praha,… Ve své dizertační práci Některé otázky předcertifikačních testů EMC se budu zabývat specifickou částí předcertifikačních testů EMC, a to testy vyzářeného rušení. Tato oblast je poměrně málo publikovaná, ale o to zajímavější pro mnohé průmyslové podniky. Kmitočtové pásmo, ve kterém se vyzářené rušení měří, je od 30 do 1000 MHz. Co to vlastně jsou předcertifikační testy? Můžeme říci, že předcertifikační testy EMC jsou testy, které nejsou prováděny oznámeným subjektem, nebo které v určitém ohledu nejsou prováděny podle platných norem a doporučení. Například neodpovídá použitá měřicí metoda, přístroje, pracoviště atd. Čím je více odchylek od standardních postupů měření, tím více narůstá neurčitost (chyba) měření. Testy i přes zjednodušení a omezení stále musí mít odpovídající vypovídací hodnotu, tedy aby po provedení předcertifikační testů byla velká pravděpodobnost, že náš výrobek projde úspěšně zkouškami v certifikované laboratoři.

-1-


Smysl předcertifikačních testů spočívá: •

•

•

• •

Ve zkrácení doby vývoje. Vzhledem k tomu, že vybudování certifikované zkušebny je velmi finančně náročné, je zkušeben malé množství a tak jsou delší čekací doby na provedení potřebných zkoušek. Pro některé zájemce o testy ve zkušebně může být i samotná cesta do zkušebny časově náročnější. V úspoře financí. Jeden test ve zkušebně stojí cca 20.000 Kč. Je potřeba více různých testů, a tak se opakované testy (v případě že výrobek předepsané normy na poprvé nesplní) mohou dosti prodražit. V získání informací o tom, jak která změna návrhu ovlivňuje EMC vlastnosti výrobku. Pokud mám možnost okamžité kontroly provedených úprav na výrobku, získám zkušenosti pro konstrukci dalších výrobků. Chyby návrhu či funkčnosti výrobku jsou odhaleny již v ranných fázích vývoje. Tímto se snižují celkové náklady a zkracuje doba vývoje. Ve zkvalitnění EMC vlastností výrobku. Je možné ihned ověřit funkčnost vyvíjeného zařízení a také vlastnosti ověřovat dále v průběhu celého vývoje (obrázek 1.1), a tak dosáhnout optimálního návrhu. Pak zařízení bude vyzařovat méně, než kdyby v průběhu jeho vývoje bylo hledisko EMC zanedbáno a úroveň vyzařování by se upravovala až na téměř hotovém výrobku.

Obrázek 1.1 velmi názorně ukazuje příklad postupu při vývoji výrobku s využitím předcertifikačních testů. To zda výrobek v jednotlivých fázích vývoje projde nebo, je dáno výsledky nejen předcertifikačních testů.

Obrázek 1.1. Cyklus vývoje výrobku [2]

Ačkoliv se může zdát, že předcertifikační testy mají jen samé výhody, tak díky jejich zjednodušení oproti plnohodnotným testům EMC mají vyšší neurčitost měření. Tato nevýhoda je ale mnohonásobně vyvážena úsporami nejen financí, ale především času během vývoje výrobku.


1.2

Rozbor současného stavu

V současnosti je mnoho názorů, jak dělit EMC testy. Některé prameny [3] rozdělují testy elektromagnetické kompatibility na: • certifikované, • produkční, • diagnostické, • předcertifikační. Certifikované zkoušky jsou prováděny v oznámených subjektech (zkušebnách) dle platných EMC norem a doporučení. Výhodou těchto zkoušek je „správnost“ výsledků a jejich uznání jinými subjekty a také opakovatelnost měření. Onou „správností“ se myslí to, že naměřené výsledky v jedné akreditované zkušebně by se měly shodovat s výsledky z jiné zkušebny. Nevýhodou akreditovaných (certifikovaných) měření je především jejich cena. Produkční testy nacházejí uplatnění spíše u velkovýrobců a slouží ke sledování úrovně EMC vlastností výrobků v průběhu výroby, a to hlavně z dlouhodobého hlediska, nebo při změně některé součásti výrobku. Předcertifikační testy EMC jsou dnes prováděny nejvíce samotnými výrobci produktů (výrobků), kteří se tak snaží ušetřit nejen finanční prostředky, ale především čas. Každý výrobek je odlišný a tak si výrobci předcertifikační testy EMC uzpůsobují nejen podle vlastních potřeb a i podle možností jejich přístrojového vybavení. Takovéto testy je možné dělit podle toho, kdy nebo jak se v průběhu vývoje provádí: • testy dělané na výrobku těsně před návštěvou certifikované zkušebny, • testy uskutečňované v průběhu vývoje výrobku, • speciální testy dle vlastních norem výrobců, příkladem je automobilový průmysl. Samostatnou skupinou by mohly být i testy necertifikované, tedy ty, které splňují veškeré požadavky na certifikované pracoviště (oznámený subjekt), ale nemají potřebné schválení. Pokud se na rozdělení EMC testů podíváme více s nadhledem, zjistíme, že se testy dají v podstatě rozdělit na testy plnohodnotné (certifikované) a na testy předcertifikační. Rozhodovací úrovní v tomto případě je skutečnost, zda jsou testy prováděny přesně dle norem, nebo se v nějakém bodě odchylují. Vzhledem k tomu, že se předcertifikační testy dělají na různých pracovištích, s různým vybavením a pro různé potřeby, neexistuje doposud jednotná metodika měření vyzářeného rušení v rámci předcertifikačních testů EMC.


1.3

Odlišnosti předcertifikačních testů EMC od testů plnohodnotných

Předcertifikační testy se od testů plnohodnotných – certifikovaných mohou odlišovat v použitých měřicích přístrojích, v testovacích postupech a nebo v testovacím místě. Zkráceně ČÍM, JAK a KDE. 1.3.1

Měřicí přístroje pro předcertifikační testy vyzářeného rušení

Měřicí přístroje se svými vlastnostmi nejsou dominantním zdrojem neurčitostí měření [4]. Normy pro EMC uvádějí měřiče rušení [5,6] jako druhý největší zdroj neurčitostí. Běžný uživatel však tuto neurčitost nemůže ovlivnit jinak, než případnou výměnou stávajícího měřiče rušení za přístroj s lepšími parametry, ať už určeným pro předcertifikační nebo přímo pro plnohodnotné testování. Dnes vyráběné přístroje pro předcertifikační testy EMC vyhovují většině, nebo dokonce splňují všechny požadavky normy CISPR 16-1 [5]. Hlavní parametry, které by měřiče rušení měly pro předcertifikační testy splňovat: •

Kalibrovaný snímač rušivých signálů pro požadovaný rozsah kmitočtů, (anténa, proudová sonda, umělá síť – LISN, absorpční kleště atd.) včetně propojovacích kabelů.

•

Měřič rušení pro daný kmitočtový rozsah (měřicí přijímač, spektrální analyzátor nebo spektrální analyzátor s preselektorem) s předepsanými šířkami pásma a detektory (P, QP, AV) dle CISPR 16-1.

Orientační měření EMI lze uskutečnit i při nedodržení některých požadavků CISPR 16-1 např. jiné šířky mezifrekvenčního pásma (zejména při měření úzkopásmových rušivých signálů). Šířky mezifrekvenčního pásma EMC měřičů rušení (spektrálních analyzátorů, přijímačů) jsou uvedeny v tabulce 1.1. Tab. 1.1. Šířky mf. pásma EMC měřičů rušení Rozsah kmitočtů

Šířka propustného pásma měřiče rušení

9 ÷ 150 kHz

200 Hz

150 kHz ÷ 30 MHz

9 kHz

30 ÷ 1000 MHz

120 kHz

> 1 GHz

1 MHz

Měření s jinými šířkami mf. pásma (např. 10 kHz nebo 100 kHz u klasických spektrálních analyzátorů) je možné, ale výsledky nelze přímo porovnat s limity uvedenými v EMC normách, protože jsou to hodnoty v decibelové míře. Naměřenou hodnotu napětí U1 (např. v dBµV/m) u širokopásmového signálu lze přepočítat na hodnotu U2 s jinou požadovanou šířkou pásma s využitím následujících vztahů [1]


ΔU [dB ] = 20 ⋅ log

B2 , B1

(1)

kde B1 a B2 jsou šířky propustných pásem a rozdíl ∆U se připočítá k naměřenému napětí U1 dle rovnice U 2 = U 1 + ΔU .

(2)

Mimo specifických šířek propustného pásma detektoru mají měřiče rušení kvazišpičkový (QP) detektor. Většina limitů rušení dané normou je stanovena právě s jeho použitím. K některým měření však postačí pouze špičkový detektor (P). Jsou-li totiž změřené hodnoty pod dovolenou hranicí (udané v kvazi-špičkových či středních hodnotách), je měření dostačující a není nutno provádět měření s dalšími typy detektorů. To je dáno tím, že úroveň změřená P detektorem je vždy při porovnání s ostatními typy detektorů nejvyšší. Naměřené hodnoty QP, příp. AV by těmto mezím určitě také vyhověly. Při měření úzkopásmových rušivých signálů je QP ≈ P. Odezva špičkového detektoru je vždy nejrychlejší a tak i certifikované laboratoře nejdříve provedou průzkum pásma pomocí špičkového detektoru, a pokud hodnoty někde překračují povolenou mez, tak se následně provede měření pomocí kvazšpičkového detektoru. Měření s QP detektorem je ve většině případů nesrovnatelně pomalejší než měření s P detektorem. Pro korektní měření širokopásmového rušení je však nutno použít QP detektor. 1.3.2

Sondy blízkého pole

Velmi častým technickým vybavením pro necertifikovaná měření a předcertifikační testy jsou speciální měřicí sondy pro měření blízkého elektrického, příp. magnetického pole. Tyto malé ruční („očichávací“) antény se užívají zejména při vývoji a diagnostice elektronických zařízení (obrázek 1.2), pro sledování vyzařování součástek a bloků přímo uvnitř vyvíjeného zařízení, pro co nejpřesnější vyhledání zdroje rušivého signálu, příp. pro zjišťování míst elektromagnetických netěsností ve stínicích krytech.

Obrázek 1.2. Sonda blízkého elektrického pole společnosti Agilent


Měření s využitím sond blízkého pole nejsou „regulována“ žádnými normami a jde jen o zjištění relativní míry rušivého vyzařování v daném místě, či v daném obvodu. 1.3.3

Testovací metody, postupy

Testovací metody a postupy se obvykle neodchylují (úmyslně) od požadavků norem pro plné testy EMC. Případné odchylky souvisejí spíše s odchylkami technických parametrů použitých přístrojů (viz. kapitola 1.3.1) nebo s vhodností (nevhodností) použitého testovacího pracoviště. Pokud to přístrojové vybavení umožňuje, je velmi výhodné držet se předepsaných postupů měření, neboť jen tak je možné udržet neurčitosti měření na nízkých úrovních. 1.3.4

Testovací místo

Oznámené subjekty k zajištění definovaných a opakovatelných podmínek pro měření vyzářeného rušení provádějí měření ve stíněných částečně bezodrazových komorách (semi-anechoic chamber, SAC). Výhody a důvody při používání těchto komor jsou dva. Stínění komory slouží k potlačení rušivého elektromagnetického pozadí, které by mohlo v mezních případech svou intenzitou překrýt signál ze zkoušeného zařízení (EUT). Dále by silné EM pozadí mohlo přetížit vstupní obvody měřiče rušení a uvést je tak do nelineární oblasti nebo je dokonce poškodit. Stínicí účinnost komor by měla být minimálně 80 dB, lépe však 100 dB. Druhou předností je definované prostředí pro šíření EM vlnění. Stěny a strop komory jsou obloženy absorpčním materiálem, který zabezpečuje, aby se ze zkoušeného zařízení (EUT – equipment under test) směrem k měřicí anténě šířila pouze vlna přímá a vlna odražená (obrázek 1.3), která se odráží od vodivé zemní roviny (podlaha). V místě přijímací antény se obě vlny setkávají s různým fázovým posunem a pro nalezení maxima intenzity elektrického pole na daném kmitočtu je potřeba výškové pohybování, „skenování“, přijímací anténou.

Obrázek 1.3. Vliv zemní vodivé roviny

Testovací pracoviště je dominantní a nejčastější zdroj odchylek předcertifikačních testů od plných testů EMC obzvláště při měření vyzářeného rušení, kdy se rušení v kmitočtovém pásmu 30 až 1000 MHz šíří prostorem od zdroje rušení směrem k přijímací anténě. Předcertifikační měření většinou neprobíhá v bezodrazových nebo částečně bezodrazových komorách (anechoic, semi-anechoic room), ani ve stíněných komorách,


ale na běžných pracovištích. Dalším EMC pracovištěm je pracoviště na volném prostranství (OATS – open area test site, které je uvedeno na obrázku 1.4), které však nevyhovují požadavkům normy CISPR 16-1 na parametry měřicího stanoviště. Signály z okolí (např. rozhlas, mobilní sítě…) mohou svou intenzitou překrýt signály z měřeného zařízení a navíc jsou kmitočtově a amplitudově nestálé. Hlavními příčinami volby necertifikovaných měřicích stanovišť jsou důvody ekonomické, finanční a prostorové.

Obrázek 1.4. Minimální doporučené rozměry plochy bez předmětů

1.3.5

Největší problémy běžných měřicích stanovišť – testovacích míst

Při měřeních na běžných pracovištích, jakými jsou například školní laboratoře, klasické místnosti a třeba i měřicí stanoviště na střeše budovy, je měření vyzářeného rušení komplikováno dvěma skutečnostmi a to: •

vnějšími rušivými signály (rušivé elektromagnetické pozadí, background ambient interference),

•

a zkreslením měření vlivem nedokonalostí měřicího místa (test-site distortion).

Oba tyto faktory jsou vzájemně na sobě nezávislé a je nutné je řešit odděleně.


1.4

Vnější rušivé signály

Vnější rušivé signály (anglicky Ambients) je elektromagnetické vlnění vyskytující se v prostoru kolem nás. Zdroje rušivého pozadí jsou přírodní nebo uměle vyvolané lidskou činnosti. Velkým zdrojem rušení je průmyslová činnost a různé druhy bezdrátového vysílání či komunikací. Tyto signály pak mohou být jak čistě náhodné (blesk, elektrický oblouk…), relativně stále, případně i s různými druhy modulací (rádiové a televizní vysílání, mobilní komunikace…). Důvody, proč je vnější rušení tolik zmiňované v souvislosti s předcertifikačními testy vyzářeného rušení, pokud se nevyužívá elektromagneticky stíněného prostředí, jsou následující: •

Vnější rušivé signály jsou hlavním zdrojem nepřesností (neurčitostí).

•

Při měření je nutno odlišit vnější rušivé signály od měřených signálů ze zkoušeného zařízení (EUT), což někdy může být obtížné, pokud je signál EUT a signál rušivého pozadí na stejném nebo přibližně stejném kmitočtu.

•

V městských lokalitách mohou vnější rušivé signály (rozhlasové a TV vysílání, rádiová komunikace, energetická rušení) zcela „překrýt“ měřené signály EUT a také může úroveň vnějšího rušení přesáhnout emisní limity daného zkoušeného zařízení o 30 až 40 dB.

•

Mimo rušení způsobeného lidskou činností jsou tyto signály i přírodního původu, například výboje v atmosféře – blesky, atmosférický šum, záření z vesmíru.

Vnější rušivé signály mohou, pokud se jim nevěnuje dostatečná pozornost, způsobit chyby předcertifikačních měření až několik desítek dB. 1.5

Metody měření vyzářeného rušení za přítomnosti vnějšího rušivého pozadí

Existuje mnoho metod, jak omezovat vliv vnějších rušivých signálů [7, 8, 9, 10] a v následujících kapitolách jsou naznačeny některé z těchto postupů. 1.5.1

Odladění vnějších rušivých signálů (off-tuning the EMI receiver)

Kmitočet, příp. šířka pásma měřicího přijímače (analyzátoru) se nastaví tak, aby se odladil (odfiltroval) vnější rušivý signál, ale ne měřený signál EUT. Metoda je spolehlivá zejména u úzkopásmových signálů a pro takové vnější signály, jejichž kmitočty jsou různé od kmitočtů měřených signálů EUT. V některých případech lze na základě práce s decibelovými hodnotami úroveň rušení odhadnout i v případě rušení na stejných kmitočtech. A to tak, že pokud se po zapnutí EUT měřená úroveň napětí zvýší o 3 dB, tak intenzita rušení z EUT je přibližně poloviční než intenzita rušivého pozadí. Při zvýšení o 6 dB je intenzita přibližně stejná


jako pozadí a při zvýšení o 10 dB je intenzita signálu z EUT přibližně trojnásobná než intenzita rušivého pozadí. 1.5.2

Substituce vnějších rušivých signálů (signal substitution)

Substituce vnějších rušivých signálů je založena na předpokladu, že se rušivé pozadí frekvenčně ani úrovňově během bezprostředně po sobě jdoucích měřeních nezmění. Tato metoda existuje ve dvou variantách. 1. varianta: Na zvoleném kmitočtu se uskuteční měření signálu EUT a vnějšího rušení. Poté se EUT nahradí signálním generátorem s připojenou vhodnou anténou. Úroveň signálu z generátoru se nastavuje tak, aby na měřicím přijímači (který stále přijímá vnější rušení) byla stejná měřená úroveň jako při měření EUT. Pak výkon vyzařovaného signálu EUT PR (bez vnějšího rušení) bude PR [dBm] = PG [dBm] − L[dB ] + GTA [dB ]

,

(3)

kde PG je výstupní výkon signálního generátoru L je útlum kabelu mezi generátorem a anténou GTA je zisk vysílací antény. 2. varianta: Na zvoleném kmitočtu se uskuteční měření signálu EUT a vnějšího rušení. Po vypnutí EUT se signální generátor připojí přímo k měřicímu přijímači (ten stále přijímá vnější rušivé signály). Úroveň signálu z generátoru se nyní nastaví tak, až údaj měřicího přijímače bude stejný jako při vlastním měření. Pak výkon vyzařovaného signálu EUT Pr (bez vnějšího rušení) PR [dBm] = PG [dBm] − L[dB ] ,

(4)

kde PG je výstupní výkon signálního generátoru L je útlum kabelu mezi generátorem a měřičem rušení. Měření s využitím druhé varianty je přibližně dvojnásobně rychlejší než s variantou první. Substituce vnějších rušivých signálů je metoda vhodná jen pro několik frekvenčních bodů, protože je poměrně pracná a tím i časově náročná. Mimo časové náročnosti je další nevýhodou nemožnost použít metody odladění vnějších rušivých signálů i této metody k měření modulovaných signálů. 1.5.3

Zkrácení měřicí vzdálenosti

Zkrácení měřicí vzdálenosti mezi EUT a měřicí anténou se zvětší relativně velikost měřených signálů EUT vůči vnějším rušivým signálům. Např. zkrácením měřicí vzdálenosti z 10 m na 3 m (příp. ze 3 m na 1 m) se zvětší intenzita elektrického pole měřeného signálu EUT o 10,5 resp. 9,5 dB. Obdobným způsobem je nutno přepočítat mezní hodnoty (limity) stanovené normami.


Je nutné dbát na situaci, kdy je měřicí vzdálenost zkrácena ne méně než jeden metr, protože pak výsledky měření mohou být nesprávné vzhledem k měření v blízké zóně elektromagnetického pole. 1.5.4

Lineární subtrakce měřeného a rušivého signálu

Metoda lineární subtrakce, neboli odečítání, měřeného a rušivého signálu je založena, stejně jako metody předešlé, na předpokladu, že se charakter rušivého pozadí se během dvou po sobě jdoucích měřeních nezmění. Některé EMC měřiče rušení pro předcertifikační testování mohou tuto metodu navíc obsahovat jako jednu z doplňkových funkcí a usnadňovat tak měření.

Obrázek 1.5: Princip lineární substrakce měřeného a rušivého signálu

Pro měření se nejdříve přichystá měřicí pracoviště a na své místo se umístí i zkoušené zařízení (EUT), které se zatím ale neuvede v činnost. Dále se postupuje podle následujících kroků (principiálně zobrazených na obrázku 1.5): o V prvním kroku je EUT vypnuto, přepínač S (na obrázku 1.5) je v poloze normální a z výstupu detektoru jsou přiváděny jen vnější rušivé signály ve zvoleném frekvenčním pásmu. o V druhém kroku se přepínač S přepne do polohy držet, kdy jsou vnější rušivé signály digitalizovány a uloženy do paměti přijímače, příp. počítače. o V třetím kroku je EUT zapnuto, přepínač S je přepnut do polohy rozdíl a z výstupu detektoru jsou nyní přivedeny měřené signály (současně signály z EUT a rušení – EM pozadí). Rozdílový zesilovač realizuje rozdíl aktuálního signálu (EUT + rušení) a signálu uloženého v paměti přijímače (rušení).

Napětí na výstupu logaritmického zesilovače je dáno rovnicí U (t ) = [S (t ) + RR (t )] − RD (t ) ,

kde S je měřený rušivý signál emitovaný EUT, RR je aktuální rušivý signál (režim rozdíl) a RD je rušivý signál uložený v paměti přijímače (režim držet).

(5)


Při RR≈RD je (indikované) napětí prakticky rovno měřenému rušení emitovaného EUT => virtuální EM nerušený prostor. Poznámka: ve většině případů se hodnoty měří v jednotce dBµV a k ukládání hodnot se používá osobní počítač. Pak je třeba data zpracovat např. v programu MS Excel „odlogaritmováním“ decibelových hodnot, následně jejich odečtením a logaritmováním rozdílu. Podmínky správné funkce: Vnější rušivé signály (EM pozadí) musí být časově a kmitočtově stabilní. Přechodná rušení nejsou dostatečně eliminována. Proměnlivost rušivého pozadí je hlavní příčinou toho, že výsledky potlačení nejsou vždy dostatečné. Ke zlepšení je vhodné celý proces (načtení i odečet) několikrát opakovat a měřit raději v užším pásmu kmitočtů. „Rozdílové“ měření (Diference) je vhodné provést vždy bezprostředně po „načtení“ EM pozadí do paměti (Hold). Měřicí přijímač musí pracovat v lineárním režimu vůči měřeným signálům i vůči vnějšímu rušení. 1.5.5

Průměrování

Některé měřiče rušení mají i další funkce zvyšující jejich užitnou hodnotu, například průměrování naměřených hodnot. Většinou je možné nastavit, z kolika vzorků bude výsledná hodnota počítána, např. 100. Při použití průměrování není prodloužení měření časově významné, záleží samozřejmě na přístroji a na počtu vzorků k průměrování. Při průměrování s deseti vzorky je prodloužení třeba jen o jednu pětinu. Tuto metodu je v podstatě možné kombinovat se všemi metodami měření za přítomnosti vnějšího rušení, ale je třeba věnovat pozornost typu měřeného signálu. Pokud má signál náhodný charakter, jako například šum, pak tato metoda vede ke zkresleným výsledkům – naměřená hodnota je nižší. Pokud by bylo měření pouze poměrové (šlo by jen o zjištění odchylek), pak průměrování účinně omezuje náhodné signály elektromagnetického pozadí. 1.5.6

Koherentní příjem

Téměř všechny metody měření za přítomnosti vnějšího rušivého pozadí mají společnou nevýhodu, a to, že nejsou časově synchronní. Tímto je myšleno, že např. u metody lineární subtrakce se rušivé pozadí ukládá do paměti (počítače či měřicího přijímače) v jiný časový okamžik než signály z EUT + rušivé pozadí. Tuto záležitost elegantně řeší přístroj popsaný v [11] příp. [12]. Měřicí systém se sestává ze dvou antén, dvojitého frekvenčně i fázově synchronního přijímače a osobního počítače pro zpracování dat. Princip měření dle obrázku 1.6 je následující: anténa A přijímá jak signály ze zkoušeného zařízení, tak i rušivé pozadí. Druhá, referenční, anténa B přijímá pouze rušivé pozadí. Podmínkou správné funkce je, aby intenzita pole ze zkoušeného zařízení byla v místě antény B alespoň o 20 dB nižší než u antény A. Tohoto je dosaženo tím, že anténa B je od zkoušeného zařízení vzdálená minimálně o desetinásobek měřicí vzdálenosti, která je mezi anténou A a zkoušeným


zařízením. Anténu B je možné umístit třeba i na střechu budovy nebo jiné méně chráněné místo. Takto se rozdíl intenzit pole zkoušeného zařízení mezi anténami ještě zvýší a dále je referenční anténa B vystavena teoreticky silnějšímu rušivému pozadí. Obě antény mají mít, pokud možno, stejnou směrovou orientaci.

Obrázek 1.6. Princip koherentního měření [11]

Vlastní měření je pak zajišťováno dvojitým přijímačem (podle [11] se chová jako spektrální analyzátor), který je frekvenčně i fázově synchronní. Tímto je zajištěno, na rozdíl od dříve zmíněných metod potlačování vlivu rušivého pozadí, že se pozadí (anténa B) a pozadí + signály ze zkoušeného zařízení (anténa A) měří přesně ve stejný časový okamžik. Tímto způsobem je tedy možné potlačovat i rušivé pozadí, které je modulované frekvenčně i amplitudově. Systém by měl být schopný potlačit dle [11] vliv rušivého elektromagnetického pozadí až o 40 dB a u slabších signálů běžně o 20÷25 dB. V původní literatuře [11] ale není zmíněno, jaký vliv bude mít rozdíl průběhu rušivého pozadí mezi oběma anténami. Přijímací antény se totiž nenacházejí na stejném místě, takže je velmi pravděpodobné, že se intenzity pole rušivého pozadí na jednotlivých kmitočtech budou lišit. Možným řešením by bylo, provést ještě před zapnutím zkoušeného zařízení „kalibrační“ proměření rušivého pozadí na obou anténách, kterým by se sjednotily průběhy z obou antén, tak aby poměr intenzit na každém kmitočtu byl stejný.


1.6 Speciální signálové zdroje

K zajištění definovaných podmínek a opakovatelnosti měření používají oznámené subjekty (certifikované laboratoře) pro plnohodnotné testy EMC částečně bezodrazovou stíněnou komoru. Pro předcertifikační testy, kde je důraz kladen především na nízkou pořizovací cenu měřicího vybavení, je takováto komora nepřijatelná. Například komora pro třímetrovou měřicí vzdálenost stojí přibližně tři milióny korun, což by byla největší položka z celkových nákladů na potřebné měřicí vybavení. Díky tomu byly hledány způsoby, jak se přiblížit při měření na běžném pracovišti k výsledkům získaným v částečně bezodrazové komoře. Velmi dobrým řešením je použití speciálních signálových zdrojů, které byly pro tento účel vymyšleny. Další využití a poznámky k měření s těmito zdroji jsou uvedeny v [14]. Speciální signálové zdroje jsou generátory přesných signálů pro příslušný rozsah kmitočtů (např. od 1 MHz do několika GHz) realizované buď jako širokopásmový zdroj bílého šumu (Comparison Noise Emitter – CNE, obrázku 1.7), nebo jako tzv. hřebenové generátory (Emissions Reference Source – ERS, obrázku 1.8) generující „husté“ spektrum kmitočtových složek (např. s odstupem 2 MHz, nebo 10 MHz). Speciální signálové zdroje mají vysokou časovou a frekvenční stabilitu a jsou přesně změřeny pro jednu (nejčastěji 3 m), nebo i více měřicích vzdáleností dle standardů pro měření vyzářeného rušení. Tyto výsledky jsou pak dodávány výrobcem spolu se zdrojem jako kalibrační hodnoty (příklad kalibračních hodnot je na obrázku 1.9), které mohou být doplněny i o hodnoty měřené přímo na výstupu zdroje (obrázek 1.10) pro snazší ověření funkce zdroje, nebo i pro měření na otevřeném pracovišti (Open Area Test Site – OATS). Na základě toho, že jsou zdroje přesně měřeny jejich výrobcem a toho, že je jejich výstup časově stabilní, je možné je použít ke „kalibraci“ našeho pracoviště pro předcertifikační měření vyzářeného rušení. Když změříme speciální signálový zdroj na našem pracovišti, tak vlivem jeho nedokonalostí se výsledky budou lišit od kalibračních hodnot zdroje. Rozdíly mezi těmito průběhy pak tvoří korekční hodnoty pro měření zkoušeného zařízení. Korekci pro jeden kmitočet vypočítáme podle následující rovnice korekce[dB ] = E KAL [dBμV / m] − E MER [dBμV / m] ,

(6)

kde EKAL je intenzita pole změřená výrobcem zdroje při kalibraci EMER je intenzita pole změřená na našem pracovišti. Při vlastním měření zkoušeného zařízení je výsledná intenzita pole E na daném kmitočtu daná součtem korekce a naměřené hodnoty intenzity EEUT pole dle vzorce E [dBμV / m] = korekce[dB ] + E EUT [dBμV / m] .

(7)


Obrázek 1.7: CNE III od firmy York EMC Services Ltd [13]

Obrázek. 1.8: Emissions Reference Source od firmy Laplace Instruments


Obr. 1.9: Typické kalibrační hodnoty intenzity elektrického pole zdroje CNE III měřené ve vzdálenosti 3 m [13]

Obr. 1.10:

Typický výstupní výkon zdroje CNE III měřený přímo na jeho výstupu [13]

Postup „kalibrace“ pracoviště s využitím speciálních signálových zdrojů je následující: Speciální signálový zdroj se umístí do místa, kde bude umístěno zkoušené zařízení (EUT) během měření. Změří se zdrojem vyzařované spektrum (EMER) a hodnoty se zaznamenají. Důležité je, aby zdroj byl kalibrován pro tu měřicí vzdálenost, kterou bude při měření EUT použita. Za předpokladu časové a frekvenční stálosti zdroje víme, jaké hodnoty intenzity pole bychom měli naměřit. Rozdíly (v dB) hodnot naměřených EMER a referenčních (kalibračních) dat speciálního signálového zdroje EKAL podle (6) na jednotlivých kmitočtech určují korekční hodnoty (korekce) našeho pracoviště, které se pak připočítají k naměřeným hodnotám z EUT (EEUT) podle (7).


Rozdíly mezi naměřenými a referenčními hodnotami speciálního signálového zdroje jsou dány neideálností užitého pracoviště pro předcertifikační testy a dalšími faktory v měřicím řetězci včetně vlivu antény (anténního faktoru) a měřicího přijímače. Některé měřiče rušení pro předcertifikační testy umí využívat speciální signálové zdroje včetně vložení jejich referenčních (kalibračních) dat a automaticky korigovat naměřené hodnoty během měření EUT. Výhody a nevýhody speciálních signálových zdrojů: mezi výhody patří: •

cena zlomku částečně bezodrazové stíněné komory,

•

přenosnost,

nevýhody: •

neřeší problémy s rušivým pozadím.

Použitím speciálního signálového zdroje v podstatě obejdeme i potřebu mít anténu se známým anténním faktorem, protože jeho velikost (při jeho neznalosti) bude zahrnuta v korekčním faktoru pracoviště při jeho kalibraci.


1.7 Měřicí antény

Nejpodstatnějším údajem u antén pro EMC měření je anténní faktor (AF), který udává, v jaké míře (jak dobře) anténa dokáže převést intenzitu elektrického pole na elektrické napětí, které je měřeno měřičem rušení AF [dB / m] = E [dBμV / m] − U [dBμV ] ,

(8)

kde E je intenzita elektrického pole v místě antény a U je napětí na svorkách antény. Téměř vždy je pak k anténě dodáván i propojovací kabel, se kterým byla anténa kalibrována, a tak se vlastně tento kabel stává její nedílnou součástí. Kabely mívají délku 10 metrů a jsou zakončeny konektory typu N. Na obrázku 1.11 je ukázka bikónické antény, což je konstrukčně dipól s kónickým rozšířením pro rozšíření využitelného frekvenčního pásma antény. Tyto antény jsou určeny pro pásma 20 (30) až 200 (300) MHz.

Obrázek 1.11:

Bikónická anténa firmy ETS-Lindgren [15]

Nejběžnější anténou používanou pro testy EMC je anténa nazývaná BiLog, což je běžně používaný komerční název odvozený od konstrukce antény. Ta je složena z modifikovaného dipólu a z logaritmicko-periodické antény (ukázka na obr. 1.12). Dipólová část je určena pro příjem v kmitočtovém pásmu cca 30 až cca 300 MHz a zkratka Bi v názvu antény znamená právě bikónickou modifikaci dipólu, tzn. kónické rozšíření na obou ramenech k rozšíření pracovního frekvenčního pásma (obrázek 1.13). Modifikace mohou být i jiné, např. kapacitním prodloužením. Logaritmicko-periodická část pracuje od frekvence cca 300 MHz až do 1 (2) GHz.


Obrázek 1.12:

Logaritmicko-periodická anténa s podstavcem firmy ETS-Lindgren [15]

Obrázek 1.13:

BiConiLog (komerční název) firmy ETS-Lindgren [19]

Zvýšenou pozornost je třeba věnovat i samotnému propojení antény s měřičem rušení. U antén typu BiLog a podobných konstrukcí je problém v přizpůsobení, protože bikonická část mívá poměr stojatých vln na dolním okraji svého frekvenčního pásma i přes dvacet decibelů. Toto se projevuje zvýšenou neurčitostí měření. Zlepšení PSV je možné zařazením útlumového článku mezi anténu (její kabel) a měřič s hodnotou kolem 5 dB. Tímto se nejen zlepší přizpůsobení, ale zároveň se i zvýší ochrana vstupu měřiče rušení před přetížením a případným poškozením jeho vstupních obvodů. Součástí většiny antén pro EMC měření je i propojovací kabel, protože kalibrace anténního faktoru (AF) se provádí i s ním. Pak je v podstatě AF určen na konektoru kabelu připojeného k anténě. Samotný propojovací kabel slouží dále jako částečné přizpůsobení. Zakoupením antény, nejlépe Bilogu, vyrobené pro EMC testování určitě neuděláme chybu a budeme mít vyřešený problém s kalibrovaným snímačem rušení.


1.8 Neurčitosti měření

Neurčitost měření je podle [16 až 19] parametr spojený s výsledkem měření, který charakterizuje rozptyl hodnoty, o které se předpokládá, že je blízko skutečné hodnotě. Součástí výsledku každého plnohodnotného měření by tedy měla být právě i neurčitost měření. Podle [16] je měření vyzářeného rušení rozděleno na čtyři skupiny podle polarizace (vertikální, horizontální) a podle použité měřicí antény (pro 30 ÷ 200 MHz bikonická, pro 200 ÷. 1000 MHz logaritmicko-periodická). Variantou s nejvyšší neurčitostí je měření na třímetrové vzdálenosti v pásmu 200 až 1000 MHz s použitím logaritmicko–periodické antény a horizontální polarizací, kdy rozšířená neurčitost je Ulab=5,2 dB (krycí faktor k=2 pro pravděpodobnost 95 %). Skupiny přispěvatelů k celkové nejistotě měření seřazených do skupin podle velikosti jejich příspěvků jsou uvedeny v tabulce 1.2. Tabulka 1.2: Příspěvky k celkové nejistotě měření Kombinovaná Skupiny veličin standardní nejistota [dB] Korekce měřicího stanoviště

1,64

Korekce přijímače (spektrálního analyzátoru)

1,35

Anténní faktor

1,00

Korekce antény

0,86

Nepřizpůsobení antény a přijímače

0,67

Odečítání z přijímače Útlum spojení mezi anténou a přijímačem

0,10 0,05

Kombinovaná standardní nejistota je určena vztahem (podrobnosti v [15 až 19]) uc ( y) =

∑c

2 KAL

⋅ u 2 ( xi ) ,

i

(9) kde ci je citlivostní koeficient a u(xi) je standardní nejistota jednotlivých příspěvků. Rozšířená nejistota měření je daná vztahem U LAB = k ⋅ u c ( y ) , (10) kde hodnota krycího faktoru k=2 je pro pravděpodobnost 95 %. Z tabulky 1.2 jasně vyplývá, že měřicí stanoviště se na neurčitosti hodnoty výsledku podílí největší měrou, avšak tyto hodnoty jsou platné pouze pro částečně bezodrazovou komoru. Na jiném pracovišti mohou nejistotu měření výrazně ovlivnit (zvýšit) případné odrazy elektromagnetických vln šířících se ze zkoušeného zařízení. Vhodným návrhem a důkladným proměřením měřicího stanoviště se pak dá velikost neurčitosti udržet na přijatelné úrovni i při měření mimo komoru. Druhou nejvíce přispívající skupinou jsou vlastnosti měřicího přijímače, jehož parametry jsou dány výrobcem, a které běžný uživatel nemůže ovlivnit jinak, než výběrem lepšího měřiče rušení. Skupiny některých veličin uvedených v tabulce 1.2 se dají ještě podrobněji rozdělit:


•

korekce měřicího stanoviště: o nedokonalost měřicího stanoviště o přesnost měřicí vzdálenosti o přesnost výšky stolu pro EUT

•

korekce přijímače: o přesnost sinusového napětí o odchylky pulzní odezvy se změnou opakovací frekvence o odezva pulzní amplitudy o šumové pozadí

•

korekce antény: o frekvenční interpolace anténního faktoru o změna anténního faktoru při změně výšky antény nad zemní rovinnou o směrovost antény o místo fázového středu o odezva křížové polarizace o vyváženost antény (parametrů)

Přičemž složkou dominantně přispívající k neurčitosti měření je právě nedokonalost měřicího stanoviště a to δSA = 4 dB. Standardní nejistota s trojúhelníkovou funkcí rozdělení pravděpodobnosti je pak u(δSA ) = 1,63 dB (kombinovaná nejistota korekce měřicího pracoviště je 1,64 dB). Druhým největším přispěvatelem je přesnost anténního faktoru s nejistotou 2 dB (kombinovaná standardní nejistota s funkcí rozdělení pravděpodobnosti k=2 je 1 dB). Úplný výčet hodnot neurčitostí každé skupiny je uveden v [15 až 19]. Z rozboru zdrojů neurčitostí vyplývá, že je třeba při zkoumání a omezování neurčitosti měření vyzářeného rušení věnovat největší pozornost parametrům měřicího stanoviště. Závěrem lze k dosavadnímu vývoji na poli předcertifikačních testů říci, že neexistuje jednotná metodika ani ucelené postupy k předcertifikačním testům EMC.


1.9

Cíle dizertace

V dizertaci jsem se zaměřil na použití speciálních signálových zdrojů a na postupy jejich použití pro“kalibraci“ pracoviště pro předcertifikační měření vyzářeného rušení. Dalším bodem mojí dizertační práce je porovnání výsledků měření vyzářeného rušení v částečně a v plně bezodrazové stíněné komoře. Třetím cílem je vyzkoušet některé z metod pro měření za přítomnosti vnějšího elektromagnetického pozadí a vybranou metodu začlenit do doporučeného postupu měření vyzářeného rušení na předcertifikačním pracovišti. Čtvrtým bodem je prozkoumání vlivu kovových předmětů na výsledek měření na pracovišti na otevřeném prostranství. A s využitím výsledků z předchozích bodů sestavit doporučený postup pro předcertifikační měření vyzářeného rušení.


2 Doporučení pro používání speciálních signálových zdrojů Pro práci na dizertační práci jsem měl k dispozici ERS generátor vyrobený britskou firmou Laplace Instruments (obrázek 2.1). Tento generátor je bateriově napájen, aby se vyloučil vliv napájecích kabelů (možné rušení z napájecího zdroje generátoru nebo rušení z napájecí sítě) a má kmitočtový rozsah od 30 do 1000 MHz. Rozměry generátoru jsou přibližně 20 x 15 x 20 cm (délka x šířka x výška) včetně antény. Jeho základem je pravděpodobně hřebenový (comb) generátor s odstupem spektrálních čar 2 MHz. Pro získání všech výsledků jsem použil EMC spektrální analyzátor HP E7404A a logaritmicko-periodickou anténu od firmy Schaffner. Měřicí proces byl řízen počítačem a programem VEE firmy Agilent.

Obr. 2.1:

Emissions Reference Source od firmy Laplace Instruments

Bohužel tento kus je vadný a naměřené hodnoty intenzity pole ve třímetrové vzdálenosti se podstatně liší od dodaných kalibračních hodnot. Přestože nemají generátorem vyzařované frekvence správnou úroveň, jsou alespoň časově stálé a bylo možné uskutečnit některá měření. Další speciální signálový zdroj s obchodním názvem CNE III (Comparison Noise Emitter), který byl později k dispozici pro měření, je plně funkční a bylo možné pokračovat v pokusech s „kalibrací“ EMC předcertifikačního pracoviště. Základem tohoto zdroje je šumový generátor, jehož signál po zesílení poskytuje užitečný signál v rozsahu od 9 kHz do 5 GHz. Rozměry zdroje jsou 19 x 14 x 18 cm ( délka x šířka x výška) včetně základní antény (na obrázku 2.2 vpravo nahoře). - 22 -


Obr. 2.2:

CNE III od firmy York EMC Services Ltd [13]

2.1 Vliv pozice ERS generátoru na odchylku měřené intenzity pole

Při měřeních byl zkoumán vliv pozice ERS generátoru na naměřenou intenzitu pole. Toto měření mělo ověřit, jak velký vliv na výsledek „kalibrace“ EMC předcertifikačního pracoviště (kapitola 1.6) má i relativně malý posun ERS generátoru (speciálního signálového zdroje) z jeho výchozího umístění. U zkoušeného zařízení, které by mohlo mít případně i větší rozměry než ERS generátor, totiž zdroj rušení s velkou pravděpodobností nebude prostorově umístěn do geometrického středu zkoušeného zařízení. Vzhledem k tomu, že se speciální signálové zdroje se svými rozměry a prostorovým uspořádáním chovají jako bodové zářiče, může dojít po „kalibraci“ předcertifikačního pracoviště a výměně zkoušeného zařízení za speciální signálový zdroj k posunu mezi pomyslným bodem vyzařování zdroje a místa, ze kterého vychází případné rušení ze zkoušeného zařízení. Měřicí pracoviště bylo umístěno v přízemní místnosti na ulici Purkyňova 118 Brno, které má na délku 11 metrů, na šířku 7 metrů a na výšku cca 4 metry. Pod stropem jsou zavěšeny stropní podhledy s celkem osmnácti zářivkovými svítidly (každé 4 zářivky). Stropní podhledy jsou uloženy na kovové konstrukci, která může způsobovat odrazy elektromagnetických vln. Zářivky jsou zdroje světla na principu elektrického výboje, takže způsobují v širokém pásmu kmitočtů rušení, které se šíří nejen prostorem, ale i po vedení. Rušení prostorem ze zářivek může jako součást rušivého elektromagnetického pozadí ovlivňovat výsledky měření. Přijímací anténa typu BiLog firmy Schaffner byla umístěna ve výšce 1,6 m a skloněna dolů, aby mířila přímo na ERS, jehož referenční poloha (výška nekovové podložky) byla 80 cm nad zemí v měřicí vzdálenosti 3 m od antény (referenčního bodu). K měření intenzity pole byl použit EMC spektrální analyzátor HP E7404A. Celý proces měření a sběru dat řízen osobním počítačem a programem Agilent VEE 8.0 Pro. Schematické zobrazení měřicího pracoviště umístěného uprostřed místnosti je na obrázku 2.3. ERS bylo posunováno o 10 a 20 cm ve směrech dopředu k anténě, dozadu od antény, nahoru a dolů, doleva a doprava. Po každém posunutí byla změřena intenzita


pole v obou polarizacích v kmitočtovém pásmu od 30 do 800 MHz. Měřit až do 1000 MHz bylo bezvýznamné, protože ERS generátor nad 800 MHz vyzařuje pole na hranici měřitelnosti. Z měření bylo také vyloučeno kmitočtové pásmo od 88 do 110 MHz z důvodu silného rušení od rozhlasových vysílačů.

Obrázek 2.3:

Schematické znázornění pracoviště, půdorys

Rozdíly mezi intenzitami pole pro výchozí polohu ESTRED a posunutým ERS generátorem EPOSUN byly počítány podle následujícího vzorce delta[dB ] = abs (ESTRED [dBμV / m] − E POSUN [dBμV / m]) . (11) Posun doleva a doprava Výsledky měření odchylek jsou zobrazeny pro vertikální polarizaci na obrázcích 2.4 a 2.5 a pro horizontální polarizaci na obrázcích 2.6 a 2.7. 12

10

delta [dB]

8

20 cm 10 cm

6

4

2

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

f [Hz]

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

Některé otázky předcertifikačních testů EMC Obrázek 2.4:

Posun doleva, vertikální polarizace

12

10

20 cm 10 cm

delta [dB]

8

6

4

2

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.5:

Posun doprava, vertikální polarizace

10 9 8

delta [dB]

7

20 cm 10 cm

6 5 4 3 2 1 0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.6:

Posun doleva, horizontální polarizace


10 9 8

20 cm

delta [dB]

7

10 cm

6 5 4 3 2 1 0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Posun doprava, horizontální polarizace

Obrázek 2.7:

Při posouvání ERS generátorem doleva a doprava (obrázky 2.4 až 2.7) jsou odchylky poměrně malé, převážně pod 4 dB u vertikální polarizace a pod 3 dB u horizontální polarizace. Posun dopředu a dozadu Při posunu ERS generátoru směrem dopředu – k anténě respektive od antény – dozadu byly změřeny následující výsledky (obrázky 2.8 a 2.9 resp. 2.10 a 2.11): 12

10

20 cm

delta [dB]

8

10 cm

6

4

2

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.8:

Posun dopředu, vertikální polarizace

7,00E+08

8,00E+08


12

10

20 cm 10 cm delta [dB]

8

6

4

2

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.9:

Posun dozadu, vertikální polarizace

14

12

delta [dB]

10

20 cm 10 cm

8

6

4

2

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.10:

Posun dopředu, horizontální polarizace


14

12

20 cm 10 cm

delta [dB]

10

8

6

4

2

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.11: Posun dozadu, horizontální polarizace

V tomto případě jsou už rozdíly od středové pozice výraznější než při posunu doleva či doprava. Většina hodnot sice nepřesahuje 6 dB, ale v mezním případě dosahují až ke 14-ti dB. Měření intenzity pole bylo v tomto případě výrazně citlivější na posun zdroje rušení (ERS generátoru) než při posunu doleva či doprava Posun nahoru a dolů Poslední měření bylo pro posun ERS generátoru směrem nahoru a směrem dolů. Posun pro vertikální polarizaci je na obrázcích 2.12 až 2.14 a pro polarizaci horizontální na obrázcích 2.15 a 2.16. 10 9 8

20 cm 10 cm

delta [dB]

7 6 5 4 3 2 1 0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.12:

Posun nahoru, vertikální polarizace

7,00E+08

8,00E+08


35

30

10 cm

delta [dB]

25

20 cm

20

15

10

5

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.13:

Posun dolů, vertikální polarizace

Při vertikální polarizaci jsou odchylky až na pásmo kolem 680 MHz poměrně malé. Při porovnání posunu dolů s vertikální polarizací (obr. 2.13) je průběh pro posun o 20 cm zjevně chybný, proto obrázek 2.14 je bez tohoto průběhu, aby bylo možné jej porovnat s průběhy pro horizontální polarizaci. 18 16 14

delta [dB]

12 10 8 6 4 2 0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.14:

Posun dolů, horizontální polarizace, zobrazení bez chybného průběhu

8,00E+08


18 16 14

20 cm 10 cm

delta [dB]

12 10 8 6 4 2 0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.15:

Posun nahoru, horizontální polarizace

18 16

20 cm 14

10 cm delta [dB]

12 10 8 6 4 2 0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.16:

Posun dolů, horizontální polarizace

Měření intenzity pole je v případě posunu zdroje rušení (ERS generátoru) na posun nahoru a dolů více citlivé než v případě posunu doleva či doprava, ale méně citlivé než v případě posunu dopředu a dozadu. Všechny naměřené průběhy a závislosti jsou platné pouze pro přízemní místnost a pro použité přístrojové vybavení. Dle mého názoru na odchylky má vliv hlavně geometrie a materiály místnosti způsobující odrazy a dále přijímací anténa se svou vyzařovací charakteristikou. Z měření “Vlivu pozice ERS generátoru na odchylku měřené intenzity pole” vyplývá, že u zkoumaných zařízení je třeba před začátkem vlastního měření vyzářeného rušení věnovat pozornost lokalizaci zdánlivého bodu, ze kterého rušení vychází. Tento bod je nutné umístit do místa, ve kterém byl geometrický střed speciálního signálového


zdroje během „kalibrace“ pracoviště. Pro lokalizaci zdánlivých bodů je vhodné použít ruční sondy blízkého pole. Je možné, že takových bodů bude více a jejich poloha se bude s kmitočtem měnit. Tímto postupem by mělo dojít k omezení odchylek a následně tedy i přesnějšímu měření. Pokud by lokalizaci nabyla neprovedena a zkoušené zařízená by bylo větších rozměrů větších než jsou speciální signálové zdroje (krychle s hranou cca 20 cm), může dojít i po „kalibraci“ pracoviště a následném měření zkoušeného zařízení k chybám výsledku, podobným jaké byly naměřený při posunování ERS generátorem ze středové pozice. Opakovatelnost měření Aby se tak omezila různorodost výsledků, tak bylo před každou sadou měření (např. v jeden den) provedeno měření středové – výchozí pozice ERS generátoru. Na obrázku 2.17 je zobrazen průběh maximálních rozdílů tří sad hodnot naměřených v průběhu dvou dní, během kterých měření probíhalo. 4,5 4

horizontální

3,5

vertikální

delta [dB]

3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.17:

Opakovatelnost měření v přízemní místnosti

Odchylky hodnot se pohybují u většiny kmitočtových bodů pod 2,5 dB, přičemž kmitočtové body, na kterých je tato hodnota překročena, byly ovlivněny nestálým EM pozadím. Odchylky jsou výrazně nižší než odchylky při posunu ERS generátoru, takže je možné výsledky měření posunu ERS generátoru brát jako věrohodné.


2.2 Vliv pozice ERS generátoru na odchylku měřené intenzity pole ve stíněné místnosti

Pokračováním měření v předchozí kapitole bylo měření ve stíněné komoře (prostory UREL VUT Brno, Purkyňova 118). Komora má rozměry přibližně 2,6 * 2,6 * 3,5 metru. Nespornou výhodou stíněných komor je absence rušivého elektromagnetického pozadí. Avšak jsou zde komplikace při měření díky odrazům EM vlnění od kovových (ocelových) stěn a také rezonance komplikující měření. Přístrojové vybavení, použité při měření v komoře, postup i kmitočtový rozsah měření byl stejný jako v předešlém měření v přízemní místnosti, pouze měřicí vzdálenost musela být díky rozměrům komory snížena na 2 metry. Vzhledem k symetrickému umístění ERS generátoru mezi stěny komory, byl předpoklad, že posun doleva a doprava bude mít velmi podobný výsledek, a tak byla první část měření provedena s posunem ERS generátoru pouze doleva (z pohledu přijímací antény) s výsledky na obrázcích 2.18 a 2.19. Posunováno generátorem bylo o 10 a 20 cm. 30

25


20

15

10

5

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.18:

Posun doleva s vertikální polarizací

7,00E+08

8,00E+08


30

25


20

15

10

5

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.19:

Posun doleva s horizontální polarizací

Odchylky při posunu doleva jsou poměrně vysoké, obzvláště při porovnání s výsledky na obrázcích 2.4 až 2.8 (měření v přízemní místnosti) Posun dopředu Při posunu směrem k měřicí anténě – dopředu bylo ERS generátorem posunováno nejen o 10 a 20 cm, ale i o 30 cm. Obrázky 2.20 až 2.21 jsou s výsledky pro vertikální a 2.22 až 2.24 pro horizontální polarizaci, přičemž výsledek měření s posuvem o 30 cm je vždy kvůli přehlednosti zobrazen zvlášť.

35

30

20 cm 10 cm

delta [dB]

25

20

15

10

5

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.20:

Posun dopředu s vertikální polarizací

7,00E+08

8,00E+08


35

30

delta [dB]

25

20

15

10

5

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.21:

Posun o 30 cm dopředu s vertikální polarizací

35

30

20 cm 10 cm

delta [dB]

25

20

15

10

5

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.22:

Posun dopředu s horizontální polarizací

7,00E+08

8,00E+08


35

30

delta [dB]

25

20

15

10

5

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.23:

Posun o 30 cm dopředu s horizontální polarizací

Odchylky naměřené intenzity už při posunu dopředu o 10 cm jsou tak velké, že bez hledání zdánlivého místa vyzařování ze zkoušeného zařízení, nemá jakékoliv měření vyzářeného rušení ve stíněné komoře význam. Posun dozadu Analogicky k posuny dopředu je posun dozadu s výsledky zobrazenými na obrázcích 2.24 a 2.25. 30

25

20 cm 10 cm

delta [dB]

20

15

10

5

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.24:

Posun dozadu s vertikální polarizací

V grafu na obr. 2.25 není uveden chybně změřený průběh pro posun o 20 cm. Jeho doměřování vhledem k trendu odvozeného z předchozích měření nemá pro vyvození závěru z měření podstatný význam.


30

25

delta [dB]

20

15

10

5

0 0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

7,00E+08

8,00E+08

f [Hz]

Obrázek 2.25:

Posun dozadu o 10cm s horizontální polarizací

Při posunu ERS generátoru dozadu směrem od měřicí antény má podobný charakter jako při posunu směrem k anténě. Z měření jednoznačně vyplývá, že pozice ERS generátoru při měření ve stíněné místnosti má značný vliv na odchylky intenzity pole oproti výchozí pozici, a je tedy potřeba při kalibraci předcertifikačního pracoviště ve stíněné místnosti s využitím speciálních signálových zdrojů (CNE, ERS, …) pečlivě hledat místo – zdánlivý bod vyzařování – na nebo v EUT, ze kterého rušení vychází a toto místo umístit tam, kde při „kalibraci“ (viz. kapitola 1.6) byl střed speciálního signálového zdroje. Pokud by byla možnost volit měření ve stíněné komoře nebo pracoviště na otevřeném prostranství (OATS), a výsledkem měření by měla být informace, zda zkoušené zařízení splňuje limity, tak bych volil i za cenu komplikací s rušivým pozadím měření na otevřeném prostranství, protože výsledek nebude tolik deformován mnohonásobnými odrazy a rezonancemi ve stíněné komoře. Výsledky měřen z této a z předchozí kapitoly jsem publikoval v [20, 21 a 22].


2.4 Kalibrace předcertifikačního pracoviště s využitím speciálních signálových zdrojů

Prvotní myšlenkou ke vzniku speciálních signálových zdrojů je přenesení definovaných vlastností částečně bezodrazové komory (SAC) mimo komoru na běžné pracoviště, tj. do klasické laboratoře či na jiné pracoviště, na kterých budou předcertifikační zkoušky vyzářeného rušení probíhat. Myšlenka je tedy následují: když proměřím (samozřejmě dle EMC norem) nějaké zařízení v SAC a když toto zařízení bude dostatečně časově a úrovňově stabilní, a poté stejné zařízení proměřím na předcertifikačním pracovišti, obdržím vlivem nedokonalostí pracoviště výsledky jiné než v SAC. Pak rozdíly mezi měřením v SAC a na předcertifikačním pracovišti tvoří korekční křivku předcertifikačního pracoviště. Tato „kalibrace“ je samozřejmě platná jen pro to uspořádání pracoviště, při kterém bylo měření provedeno, tzn., že při změně konfigurace je třeba provést kalibraci pracoviště znovu. Nedokonalost pracoviště může být způsobena odrazy i mnohonásobnými a na odchylky výsledků může mít vliv vedle odrazů i použitá měřicí anténa, její kabel a v neposlední řadě i rušivé elektromagnetické pozadí. K měřením jsem použil CNE od firmy York EMC Services Ltd., který není kalibrován v částečně ale v plně bezodrazové komoře. Měřené signály ze zkoušeného zařízení v tomto případě, tedy po kalibraci pracoviště, budou nižší teoreticky o 0 až 6 dB oproti měření v SAC (podrobněji se této problematice věnuje kapitola 3) a budou teoreticky odpovídat měřením v FAC. Kalibraci pracoviště jsem proved na třech rozdílných stanovištích v budově Ústavu radioelektroniky na ulici Purkyňova 118 v Brně. V přízemní místnosti (obrázek 2.33), v zasedací místnosti, která se nachází v sedmém patře budovy a je předpoklad pro vysokou úroveň rušivého pozadí (obrázek 2.34), a na střeše budovy – v podstatě osmé patro budovy (obrázek 2.35). Rušivé elektromagnetické pozadí těchto pracovišť je vyobrazeno v obrázcích 2.36 až 2.38 a nejvyšší je dle předpokladů právě na střeše budovy. Nejnižší naopak v přízemní místnosti, která je na úrovni terénu, je umístěna přibližně ve středu budovy a je tedy relativně dobře chráněna proti rušení z okolí. Výsledky byly publikovány v [23].


Obrázek 2.26:

Obrázek 2.27:

Pracoviště v přízemní místnosti

Pracoviště v zasedací místnosti Ústavu radioelektroniky VUT v Brně


Pracoviště na střeše budovy Ústavu radioelektroniky VUT v Brně

Obrázek 2.28:

85 80 75 70 E [dBuV/m]

65 60 55 50 45 40 35

horizontální polarizace

30

vertikální polarizace

25 0

100

200

300

400

500

600

700

f [MHz]

Obrázek 2.29:

EM pozadí v přízemní místnosti

800

900

1000


85 80 75 70

E [dBuV/m]

65 60 55 50 45 40 35


30


25 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

f [MHz]

Obrázek 2.30:

EM pozadí v zasedací místnosti

85 80 75 70 E [dBuV/m]

65 60 55 50 45 40 35


30


25 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

f [MHz]

Obrázek 2.31:

EM pozadí na střeše

Dle předpokladů má pracoviště na střeše největší rušivé elektromagnetické pozadí.

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

0

-10

měřeno

-20 0

100

200

300

400

500

CNE kalibrace 600

700

-10

korekce 800

900

korekce [dB]

E [dBuV]/m


-20 1000

f [MHz]

Korekční křivka v přízemní místnosti, vertikální polarizace

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

0

-10

měřeno

-20 0

100

200

300

400

500

CNE kalibrace 600

700

-10

korekce 800

900

korekce [dB]

E [dBuV]/m

Obrázek 2.32:

-20 1000

f [MHz]

Obrázek 2.33:

Korekční křivka pracoviště v přízemní místnosti, horizontální polarizace

Korekční křivka pracoviště v přízemní místnosti má poměrně malý rozptyl hodnot. Ty ale rychle mění svou velikost, což je následkem početných odrazů elektromagnetického vlnění od stropu, podlahy a stěn, které bylo vyzářeno CNE generátorem.

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

0

-10

měřeno

-20 0

100

200

300

400

500

CNE kalibrace 600

700

-10

korekce 800

900

korekce [dB]

E [dBuV/m]


-20 1000

f [MHz]

Korekční křivka pracoviště v zasedací místnosti, vertikální polarizace

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

0

-10

měřeno

-20 0

100

200

300

400

500

CNE kalibrace 600

700

-10

korekce 800

900

korekce [dB]

E [dBuV/m]

Obrázek 2.34:

-20 1000

f [MHz]

Obrázek 2.42:

Korekční křivka pracoviště v zasedací místnosti, horizontální polarizace

Vícenásobné odrazy mají i v zasedací místnosti značný vliv na korekční křivku. Kovové židle a nohy stolů byly příliš blízko nejen k anténě ale k k CNE generátoru. Zvýšenou pozornost je třeba věnovat hodnotám korekční křivky, které se nacházejí na kmitočtech se silným rušením od EM pozadí.

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

0

-10

měřeno

-20 0

100

200

300

400

500

CNE kalibrace 600

700

korekce 800

900

korekce [dB]

E [dBuV/m]


-10 -20 1000

f [MHz]

Korekční křivka pracoviště na střeše, vertikální polarizace

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

0

-10

měřeno

-20 0

100

200

300

400

500

CNE kalibrace 600

700

korekce 800

900

korekce [dB]

E [dBuV/m]

Obrázek 2.43:

-10 -20 1000

f [MHz]

Obrázek 2.44:

Korekční křivka pracoviště střeše, horizontální polarizace

Pracoviště na střeše má pouze jednu plochu způsobující odraz EM vlnění a to povrch střechy. Korekční křivky jsou na rozdíl od předchozích pracovišť poměrně hladké, což dává předpoklad pro výsledky měření zkoušeného zařízení nejméně zatížené vícenásobnými odrazy. Větší zvlnění je pouze u vertikální polarizace rozmezí kmitočtů 130 až 190 MHz. Největší vliv má patrně relativně kvalitní odraz od povrchu střechy.


Na obrázcích 2.45 a 2.46 jsou pak zobrazeny korekční křivky pro všechna zkoumaná pracoviště. 35 30 25

korekce [dB]

20 15 10 5 0 -5 -10 střecha

-15 0

100

200

300

400

500

přízemní místnost č.127

600

700

zasedací místnost

800

900

1000

f [MHz]

Obrázek 2.45:

Porovnání korekčních křivek pracovišť, vertikální polarizace

35 30 25

korekce [dB]

20 15 10 5 0 -5 -10 střecha

-15 0

100

200

300

400

500

přízemní místnost

600

700

zasedací místnost

800

900

1000

f [MHz]

Obrázek 2.46:

Porovnání korekčních křivek pracovišť, horizontální polarizace

V případě porovnáním korekčních křivek všech tří pracovišť pro vertikální polarizaci (obr. 2.45) je patrné, že jsou si křivky velmi podobné. Určitou souvislost lze najít i pro křivky u horizontální polarizace. Toto je způsobeno odrazy od plochy, která byla vždy největší a často i nejblíže k měřicí anténě a CNE generátoru. Touto plochou je podlaha. Taktéž výška a sklon antény byl vždy stejný a stejná byla i výška plochy, na které byl umístěn CNE generátor při „kalibraci“ pracoviště. Pokud není k dispozici speciální signálový zdroj a není tedy možno si „zkalibrovat“ předcertifikační pracoviště, je výhodné zvolit pracoviště, na kterém budou všechny plochy jak od zkoušeného zařízení, tak i od měřicí antény co nejdále.


2.5

Praktické zkušenosti s používáním ERS a CNE zdrojů a jejich měření

ERS generátor, který jsem použil, je založen na hřebenovém (comb) generátoru. Čili jeho výstupní spektrum je dopředu známé, není náhodné jako u šumových generátorů. Jeho kmitočtové spektrum má rozsah od 30 do 1000 MHz s odstupem spektrálních čar 2 MHz. Ve skutečnosti jsem tento odstup naměřil 2,000262 MHz. Tento rozdíl není při měření se spektrálním analyzátorem problémem. Při měření používám software Agilent VEE Pro 8.0, který mi umožňuje změřit všech 485 spektrálních čar během deseti minut. Program obsluhuje přes sériovou linku analyzátor a zároveň z něj vyčítá naměřená data, která jsou po ukončení měřicí smyčky uložena do textového souboru. Program po výchozím nastavení analyzátoru pokračuje měřicí smyčkou, ve které se dá nastavit frekvenční rozsah a krok, velikost filtru (normou je vyžadováno 120 kHz) a šířku zobrazovaného pásma. V měřicí smyčce se zobrazí nastavená šířka pásma a hledá se maximum, o kterém se předpokládá, že je to spektrální čára od ERS generátoru. Je také možné zapnout průměrování pro potlačení rušivého pozadí. Průměrování je velmi rychlá funkce a nemá podstatný vliv na dobu jednoho měřicího cyklu. Podstatou CNE III od firmy York EMC Services Ltd. je šumový generátor pracující v rozsahu 9 kHz až 5 GHz. U tohoto přístroje je obtížnější stanovit si počáteční nastavení parametrů na spektrálním analyzátoru. V podstatě jde o to, že pokud použiji postup měření s využitím stejného obslužného programu jako v případě měření ERS generátoru, tak naměřené hodnoty budou pokaždé jiné. Spektrální EMC analyzátor HP E7404A zobrazuje a měří 401 bodů v určeném kmitočtovém pásmu. Díky náhodnému výstupnímu spektru CNE je nemožné najít maximum na dané frekvenci (měřím např. s krokem 2 MHz), jak tomu je u ERS. Takže jde o hledání maxima v celém zobrazeném pásmu. Proto musel být program upraven, a nyní je intenzita pole měřena na jedné dané frekvenci. Jiným řešením je použití měřicího přijímače, který umožňuje měřit na jedné frekvenci a navíc je možné měřit jak špičkovou, tak i střední hodnotu současně. U EMC spektrálního analyzátoru je měření střední hodnoty možné také, ale vlastní měření je pak mnohonásobně časově delší, než jen měření hodnoty špičkové. Shrnu-li své zkušenosti s automatizovaným měřením obou zdrojů, tak pro měření ERS je vhodný spíše spektrální analyzátor, protože umožňuje hledat maximum v zobrazeném frekvenčním pásmu, což je nutné díky mírně nekonstantnímu frekvenčnímu kroku výstupních hodnot použitého ERS. Pro měření CNE se hodí oba typy přístrojů.


3 Porovnání výsledků měření vyzářeného rušení získaných v částečně bezodrazových a plně bezodrazových komorách

3.1 Vliv zemní roviny v částečně bezodrazové komoře

Díky absorbérům na stěnách a na stropě komory se od zkoušeného zařízení směrem k přijímací anténě šíří dvě elektromagnetické vlny, vlna přímá a vlna odražená od vodivé zemní roviny. V místě přijímací antény se obě vlny setkávají s různým fázovým posunem a pro nalezení maxima intenzity elektrického pole (nulový fázový posun obou vln) na daném kmitočtu je potřeba výškové pohybování, „skenování“, přijímací anténou. Vliv zemní roviny jsem měl možnost měřit v částečně bezodrazové komoře společnosti Škoda Auto a.s. dne 31.10. a 4.11.2008. Měřicí přijímač ESIB 40 (typ 1088.7490.40) s frekvenčním rozsahem 20 Hz – 40 GHz byl od firmy Rohde & Schwarz. Přijímací logaritmicko periodická anténa s motýlkovou bikónickou částí, typ CBL 6112 B od firmy Schaffner, byla umístěná vodorovně na polohovacím stožáru firmy Rohde & Schwarz. Měřicí vzdálenost byla 3 metry mezi referenčním středem antény a geometrickým středem CNE generátoru. Anténní faktor do výsledků - grafů není započítán, protože nebyl k dispozici, a proto jsou naměřené hodnoty v jednotkách dBµV. Možnosti výškového nastavení přijímací antény byl omezen výškou komory pro výšku maximální a měřicím stožárem pro výšku minimální. EMC normy pro měřicí vzdálenost 3 m vyžadují rozsah výšek umístění antény od 1 do 4 metrů. Minimální výšku jsem z hlediska vodivé zemní roviny mohl nastavit jen na 103 cm. Maximální pouze na 340 cm a to už kraj přijímací antény byl od jehlanových absorbérů cca 0,5 m daleko, což méně než vzdálenost 1 m vyžadovaná EMC normou. Výsledky měření jsou prezentovány na obrázcích 3.1 a 3.2.


80

103 cm 105 cm 110 cm 120 cm 130 cm 140 cm 150 cm 160 cm 170 cm 180 cm 200 cm 220 cm 240 cm 260 cm 280 cm 300 cm 320 cm 340 cm Max

70 60

U [dBuV]

50 40 30 20 10 0 -10 0

100

200

300

400

500 f [MHz]

600

700

800

900

1000

Obrázek 3.1: AV detektor, vertikální polarizace, CNE umístěn 80cm nad vodivou zemní rovinou (65 cm nad dlažbou) 70

104 cm 105 cm 110 cm 120 cm 130 cm 140 cm 150 cm 160 cm 170 cm 180 cm

60 50

U [dBuV]

40 30

200 cm 220 cm 240 cm 260 cm 280 cm 300 cm 320 cm 340 cm Max

20 10 0 -10 0

100

200

300

400

500 f [MHz]

600

700

800

900

1000

Obrázek 3.2: AV detektor, horizontální polarizace, CNE umístěn 80cm nad vodivou zemní rovinou (65 cm nad dlažbou)

Výsledky měření zobrazených na obrázcích 3.1 a 3.2 velmi názorně dokládají nutnost výškového skenování přijímací anténou při měřeních vyzářeného rušení dle standardů EMC. Rozdíly mezi maximálními a minimálními naměřenými hodnotami se pohybovaly průměrně kolem 10 dB pro horizontální polarizaci, v případě polarizace vertikální byly odchylky kolem 15 dB a na několika kmitočtech i přes 30 dB. V praxi se nehledá maximum intenzity pole posunem antény, ale využívá se doplňkových funkcí měřiče rušení, a to funkce HoldMax. Postup je takový, že se postupně v rozumných krocích (10 až 30 cm) posouvá přijímací anténou z jedné krajní polohy do druhé a po každém posunu se se zapnutou funkcí HoldMax provede proměření pásma - nechá se proběhnout několik kompletních „scanů“ (u přijímače Rohde & Schwarz to trvá pár vteřin). Tím se v paměti měřiče rušení ukládají jen nejvyšší hodnoty pro každý kmitočtový bod. V praxi při použití měřicího přijímače tato procedura pro frekvenční krok 500 kHz a měření střední a špičkové hodnoty trvá cca deset minut.


3.2 Porovnání výsledků měření vyzářeného rušení získaných v částečně bezodrazových a plně bezodrazových komorách

V porovnání s měřením na otevřeném pracovišti (OATS) má měření v částečně bezodrazové komoře i jednu nevýhodu a to finanční náročnost. Pořizovací cena SAC se totiž pohybuje v řádu jednotek až desítek miliónů korun podle požadované měřicí vzdálenosti. Také polohovací stožár pro přijímací anténu, který musí být vyroben z nekovových materiálů, aby neovlivňoval rozložení pole, je nákladný. Na druhou stranu při měření v plně bezodrazové komoře (FAC – fully anechoic chamber) nejsou odrazy od vodivé zemní roviny a tak odpadá výškové skenování přijímací anténou. SAC je rozměrově menší než FAC a díky tomu jsou pořizovací náklady nižší. Tedy pro předcertifikační testy by bylo výhodnější provádět měření v FAC. Pro porovnání výsledků měření v plně a částečně bezodrazové komoře vezmeme jednoduchý teoretický předpoklad. Budeme uvažovat všesměrové vyzařovací charakteristiky zdroje rušení a přijímací antény, dále pak odraz od zemní roviny bude stoprocentní. Pak na rozdíl od FAC bude v SAC přijímací anténa přijímat nejen přímou, ale i odraženou vlnu. A pokud při měření v SAC hledáme na každé měřené frekvenci maximální hodnotu intenzity, čili přímá a odražená vlna se setkají ve fázi v místě přijímací antény, pak na základě zjednodušení naměříme v SAC oproti FAC hodnoty intenzity o 6 dB vyšší. Zjednodušení skutečnosti bude mít určitě vliv na rozdíl intenzit. Odražená vlna má delší dráhu a tedy menší intenzitu než vlna přímá a tak by rozdíl měl být nižší nežli 6 dB. Vliv směrové charakteristiky přijímací antény by měl mít také menší vliv, protože při měření v FAC je anténa směřována přímo na EUT, přičemž v SAC je anténa většinou umístěna vodorovně, což vlivem směrové charakteristiky antény omezí působení vlny odražené. Antény typu BiLog mají obecně vyzařovací charakteristiku v ose antény vyrovnanou a na frekvenci jen nepatrně závislou. Vyzařovací charakteristika EUT už má mít na rozdíl intenzit podstatnější vliv, který by ale měl být omezen otočným stolem s EUT, díky kterému najdeme směr maximálního vyzařování z EUT. V ohlášeném subjektu (certifikované laboratoři) VTÚPV Vyškov byl měřen CNE generátor dne 6.1.2009 za použití měřicího přijímače Rohde & Schwarz ESIB 40 (typ 1088.7490.40) s frekvenčním rozsahem 20 Hz – 40 GHz a antény Schaffner typu BiLog. Nejdříve bylo změřeno vyzářené rušení CNE generátoru dle platných EMC předpisů na třímetrovou vzdálenost, tedy i s výškovým skenováním přijímací anténou. Pak byly mezi CNE a přijímací anténu na vodivou zem položeny kombinované absorbéry (ferit a polyuretan, celková výška cca 60 cm), výška přijímací antény byla 1 m a opět byly změřeny maximální hodnoty intenzity pole. Rozdíly intenzity pole změřené v plně EFAC a v částečně bezodrazové komoře ESAC jsou vypočítány podle jednoduché rovnice delta[dB ] = E FAC [dBμV / m] − ESAC [dBμV / m] (12)


Výsledky porovnání FAC a SAC ve VTÚPV Vyškov jsou na obrázcích 3.3 až 3.6. 10 8 6

delta [dB]

4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

800

900

1000

800

900

1000

f [MHz]

Obrázek 3.3: Vertikální polarizace, AV detektor

10 8 6

delta [dB]

4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 0

100

200

300

400

500

600

700

f [MHz]

Obrázek 3.4: Horizontální polarizace, AV detektor

10 8 6

delta [dB]

4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 0

100

200

300

400

500

600

700

f [MHz]

Obrázek 3.5: Vertikální polarizace, špičkový detektor


10 8 6

delta [dB]

4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

f [MHz]

Obrázek 3.6: Horizontální polarizace, špičkový detektor

Pro většinu frekvenčních bodů jsou výsledky dle očekávání. Odchylky větší než předpokládaných 6 dB byly pod 150 MHz a pak kolem 700 MHz. Další zhodnocení vlivu zemní roviny jsem provedl na základě kalibračních dat k CNE III generátoru. V tomto případě byly porovnány výsledky měření získaných v plně bezodrazové komoře (FAC) a na otevřeném testovacím pracovišti (OATS) (obrázky 3.7. a 3.8). 10 8 6

delta [dB]

4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 0

100

200

300

400

500

600

700

f [MHz]

Obrázek 3.7: Vertikální polarizace, špičkový detektor

800

900

1000


10 8 6

delta[dB]

4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

f [MHz]

Obrázek 3.8: Horizontální polarizace, špičkový detektor

Obzvláště při horizontální polarizaci jsou si průběhy z obrázků 3.6 a 3.8 velmi podobné. Odchylky, které jsou nad 0 dB a pod mínus 6 dB, jsou pravděpodobně způsobeny nedokonalostmi absorbérů, kterými byly obloženy stěny komory ve VTÚPV Vyškov a v laboratoři York EMC Services. Jiný zdroj, který se také zabývá porovnáním měření ve FAC s SAC, je [24]. Výsledky měření uvedeného v článku jsou na obrázcích 3.9 až 3.12. Grafy na obrázcích 3.9 a 3.10 ukazují výsledky měření izotropního zářiče, jímž byl dle autora článku speciální signálový zdroj založený na hřebenovém generátoru (zřejmě ERS generátor od firmy York EMC Services). V popisu obrázků však ale autor uvádí, že byl použit šumový generátor, což je v rozporu s popisem v textu. Snad je to jediná nesrovnalost v článku a výsledky jsou věrohodné. Plně bezodrazovou komoru autor vytvořil vložením absorbérů na zem SAC mezi měřicí anténu a speciální signálový zdroj. V článku bohužel není uvedeno s jakým detektorem bylo měřeno.

Obrázek 3.9: Hřebenový generátor, vertikální polarizace


Obrázek 3.10:

Hřebenový

generátor, horizontální polarizace

Porovnání je sice tvořeno jen několika kmitočtovými body, ale i tak se průběhy podobají výsledkům z obrázků 3.6 a 3.8. Druhé porovnání autor provedl s PC sestavou (obrázky 3.11 a 3.12).

Obrázek 3.11:

Obrázek 3.12:

PC sestava, vertikální polarizace

PC sestava, horizontální polarizace


Oba výsledky měření uvedené v článku odpovídají předpokladům, že při měření v plně bezodrazové komoře budou výsledky o 0 až 6 nižší než při měření v komoře částečně bezodrazové. Na základě výsledků měření mých i měření uvedených v [24] je možné pro předcertifikační měření použít i plně bezodrazovou komoru. V tom případě je při vyhodnocování měření nutné použít limity vyzařování o 6 dB přísnější než v případě měření v komoře částečně bezodrazové, nebo od výsledků z plně bezodrazové komory odečíst hodnoty zobrazených na obrázcích 3.5 a 3.6, které takto použijeme v podstatě jako korekční křivku. Otázkou k dalšímu výzkumu zůstává, zda při absenci odrazivé podlahy nedojde při měření k nesprávnému výsledku v případě, že by maximum vyzařování zkoušeného zařízení (EUT) bylo směrem šikmo dolů – do prostoru mezi EUT a přijímací anténu, kde se toto elektromagnetické vlnění odráží od zemní roviny. Čas ušetřený na hledání maxima intenzity pole při každém výškovém kroku antény by bylo tedy vhodné věnovat hledání maxima a směru vyzařování ještě před začátkem vlastního měření pomocí ruční sondy blízkého pole („očichávací“ sondou).


4 Metody měření za přítomnosti vnějšího rušivého elektromagnetického pozadí Jak už bylo zmíněno, většina předcertifikačních testů vyzářeného rušení se provádí mimo stíněné či částečně/plně bezodrazové komory. Pak díky chybějícímu stínění měřicí anténa snímá nejen signály vycházející z EUT, ale i rušivé signály z okolí. Označení rušivé je z toho důvodu, že se tyto signály mohou vektorově sčítat se signály EUT nebo dokonce mohou svou intenzitou EUT signály překrýt. V anglicky psané literatuře se rušivé signály označují jako background interference nebo jako ambients disturbing signals, zkráceně ambients. 4.1 Zkrácení měřicí vzdálenosti

Pokud jsou signály vyzařované z EUT poměrně slabé vůči okolnímu šumu či rušivým signálům na pozadí, je možné místo standardizovaných měřicích vzdáleností použít vzdálenosti menší a tím tak relativně zvednout měřenou intenzitu rušení z EUT. Při vyhodnocování výsledků je samozřejmě nutné zohlednit tuto změnu měřicí vzdálenosti korekcí naměřených hodnot, nebo přepočítat limity vyzařování. V naprosté většině případů je intenzita elektrického pole měřena v jednotkách dBµV/m a pak intenzitu EMER měřenou na jedné měřicí vzdálenosti můžeme přepočítat na intenzitu ESTD pro jinou měřicí vzdálenost pomocí vzorce: ESTD [dbμV / m] = E MER [dbμV / m] + k [dB ] ,

(13)

⎛s ⎞ (14) k [dB ] = 20 ⋅ log⎜⎜ MER ⎟⎟ ⎝ sSTD ⎠ sMER je vzdálenost, na které měření proběhlo a sSTD je vzdálenost, na kterou chceme výsledky měření přepočítat (obvykle 3 nebo 10 m).

kde

Já jsem vyzkoušel změnit měřicí vzdálenost ze tří na dva metry. Při použití výpočtu (13) pro přepočet ze dvoumetrové na třímetrovou měřicí vzdálenost vychází k=-3,52 dB. Měřicí pracoviště jsem vytvořil v zasedací místnosti Ústavu radioelektroniky VUT Brno (obrázek 2.27). Měření jsem provedl s frekvenčním krokem 2 MHz. Použit byl špičkový detektor a při každém frekvenčním kroku (2 MHz) byla výsledná intenzita pole stanovena jako průměr z deseti vzorků pro omezení rušivého pozadí. Tedy do metody zkrácení měřicí vzdálenosti byla včleněna i metoda průměrování. Výsledky měření jsou prezentovány na obrázku 4.1 a 4.2. Když se hodnoty „odlogaritmovaly“, podělily, podíly zprůměrňovaly a průměr následně zlogaritmoval, výsledek byl roven mínus 3,44 dB pro vertikální a mínus 3,57 dB pro horizontální polarizaci. Tyto výsledky se příliš nepříliš liší od předpokládaných mínus 3,52 dB, ale velké odchylky jsou mezi jednotlivými kmitočtovými body, kde hodnoty jsou pro vertikální polarizaci od mínus 18,76 dB do plus 9,39 dB a pro polarizaci horizontální od - 54 -


90

35

80

30

70

25

60

20

50

15

40

10

30

5

20

0

10

-5

0

-10

-10

3 metry

-20 0

100

200

300

400

2 metry 500

600

odchylka 700

odchylka [dB]

E [dBuV/m]

mínus 12,33 dB do plus 13,82 dB. Takto velké odchylky jsou příliš velké pro použití v praxi.

-15 -20 800

f [MHz]

Změna měřicí vzdálenosti ze 3 na 2 metry, vertikální polarizace, pracoviště v zasedací místnosti

90

3 metry

E [dBuV/m]

80

2 metry

odchylka

40 35

70

30

60

25

50

20

40

15

30

10

20

5

10

0

0

-5

-10

odchylka [dB]

Obrázek 4.1:

-10

-20

-15 0

100

200

300

400

500

600

700

800

f [MHz]

Obrázek 4.2:

Změna měřicí vzdálenosti ze 3 na 2 metry, horizontální polarizace, pracoviště v zasedací místnosti

Měření v zasedací místnosti bylo značně ovlivněno kovovými předměty v okolí ERS generátoru i přijímací antény Další měření proběhlo na střeše budovy Ústavu radioelektroniky (obrázky 2.28 a 5.3), kde jsou teoreticky lepší podmínky pro předcertifikační měření. Jako referenční (kalibrovaný) zdroj rušení byl použit CNE generátor, který na rozdíl od ERS generátoru bez problému pracuje až do frekvence 1 GHz.


90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

3m

30

kalibrace

korekce 2 m

korekce 3 m

2m

40 30

20

20

10

10

0

0

-10

korekce [dB]

E [dBuV/m]

Výsledky měření při změně měřicí vzdálenosti ze 3 na 2 metry a „kalibrační“ křivky předcertifikačního pracoviště pro obě měřicí vzdálenosti jsou na obrázcích 4.3 a 4.4.

-10

-20

-20 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

f [MHz]

Změna měřicí vzdálenosti ze 3 na 2 metry, vertikální polarizace, pracoviště na střeše

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

3m

30

kalibrace

korekce 2 m

korekce 3 m

2m

40 30

20

20

10

10

0

0

-10

korekce [dB]

E [dBuV/m]

Obrázek 4.3:

-10

-20

-20 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

f [MHz]

Obrázek 4.4:

Změna měřicí vzdálenosti ze 3 na 2 metry, horizontální polarizace, pracoviště na střeše

Zkrácením vzdálenosti byla intenzita pole větší pro obě polarizace o 3,73 dB, což od teoretického výpočtu (3,52 dB) je odchylka nepatrná. Měřením bylo prokázáno, že tato metoda je použitelná pro zvýšení měřené vyzářeného rušení při předcertifikačních testech EMC. Výsledky byly publikovány v [25 a 26].


4.2 Lineární subtrakce

Další metoda pro respektování rušivého elektromagnetického pozadí, kterou jsem používal, byla metoda „Lineární substrakce (odčítání) měřeného a rušivého signálu“ popsaná v kapitole 1.5.4. Obrázek 4.6 ukazuje výsledek aplikace metody na měření ERS generátoru. Z obrázku je patrné, že je metoda úspěšná i u slabších signálů, které mají intenzitu nižší než samotné rušivé pozadí (šum, vlastní šum měřicího přijímače, náhodné a stálé rušení, atd.). 80 70 60

E [dBuV/m]

50 40 30 20 10 0 -10 -20 0,0E+00 1,0E+08 2,0E+08 3,0E+08 4,0E+08 5,0E+08 6,0E+08 7,0E+08 8,0E+08 9,0E+08 1,0E+09

f [Hz]

ERS

pozadí + ERS

pozadí

Obr. 4.6: Eliminace rušivého pozadí principem lineární substrakce

Další ukázkou měření s využitím metody lineární substrakce bylo zkoumání míry rušení v přízemní místnosti od stropních svítidel se zářivkami (celkem 18 kusů svítidel po 4 zářivkách). Na obrázku 4.7 je pro lepší názornost ukázáno frekvenční pásmo pouze od 30 do 65 MHz. Nejdříve byl změřen průběh „ERS + pozadí + zářivky“, kdy všech 72 zářivkových trubic bylo rozsvícených. Vypnutým zářivkám odpovídá průběh „ERS + pozadí“. A výsledkem aplikace metody lineární subtrakce je pak průběh „zářivky“.


70

60

E [dBuV/m]

50

40

30

20

10 3,0E+07

ERS + pozadí + zářivky

3,5E+07

4,0E+07

ERS + pozadí

4,5E+07

5,0E+07

zářivky

5,5E+07

6,0E+07

6,5E+07

f [Hz] Obr. 4.8: Eliminace rušivého pozadí principem lineární substrakce

Je patrné, že takové množství zářivek už má poměrně velký vliv nejen na úroveň rušivého pozadí, ale hlavně i na naměřené hodnoty ERS generátoru, kdy zvyšovaly úroveň vyzařování o 1 až 1,5 dB.


5 Testovací pracoviště na otevřeném prostranství Vzhledem k tomu, že testovací místo je nejvýznamnějším zdrojem chyb a tedy i neurčitostí výsledku měření, je třeba výběru pracoviště věnovat velkou pozornost. Předpokladem je, že naprostá většina předcertifikačních testů je prováděna mimo stíněné nebo částečně bezodrazové komory (samozřejmě také stíněné) a to v běžných laboratořích nebo na volném prostranství. Půdorys pracoviště na volném prostranství (OATS) dle [5] je na obrázku 5.1. Další informace byly čerpány z [1, 8, 26]. Elipsa definovaná měřicí vzdáleností (3,10,30 nebo 100 m) musí být prostá jakýchkoliv předmětů, které by mohly způsobovat odrazy EM záření. Zkoušené zařízení umístěné na otočném stole a měřicí anténa na výškově nastavitelném stojanu jsou v ohniscích elipsy. Pokud bude odrazivý předmět stát na hranici elipsy, pak od něj odražená vlna urazí dvojnásobnou dráhu než vlna přímá a tedy bude mít nejméně o 6 dB nižší intenzitu. Dalším požadavkem je aby okolní rušení bylo minimálně o 20 dB pod úrovní rušení ze zkoušeného zařízení. Další podmínkou je splnění definovaného odrazu vln od zemní roviny. Proto jsou doporučeny i minimální rozměry vodivé zemní plochy, která se nachází souvisle pod zkoušeným zařízením umístěným na otočném stole, pod anténou a mezi nimi (obrázek 5.1). U malých zkoušených zařízení, kde je vhodnější třímetrová měřicí vzdálenost, je nepraktické uvažovat minimální rozměry zemní plochy, doporučení dle obrázku 5.2, ale použít uspořádání viz obr. 5.1. Vzdálenost se na rozdíl od obrázku 5.2 nebude měřit od kraje zařízení, ale od svislé projekce jeho geometrického středu na zemní rovinu.

Obrázek 5.1:

Doporučené minimální rozměry zemnicí plochy (fialová barva) a minimální rozměry prostranství bez překážek (tyrkysová barva)


Obrázek 5.2:

Doporučené minimální rozměry zemnicí plochy, použitelné pro měřící vzdálenosti 10 a více metrů

Pro ověření doporučených rozměrů pracoviště jsme provedli několik měření na střeše budovy Ústavu radioelektoniky. Střecha byla nejvhodnější dostupné místo pro měření, protože předměty, které by mohly způsobit odrazy elektromagnetických vln, se nacházejí v dostatečné vzdálenosti (min. 8 metrů) od generátoru i od antény. Dále bylo pracoviště orientováno tak, aby osa spojující generátor a anténu nebyla kolmá ani rovnoběžná s plochou obou zdí (na obr. 5.3 je vidět jen jedna, druhá je za fotografem) ani s kovovým zábradlím podél střechy. Touto orientací by měl být zajištěn minimální vliv těchto ploch. Pak tedy jedinou odraznou plochou je střecha, která je pokryta dlažbou. Na opakovatelnost výsledků pak bude mít vliv vlhkost dlažby, případně vlhkost izolační vrstvy střechy pod dlažbou. Jedinou nevýhodou pracoviště na střeše je silné rušivé elektromagnetické pozadí.

Obrázek 5.3:

Pracoviště na střeše, odrazná plocha na boku mezi generátorem a anténou


Byly provedeny tři sady měření s odraznou plochou k ověření rozměrů minimálního prostranství bez překážek. Jako předmět způsobující odrazy byla použita tabule hliníkového plechu tloušťky 2 mm a s rozměry 1 x 1,5 metru. Materiál i rozměry tabule zaručují téměř dokonalý odraz EM vlnění, a tak se dá říci, že jde o jakostní reflektor. Ke generování definovaného rušení byl použit kalibrovaný CNE generátor se všesměrovou kapacitně prodlouženou monopolovou anténou. Přijímací anténa od firmy Schaffner byla umístěna ve výšce 1,6 metru a směřovala přímo na geometrický střed CNE generátoru, který byl umístěn ve výšce 0,8 metru na nekovové podložce (stůl a papírová krabice). Měřicí vzdálenost byla 3 metry a intenzita pole byla měřena EMC spektrální analyzátor HP E7404A. Celý měřicí proces a sběr dat byl řízen počítačem a programem VEE firmy Agilent. Detektor byl použit špičkový a k omezení vlivu rušivého pozadí byly špičkové hodnoty změřeny desetkrát na každém kmitočtu a zprůměrovány. Průměrování u signálu šumového charakteru sice vede k chybě měření, kdy naměřené hodnoty jsou nižší než čistě u špičkového měření, ale výsledkem měly být rozdíly mezi dvěma hodnotami na jednom kmitočtu a nikoli přesné hodnoty intenzity pole. Nejdříve byla změřena výchozí konfigurace, tedy bez reflektoru, a pak byly měřeny tři konfigurace umístění reflektoru. Plocha reflektoru rovnoběžně s osou spojující anténu a generátor, reflektor v ose za generátorem a v ose za anténou. Při použití odrazné plochy – reflektoru anténa přijímá tři vlny. Vlnu přímou, vlnu odraženou od povrchu střechy a vlnu odraženou od reflektoru. Z toho vyplývá, že naměřené výsledky jsou platné pro danou konfiguraci měřicího pracoviště a nemohou být požity jako všeobecně platné pravidlo. Na druhou stranu výsledkem měření nemají být konkrétní odchylky na daných frekvencích, ale informace o tom, jak vzdálený předmět způsobující odrazy by měl být, aby odchylka výsledku byla nejvýše do stanovené hodnoty. Jako maximální odchylku jsem zvolil 3,5 dB ve shodě s principem stanovení elipsy z obrázku 5.1. Součtem vlny přímé a odražené, která má poloviční intenzitu, se naměřená hodnota zvýší právě o 3,5 dB ve srovnání s intenzitou pouze vlny přímé. Obrázky 5.4 a 5.5 ukazují rušivé elektromagnetické pozadí změřené na pracovišti na střeše (obr. 5.3). Výrazně špičky se potom promítají i do měření s CNE generátorem, kdy vystupují z „hladkého“ naměřeného průběhu. 90 80

E [dBuV/m]

70 60 50 40 30 20 0

100

200

300

400

500

600

700

800

f [MHz]

Obrázek 5.4:

Rušivé elektromagnetické pozadí, horizontální polarizace

900

1000


90 80

E [dBuV/m]

70 60 50 40 30 20 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

f [MHz]

Obrázek 5.5:

Rušivé elektromagnetické pozadí, vertikální polarizace

Odrazná plocha umístěná kolmo na osu spojující CNE generátor a přijímací anténu

80

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 0

100

200

300 f [MHz]

Obrázek 5.6:

400

500 Bez plechu

600

700

800

S plechem vzdáleným 2 m

900

0 1000

Diference

Odrazná plocha umístěná 2 m na boku mezi generátorem a anténou, horizontální polarizace

odchylka [dB]

E [dBuV/m]

Při tomto měření byla odrazná plocha posouvána po kolmici na spojnici CNE generátoru a přijímací antény. Posun byl s krokem 0,5 m po dráze od 1 metru do 3 metrů od spojnice antény a CNE generátoru (obrázek 5.3). Podstatné výsledky měření jsou na obrázcích 5.6 až 5.8 pro horizontální polarizaci a na obrázcích 5.9 až 5.11 pro polarizaci vertikální.

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 0

100

200

300

400

f [MHz]

E [dBuV/m]

Obrázek 5.7:

500

600

Bez plechu

700

800

0 1000

900

S plechem vzdáleným 2,5 m

Diference

Odrazná plocha umístěná 2,5 m na boku mezi generátorem a anténou, horizontální polarizace

80

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 0

100

200

300

400

f [MHz]

Obrázek 5.8:

odchylka [dB]

80

500

600

Bez plechu

700

800

0 1000

900


odchylka [dB]

E [dBuV/m]


Diference

Odrazná plocha umístěná 3 m na boku mezi generátorem a anténou, horizontální polarizace

V případě umístění odrazné plochy na boku a při měření s horizontální polarizací jsou odchylky už od vzdálenosti plochy dvou metrů nižší než 3,5 dB. V tomto případě vyhovují minimální rozměry volné plochy. 90

9

80

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 0

100

200

300 f [MHz]

400

500 Bez plechu

600

700

800


900

odchylka [dB]

E [dBuV/m]

Měření s vertikální polarizací je na následujících obrázcích 5.9 až 5.11.

0 1000

Odchylka

Obrázek 5.9: Odrazná plocha umístěná 2 m na boku mezi generátorem a anténou, vertikální polarizace

9

80

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 0

100

200

300

400

f [MHz]

E [dBuV/m]

Obrázek 5.10:

500

600

Bez plechu

700

800


900

0 1000

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 2,5 m na boku mezi generátorem a anténou, vertikální polarizace

90

9

80

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 0

100

200

300 f [MHz]

Obrázek 5.11:

odchylka [dB]

90

400

500 Bez plechu

600

700

800


900

odchylka [dB]

E [dBuV/m]


0 1000

Diference

Odrazná plocha umístěná 3 m na boku bokem mezi generátorem a anténou, vertikální polarizace

Při vertikální polarizaci byly rozdíly i pro vzdálenost odrazné plochy 3 metry vyšší než hraničních 3,5 dB. Pro předcertifikační pracoviště na volném prostranství s měřicí vzdáleností 3 metry a odchylkou nižší než 3,5 dB je zapotřebí minimální šíře v místě odrazné plochy alespoň 7 metrů. Odrazná plocha umístěná za anténou Při konfiguraci tohoto měření byla odrazná plocha umístěna za anténu a zároveň v ose spojující anténu a CNE generátor. Krok posunu plochy byl opět 0,5 metru a počáteční hodnota byla 1 metr a konečná 2,5 metru za anténou. Obrázky 5.12 až 5.14 zobrazují výsledky měření v horizontální polarizací pro vzdálenosti 1 až 2 metry.

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 100

200

300

400

f [MHz]

E [dBuV/m]

Obrázek 5.12:

500

600

Bez plechu

700

800


900

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 1 m za anténou, horizontální polarizace

80

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 0

100

200

300

400

f [MHz]

Obrázek 5.13:

E [dBuV/m]

0 1000

500

600

Bez plechu

700

800


900

0 1000

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 1,5 m za anténou, horizontální polarizace

80

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 0

100

200

300

f [MHz]

Obrázek 5.14:

odchylka [dB]

0

odchylka [dB]

80

400

500

600

Bez plechu

700

800


900

D [dB]

E [dBuV/m]


0 1000

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 2 m za anténou, horizontální polarizace

Při umístění odrazné plochy za anténou a při měření s horizontální polarizací byly odchylky až při vzdálenosti plochy 2 m za anténou nižší než stanovený limit. Nicméně při vzdálenosti 1,5 metrů byly všechny hodnoty pod limitem, výjimkou je bod na kmitočtu 308 MHz s hodnotou 4,3 dB. Dá se tedy říci, že pomineme-li velmi


úzkopásmové překročení limitu, tak vzdálenost 1,5 metrů vyhovuje a tedy je splněna i podmínka volné plochy z obrázku 5.1.

9

80

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 100

200

300

400

f [MHz]

E [dBuV/m]

Obrázek 5.15:

500

600

Bez plechu

700

800

900


Odchylka

Odrazná plocha umístěná 1 m za anténou, vertikální polarizace

90

9

80

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 0

100

200

300

400

f [MHz]

Obrázek 5.16:

E [dBuV/m]

0 1000

500

600

Bez plechu

700

800


900

0 1000

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 1,5 za anténou, vertikální polarizace

90

9

80

8

70

7

60

6

50

5

40

4

30

3

20

2

10

1

0 0

100

200

300

f [MHz]

Obrázek 5.17:

odchylka [dB]

0

odchylka [dB]

90

400

500 Bez plechu

600

700

800


900

0 1000

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 2 za anténou, vertikální polarizace

odchylka [dB]

E [dBuV/m]

Výsledky měření s vertikální polarizací jsou na obrázcích 5.15 až 5.17.


U tohoto měření se předpokládal pouze malý vliv odrazné plochy díky směrovým charakteristikám přijímací antény, což bylo měřením potvrzeno. U vertikální polarizace jsou odchylky v pásmu od 30 do cca 200 MHz vyšší než v pásmu zbývajícím, což je způsobeno bikónickou částí antény, která v tomto pásmu nemá tak výrazně směrovou charakteristiku jako logaritmicko-periodická část. Velikost doporučené volné plochy pracoviště na otevřeném prostranství za měřicí anténou je pro obě polarizace dle doporučení z obrázku 5.1, ale se zanedbáním úzkopásmového překročení limitní hodnoty 3,5 dB. Odrazná plocha umístěna za CNE III generátorem Poslední sada měření byla pro umístění odrazné plochy za CNE generátor. Krok byl opět po jedné polovině metru s počáteční vzdáleností 0,5 metru a konečná vzdálenost byla 2 metry. Výsledky měření pro horizontální polarizaci jsou na obrázcích 5.18 až 5.21. 80

22,5

70

20

12,5 40

10

30

7,5

20

5

10

2,5

0 0

100

200

300

400

f [MHz]

Obrázek 5.18:

500 Bez plechu

600

700

800


0 1000

900

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 0,5 m za generátorem, horizontální polarizace

80

22,5

70

20 17,5

E [dBuV/m]

60

15

50

12,5 40

10

30

7,5

20

5

10

2,5

0 0

100

200

300

f [MHz]

Obrázek 5.19:

400

500 Bez plechu

600

700

800


900

0 1000

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 1 m za generátorem, horizontální polarizace

odchylka [dB]

E [dBuV/m]

15

50

odchylka [dB]

17,5

60


80

22,5

70

20

12,5 40 10 30

7,5

20

5

10

2,5

0 0

100

200

300

400

f [MHz]

Obrázek 5.20:

500 Bez plechu

600

700

800


900

0 1000

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 1,5 m za generátorem, horizontální polarizace

80

22,5

70

20 17,5

E [dBuV/m]

60

15

50

12,5 40

10

30

7,5

20

odchylka [dB]

E [dBuV/m]

15

50

odchylka [dB]

17,5

60

5

10

2,5

0 0

100

200

300 f [MHz]

Obrázek 5.21:

400

500 Bez plechu

600

700 S plechem

800

900

0 1000

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 2 m za generátorem, horizontální polarizace

Z měření vyplývá, že ani při vzdálenosti odrazné plochy umístěné 2 m za CNE generátorem nejsou odchylky pod limitem 3,5 dB. Z trendu jednotlivých grafů odhaduji, že při vzdálenosti odrazné plochy 3 metry za CNE generátorem budou odchylky pod 3,5 dB. Výsledky měření s vertikální polarizací jsou zobrazeny na následujících obrázcích 5.22 až 5.25.

22,5

80

20

70

17,5

60

15

50

12,5

40

10

30

7,5

20

5

10

2,5

0 100

200

300

400

f [MHz]

E [dBuV/m]

Obrázek 5.22:

500 Bez plechu

600

700

800


900

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 0,5 m za generátorem, vertikální polarizace

90

22,5

80

20

70

17,5

60

15

50

12,5

40

10

30

7,5

20

5

10

2,5

0 0

100

200

300

400

f [MHz]

Obrázek 5.23:

E [dBuV/m]

0 1000

500 Bez plechu

600

700

800


900

0 1000

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 1 m za generátorem, vertikální polarizace

90

22,5

80

20

70

17,5

60

15

50

12,5

40

10

30

7,5

20

5

10

2,5

0 0

100

200

300

f [MHz]

Obrázek 5.24:

odchylka [dB]

0

odchylka [dB]

90

400

500 Bez plechu

600

700

800


900

0 1000

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 1,5 m za generátorem, vertikální polarizace

odchylka [dB]

E [dBuV/m]


90

22,5

80

20

70

17,5

60

15

50

12,5

40

10

30

7,5

20

5

10

2,5

0 0

100

200

300 f [MHz]

Obrázek 5.25:

400

500 Bez plechu

600

700

800


900

odchylka [dB]

E [dBuV/m]


0 1000

Odchylka

Odrazná plocha umístěná 2 m za generátorem, vertikální polarizace

Při měření s vertikální polarizací byly odchylky sice nižší než při polarizaci horizontální, ale v tomto případě i vzdálenost odrazné plochy větší než doporučená (dle obr. 5.1) nestačí na splnění limitu 3,5 dB. Stejně jako při horizontální polarizaci odhaduji, že na vzdálenosti 3 metry bude limit splněn. Takto velký vliv odrazné plochy na rozdíl od předchozích dvou měření (plocha na boku a za anténou) nebyl při tomto umístění plochy očekáván. Očekáván byl vliv podobný jako u umístění odrazné plochy na boku mezi CNE generátor a přijímací anténu. Shrnu-li výsledky všech tří pozic odrazné plochy (reflektoru), tak pro další předcertifikační měření plyne doporučení ve formě nových rozměrů plochy pracoviště na otevřeném prostranství - OATS (obrázek 5.26). Základním tvarem pracoviště je kružnice s průměrem dva a půl násobku měřicí vzdálenosti., uvnitř které jsou jak zkoušené zařízení, tak i přijímací anténa umístěny na přímce protínající osu kružnice. Přijímací anténa je pak od kružnice vzdálená o polovinu měřicí vzdálenosti a z toho vyplývá, že zkoušené zařízení je vzdálené od kružnice o jednu měřicí vzdálenost. Tato konfigurace pracoviště je samozřejmě platná pro použitou měřicí vzdálenost, která činila 3 metry. Tvar a nové doporučené rozměry pracoviště jsou způsobeny hlavně vlastnostmi použité přijímací antény, jmenovitě vyzařovacími charakteristikami.


Obrázek 5.26: Nové doporučené rozměry plochy pro předcertifikační pracoviště na otevřeném prostranství

Obrázek 5.26 také ukazuje i minimální rozměry vodivé zemní plochy (fialová barva), kterou je možné použít. Pokud však bude zemní plocha použita, je nutné hledat maximum intenzity pole v místě měřicí antény pomocí výškově nastavitelného stožáru, na kterém je anténa připevněna. Pokud stožár není k dispozici, ale jsou k dispozici absorbéry, tak je možné měřit i s konstantní výškou antény a absorbéry vyskládat plochu mezi anténou a zkoušeným zařízením a omezit tak vliv odražené elektromagnetické vlny. Pak se měření bude blížit měření v bezodrazové komoře a na výsledek měření je možné použít poznatky z kapitoly 3 o porovnání částečně a plně bezodrazové komory.


6 Doporučení pro předcertifikační měření vyzářeného rušení Vzhledem k tomu, že do dnešních dnů nebyla sjednocena metodika ani postupy pro předcertifikační testy, je velice obtížné metodiku vytvořit či doporučit měřicí postupy. Navíc vše je komplikováno skutečností, že každý, kdo by chtěl předcertifikační měření provádět, bude mít jiné přístrojové vybavení, co se kvality i kvantity týče, případně bude, nebo nebude mít k dispozici stíněnou částečně nebo plně bezodrazovou komoru. Vzhledem k téměř nekonečnému množství kombinacím vybavení a typů pracovišť není možné jednotnou metodiku vypracovat, proto se tato kapitola zabývá doporučeními, která mají zmírnit vliv nedokonalostí nejen přístrojového vybavení, ale hlavně měřicího pracoviště, které je největším zdrojem neurčitostí měření vyzářeného rušení. Nejzákladnějším přístrojovým vybavením pro měření vyzářeného rušení je kalibrovaná měřicí anténa a měřič rušení (spektrální analyzátor nebo měřicí přijímač). Kalibrovanou anténou rozumíme anténu, ke které je od jejího výrobce přiložen kalibrační protokol průběhem anténního faktoru. Ten můžeme obvykle vložit do měřiče rušení, aby se automaticky přičítal k měřenému napětí a zobrazovala se přímo intenzita pole. Nejběžnější anténou používanou pro testy EMC je anténa nazývaná BiLog, což je komerční název odvozený od konstrukce antény, která je složena z dipólové a logaritmicko-periodické antény. Dipólová část je určena pro příjem v kmitočtovém pásmu 30 až cca 300 MHz a zkratka Bi v názvu je zkratkou pro bikónickou anténu, tzn. že dipól má kónické rozšíření (příp. další modifikace, např. kapacitní prodloužení) na obou ramenech k rozšíření pracovního frekvenčního pásma. Logaritmicko-periodická část pracuje od frekvence cca 300 MHz do 1 (2) GHz. 6.1 Měřič rušení

Jako měřič rušení je možné použít spektrální analyzátor nebo měřicí přijímač. Dnes jsou k dostání přístroje pro předcertifikační testování od mnoha uznávaných výrobců, které se už v podstatě neliší od přístrojů pro testy plnohodnotné – certifikované. Pro ty se především používají měřicí přijímače (v anglickém jazyce measuring receiver, measurement receiver nebo test receiver). Spektrální analyzátory (spectrum analyzer), pokud jsou přímo určeny pro předcertifikační testy, tak se od klasických analyzátorů liší především ve filtrech (viz kapitola 1.3.1). U analyzátorů ale záleží velmi na znalostech obsluhy, aby výsledky nebyly zatíženy chybou způsobenou špatným nastavením. Měřicí přijímače mají před spektrálními analyzátory mnoho předností podle [27]:


•

Výstup přijímače je jen na jedné frekvenci, ale dnešní přijímače umí i zobrazení jako spektrální analyzátory.

•

Podstatně lepší citlivost, umožňující rozlišit signály od šumu i v úrovních mnohem nižších než je limit vyzařování.

•

Větší dynamický rozsah.

•

Větší robustnost a odolnost vstupních obvodů proti přetížení.

•

V postatě jsou přijímače vytvořené dle CISPR standardů, aby splnily šířky pásma detektoru, typy detektorů, dynamiku…

•

Frekvenční a amplitudová přesnost bývá lepší.

•

Měření s kvazi-špičkovým (QP) detektorem je řádově rychlejší.

Větší odolnost přijímače než analyzátoru je dána přeladitelnými filtry na vstupu přijímače, vstup je úzkopásmový. Ke vstupním obvodům (atenuátor, předzesilovač, směšovač) se dostane jen signál na dané frekvenci, ostatní frekvenční pásmo je potlačeno a tak signály s vysokou úrovní mimo naladěnou frekvenci nemohou způsobit přetížení (overload) vstupních obvodů nebo dokonce jejich poškození. Spektrální analyzátory bývají podstatně levnější než přijímače, ale mají horší vlastnosti hlavně, co se citlivosti týče a také mají vyšší vlastní šumové pozadí. Na druhou stranu při měření vyzařování nám v podstatě jde jen o skutečnost, zda zkoušené zařízení vyzařuje intenzitu pole vyšší než je limit a to už jsou hodnoty vysoko nad vlastním šumovým pozadím, takže otázka citlivosti není příliš podstatnou. Z vlastní zkušenosti mohu říci, že měření se spektrálním analyzátorem je náchylnější na vznik i podstatné chyby měření vlivem nevhodného nastavení parametrů analyzátoru. Na druhou stranu spektrální analyzátor je univerzálnější přístroj, který lze koupit i v provedení pro předcertifikační testy EMC, a který najde uplatnění nejen při měření vyzařování. Takže doporučuji díky nižší ceně a širšímu využití ke koupi spektrální analyzátor nežli měřicí přijímač.


6.2 Přijímací anténa

Přijímací (měřicí) anténa je jednou z podstatných součástí měřicí soustavy. Její vlastnosti velkou měrou ovlivňují výsledky měření. Nejpodstatnějším údajem u antén pro EMC měření je průběh anténního faktoru (AF), který udává, v jaké míře (jak dobře) anténa dokáže převést intenzitu elektrického pole na elektrické napětí, které je pak měřeno měřičem rušení. Nejvhodnější anténou pro předcertifikační testování je anténa typu BiLog (příklad na obrázku 6.1). Je to díky její širokopásmovosti, protože není potřeba antény nepokrývající celé měřené pásmo v průběhu měření vyměňovat. Dnes dostupné BiLogy (viz kapitola 1.2.4) mají frekvenční rozsah běžně od 30 MHz do 2 GHz, takže s rezervou pokrývají požadavky dnešních norem. Další velmi výhodnou vlastností BiLogu jsou tvary směrových charakteristik. Velká směrovost antény je výhodná k potlačování vlivu odražených vln. Čím tedy bude směrovost použité antény větší s malými nebo žádnými bočními laloky, tím větší bude potlačení vln odražených nejen od podlahy ale i od ostatních povrchů (předmětů,…) v okolí. V extrémním případě, kdyby vyzařovací úhel antény rozměrově pokryl právě jen zkoušené zařízení, pak by se měření v podstatě blížilo měření v plně bezodrazové komoře a stačilo by jen upravit hodnoty limitů vyzařování (viz kapitola 3).

Obrázek 6.1:

BiConiLog (komerční název) firmy ETS-Lindgren [19]


6.3 Testovací místo

Pokud je pro měření k dispozici stíněná částečně bezodrazová komora, tak tato kapitola v podstatě nemá význam, protože takové měření se v podstatě od certifikovaného neliší a je „dokonalé“. V této kapitole se budu zabývat pouze měřeními na otevřeném pracovišti, případně v místnostech jako jsou laboratoře atd. Vzhledem k tomu, že velká část neurčitosti měření na předcertifikačním pracovišti (měření mimo stíněnou částečně bezodrazovou komoru) je způsobena nežádoucími i mnohonásobnými odrazy, je třeba volit uspořádání pracoviště tak, aby vznik odrazů a případně i jejich vliv byl minimalizován. Měříme-li na běžném pracovišti (střecha, laboratoř, …) a dodržíme-li minimální rozměry plochy bez předmětů, které by mohly způsobovat odrazy, pak jedinou plochou je podlaha. A pokud bychom omezili i její vliv, tak se v podstatě přiblížíme k měření v plně bezodrazové komoře (až na rušivé pozadí). Jednou možností jak omezit vliv podlahy je použití absorpčních materiálů. Základním materiál je ferit ve formě destiček nebo jehlanů [28] a dále pak grafitem plněné pěny opět ve formě jehlanů. Novější konstrukce jehlanů využívá tenkého (cca 10 µm) rezistivního filmu na nosném podkladu (obrázek 6.2 ).

Obrázek 6.2:

Absorpční jehlany založené na rezistivním filmu [28]

Kapitola 3 pojednávající o porovnání výsledků měření získaných ve stíněných částečně a plně bezodrazových komorách měla být původně pouze doplněním mojí dizertace. Pak jsem ale v průběhu práce a měření došel k názoru, že předcertifikační měření vyzářeného rušení by se mělo provádět tak, aby se blížilo měření právě v bezodrazových komorách. Tohoto se dosáhne omezením vzniku všech odrazů elektromagnetických vln, které by se jinak vektorově sčítaly s vlnou přímou a ovlivňovaly naměřené hodnoty. Základ pro omezení vzniku a vlivu nežádoucích odrazů elektromagnetických vln je v tom, aby všechny povrchy, na kterých by k odrazu mohlo dojít, byly v dostatečné


vzdálenosti od zkoušeného zařízení i od přijímací antény. Pokud dodržíme mnou navržené nové rozměry pro pracoviště na volném prostranství (viz kapitola 5), tak potom jediným zbývajícím povrchem bude ten, na kterém budeme mít postavenou přijímací anténu a podstavec (např. dřevěný stůl) pod zkoušeným zařízením. Na obrázcích 6.3 a 6.4 jsou výsledky měření pro dvě výšky zkoušeného zařízení (jeho podstavce) nad zemí. Přijímací anténu jsem měl jako obvykle ve výšce 160 cm, měřicí vzdálenost 3 metry a vybavení stejné jako u předešlých měření na střeše budovy Ústavu radioelektroniky (obrázek 2.35). 35

80

30

70

25

60

20

50

15

40

10

30

5

20

0

10

-5

0

-10

-10

-15

-20

-20

korekce [dB]

E [dBuV/m]

Výška podstavce pod EUT 80 a 110 cm, vertikální polarizace 90

-25

-30 0

100

200

80 cm

f [MHz]

Obrázek 6.3:

300

400

500

kalibrace

600 110 cm

700

800

korekce pro 80 cm

900

1000

korekce pro 110 cm

Porovnání výšky podstavce pod zkoušeným zařízením, vertikální polarizace

35

80

30

70

25

60

20

50

15

40

10

30

5

20

0

10

-5

0

-10

-10

-15

-20

-20

-30

korekce [dB]

E [dBuV/m]

Výška podstavce pod EUT 80 a 110 cm, horizontální polarizace 90

-25 0

100 f [MHz]

Obrázek 6.4:

200

300 80 cm

400 kalibrace

500

600 110 cm

700

800

korekce pro 80 cm

900

1000

korekce pro 110 cm

Porovnání výšky podstavce pod zkoušeným zařízením, horizontální polarizace

Rozdíly mezi výškou 80 a 110 cm nejsou velké, ale u výšky 110 cm jsou odchylky od kalibrace CNE III generátoru (v FAC) s menšími extrémy než u výšky 80 cm. I toto měření potvrzuje doporučení pro co největší vzdálenost všech ploch od měřicí antény i zkoušeného zařízení. Při měření byla přijímací anténa nasměrována přímo na zkoušené zařízení. Někdy se doporučuje anténu směřovat pod zkoušené zařízení tak, aby anténa přijímala přibližně stejně jak vlnu přímou, tak i odraženou. V tomto případě je ale nutné použít


výškově nastavitelný stožár přijímací antény a hledat maximální intenzitu pole na daném kmitočtu.


6.4 Doporučený postup při předcertifikačním měření vyzářeného rušení

Tato podkapitola popisuje, jak si sestavit pracoviště a na co dát při měření pozor. Předpokladem pro následující doporučené měření vyzářeného rušení je použití přijímací antény typu BiLog (viz. kapitola 6.2), protože umožňuje jednodušší a přesnější měření, než např. laditelné dipóly. •

Pracoviště sestavíme při dodržení minimálního volného prostoru dle kapitoly 5 a obrázku 5.26. Pokud z prostorových důvodů doporučené rozměry dodržet nelze, tak za přijímací anténou je vhodné mít volný prostor alespoň 1 metr, na boku mezi zkoušeným zařízením a anténou 1,5 metru a za zkoušeným zařízením alespoň 2 metry. Takto by měl být vliv ploch na výsledek do 6-ti decibelů. Anténu namíříme přímo na zatím vypnuté zkoušené zařízení (EUT).

•

Na měřiči rušení nastavíme špičkový detektor a odpovídající filtr (120 kHz).

•

Pokud máme k dispozici speciální signálový generátor (ERS, CNE, …), tak provedeme kalibraci pracoviště.

•

Pokud máme k dispozici ruční sondu blízkého pole, tak můžeme orientačně změřit na jakých frekvencích a v jakém směru, případně i ze kterého místa (prostorově) zkoušeného zařízení rušení vychází. Pokud určíme prostorově i místo, ze kterého rušení vychází, tak toto místo umístíme přesně na místo, kde byl geometrický střed speciálního signálového zdroje, aby se zamezilo chybě způsobené nesouhlasným umístěním speciálního signálového zdroje a následně zdroje rušení (viz kapitola 2).

•

Provedeme měření úrovně pozadí přes celé pásmo (30 ÷ 1000 MHz) a v obou polarizacích (V + H), abychom se ujistili, že zde není zdroj rušení tak silný, aby mohl přetížit (overload) vstupní obvod měřiče. Frekvenční krok volíme maximálně polovinu použitého filtru, což je 60 kHz, ale lépe je volit krok 40 kHz. Tak zabezpečíme, aby při měření nebyl žádný případný signál přeskočen, nebo chybně změřen. Hodnoty uložíme do počítače, který použijeme i pro řízení měřicího procesu. Lze samozřejmě měřit i bez počítače, ale vyhodnocování výsledků bude složitější a samotné měření pracnější.

•

Zapneme zkoušené zařízení, provedeme měření úrovně a uložíme hodnoty do počítače. Pokud si nejsme jisti směrem, kterým zařízení vysílá nejsilnější rušení, pootáčíme zařízením o maximálně 30 stupňů (v horizontální rovině) a provádíme po každém pootočení nové proměření a uložení hodnot, nebo využijeme funkce HoldMax (viz poslední odstavec kapitoly 3.1). Pokud zařízení viditelně rušení vysílá, můžeme zkontrolovat, zda jsou hodnoty nad limit. Jestli ano, proměříme okolí tohoto kmitočtu s kvazi-špičkovým detektorem. V tomto bodě můžeme použít i různé metody pro respektování rušivého pozadí.

•

Vypneme EUT a znovu proměříme a uložíme pozadí. Druhé měření pozadí slouží ke kontrole situace a také dává představu o změnách rušivého elektromagnetického pozadí v čase.


•

Následuje zpracování naměřených dat.

Zpracování naměřených dat je podstatným krokem. Jako první věc je výhodné do jednoho grafu vynést průběh elektromagnetického rušivého pozadí a průběh součtu signálu ze zkoušeného zařízení s rušivým pozadím. Ukázka porovnání pozadí a signálů z ERS generátoru spolu s pozadím je na obrázku 6.4. ERS signály jsou přes většinu šířky pásma vysoko nad pozadím, jen zhruba nad 800 MHz se k pozadí přibližují. V této oblasti bude nutné věnovat zvýšenou pozornost vyhodnocení výsledů. 85

E [dBuV/m]

75 65 55 45 35 25 0

100

Obrázek 6.4:

200 300 f [MHz]

400

500

600 ERS + pozadí

700

800

900

1000

pozadí

Porovnání pozadí a naměřených hodnot z ERS generátoru, vertikální polarizace

Porovnání odhaluje, na kterých kmitočtech a zda zkoušené zařízení vysílá rušení, ale hlavně odhaluje jestli naměřené hodnoty nejsou podstatně ovlivněny rušivým pozadím, např. velmi zřetelné je to na kmitočtu 420 MHz na obrázku 6.4. Dalším postupem je použití některé metody pro potlačení vlivu rušivého elektromagnetického pozadí (kapitola 1.5 a 4), např. je možné použít metodu lineární subtrakce měřeného a rušivého signálu (obrázek 6.5). Zvýšenou pozornost je třeba věnovat kmitočtovým bodům, na kterých má rušivé pozadí vyšší intenzitu než signál z EUT (součet signálu z EUT a rušivého pozadí). Na těchto kmitočtech při zpracování v tabulkových kalkulátorech, např. MS Excel, dochází logicky k chybě výpočtu, které se při vynesení do grafu zobrazí jako bod s hodnotou 0 dBµV/m (například na kmitočtu 420 MHz na obr. 6.5). Detaily obrázku 6.5 jsou pro větší přehlednost zobrazeny ještě na obrázcích 6.6 a 6.7. Obrázky 6.5 až 6.7 navíc obsahují i výsledek měření vysílaného pole ERS generátoru z certifikované zkušebny VTÚPV Vyškov.


80 70

E [dBuV/m]

60 50 40 30 20 10 0 -10 0

100 200 f [MHz]

300

400

500

600

ERS + pozadí

Obrázek 6.5:

700

800

VTÚPV Vyškov

900

1000

ERS po subtrakci

Použití lineární subtrakce; vertikální polarizace

75 70 65 E [dBuV/m]

60 55 50 45 40 35 30 25 30

40

50

60 70 f [MHz]

Obrázek 6.6:

80

90

100

110

ERS + pozadí

120

130

140

VTÚPV Vyškov

150

160

170

180

ERS po subtrakci

190

200

pozadí

Použití lineární subtrakce, detail zobrazení; vertikální polarizace

80 70

E [dBuV/m]

60 50 40 30 20 10 0 -10 900

910 920 f [MHz]

Obrázek 6.7:

930

940 ERS + pozadí

950

960 VTÚPV Vyškov

970

980

990

ERS po subtrakci

1000 pozadí

Použití lineární subtrakce, detail zobrazení; vertikální polarizace

Výsledky zobrazené na obrázku 6.7, příp. 6.6, vedou vhledem k velkému počtu kmitočtových bodů s výslednou intenzitou pole kolem hodnoty 0 dBµV/m (výsledek


lin. subtrakce) k pochybnostem o spolehlivosti nenulových hodnot, jinými slovy všechny hodnoty nad 850 MHz je nutno brát jako pouze informativní.


7 Závěr Ve své disertační práci jsem se zabýval předcertifikačním měřením EMC a soustředil jsem se na měření vyzářeného rušení, tedy na kmitočtové pásmo od 30 do 1000 MHz. V rámci měření vyzářeného rušení jsem se zaměřil na omezování vlivu rušivého elektromagnetického pozadí a především na omezování vlivu uspořádání a vybavení testovacího pracoviště na výsledky měření. Pro splnění cíle této práce – návrh ověřeného postupu pro objektivní předcertifikační měření EMC – jsem provedl rozbor současného stavu uvedené problematiky, podrobně jsem specifikoval odlišnosti předcertifikačních testů od testů plnohodnotných prováděných oznámenými subjekty, zhodnotil běžné a často používané metody měření vyzářeného rušení, měřicí antény, speciální signálové zdroje i ostatní aspekty měření vyzářeného rušení. K dosavadnímu vývoji v oblasti předcertfikačního měření vyzářeného rušení lze říci, že nebyla doposud sestavena jednotná metodika pro provádění těchto testů. Doporučený postup „kalibrace“ s využitím speciálních signálových zdrojů jsem ověřil a rozšířil o proceduru s využitím ručních sond blízkého pole, při které je omezen vliv rozměrů zkoušeného zařízení na výsledek měření jeho vyzařování. Při „kalibraci“ tří různých předcertifikačních testovacích pracovišť jsem ověřil doporučení, že jakékoli povrchy, které by mohly způsobovat odrazy, by měly být od zkoušeného zařízení i od měřicí antény co nejdále, aby se tak omezil nežádoucí vliv odrazů elektromagnetického vlnění ze zkoušeného zařízení. Dále jsem porovnal výsledky měření vyzářeného rušení v částečně bezodrazových a plně bezodrazových komorách, a zjistil jsem, že je možné po zpřísnění limitu vyzařování o 6 dB, nebo aplikaci korekčních křivek, použít plně bezodrazovou komoru k předcertifikačním testům EMC. Testovací pracoviště je největším zdrojem chyb a neurčitostí měření a je třeba jeho výběru a sestavení věnovat velkou pozornost. Měřením jsem ověřil, že stávající doporučené minimální rozměry volné plochy na otevřeném pracovišti při použití měřicí antény typu BiLog jsou pro předcertifikační testování nedostatečné, a proto jsem pro testovací pracoviště navrhl nové minimální rozměry. Dle výsledků měření byl zpracován návrh na úpravu běžného pracoviště (minimální plocha bez předmětů, který by mohly způsobovat odraz, použití absorpčních materiálů na podlahu, výška podstavce pod zkoušeným zařízením) a celkový postup při předcertifikačním měření. S využitím informací o dosavadním vývoji předcertifikačních testů, vlastních měření a doporučení jsem sestavil doporučený postup pro provádění předcertifikačního měření vyzářeného rušení se zohledněním minimálního přístrojového vybavení, kterým je kalibrovaná měřicí anténa typu BiLog a spektrální analyzátor. Pokud toto přístrojové vybavení navíc doplníme o sondu blízkého pole a speciální signálový zdroj, budeme schopni získat výsledky s výrazně menší chybou.


8 Literatura [1]

SVAČINA, J.: Elektromagnetická kompatibilita, elektronická skripta, Brno, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2004. 171 stran

[2]

Hewlett Packard, HP E7400 A-series EMC Analyzers Reference Guide, Hewlett Packard 1999, HP Part Number E7401-90013, USA

[3]

McCormack, L. Types of EMC testing and their roles. York EMC Services, Ltd, University of York, UK, 14 stran, [online] cit. dne 26.8.2009, dostupné z:

[4]

VÍDENKA, R. Uncertainty in EMC Measurement (with sight on radiated disturbance 30 to 1000 MHz). In Proceedings of the 17th International Travelling Summer School on Microwaves and Lightwaves. Pfotzheim, Germany. 2007. p 259–261

[5]

ČSN CISPR 16-1: Specifikace metod a přístrojů pro měření rádiového rušení a odolnosti proti rádiovému rušení – Část 1: Přístroje pro měření vysokofrekvenčního rušení a odolnosti proti vysokofrekvenčnímu rušení, Česká technická norma, Český normalizační institut. Praha, červenec 2004

[6]

ČSN CISPR 16-2: Specifikace metod a přístrojů pro měření rádiového rušení a odolnosti proti rádiovému rušení – Část 2: Metody měření rušení a odolnosti, Česká technická norma, Český normalizační institut. Praha, říjen 2003

[7]

Bassak, G. Four ways to remove ambient noise. Test & Measurement World, 8.1.2002, [online] citováno 26.8.2009, dostupné z:

[8]

Přednáškové materiály a poznámky prof. Ing. Jiřího Svačiny, Csc. k tématu Elektromagnetická kompatibilita

[9]

VÍDENKA, R.; SVAČINA, J. Dealing with Ambient Disturbing Signals at Precompliance Test Sites. In Proceedings of 19th International Conference Radioelektronika 2009. Brno: 2009. s. 271-274. ISBN: 978-1-4244-3536-4

[10] SVAČINA, J.: Open-Area Test Site Measurements: Dealing with Ambient, 2005, [online] citováno 26.8.2009, dostupné z: [11] MARINO, M. A System to Simplify EMC Testing. 2000, [online] citováno 26.8.2009, dostupné z: [12] CASSPER. poslední revize 12. listopadu 2008, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [13] The Comparison Noise Emitter III. poslední revize 13. května 2009, [online], citováno 17. března 2008, dostupné z :

- 83 -


[14] MARVIN, A.C. The Comparison Noise Emitter and other reference radiators and their uses in EMC Measurements. poslední revize 25. listopadu 2008, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [15] Antennas/ETS-Lindgren, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z <www.etslindgren.com> [16] CISPR 16-4-1: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods – Part 4-1: Uncertainties, statistics and limit modeling – Uncertainties in standardized EMC tests, Feb. 2005 [17] CISPR 16-4-2: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods – Part 4-2: Uncertainties, statistics and limit modeling – Uncertainty in EMC measurement, Nov. 2003 [18] CISPR 16-4-3: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods – Part 4-3: Uncertainties, statistics and limit modeling – Statistical consideration in the determination of EMC compliance of massproduced products, May 2005 [19] CISPR 16-4-4: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods – Part 4-4: Uncertainties, statistics and limit modeling – Statistics of complaints and a model for the calculation of limits, Nov. 2003 [20] VÍDENKA, R. Unusual usage of Emission Reference Source. In Proceedings of the 12th International Student Conference on Electrical Engineering - Poster 2008. Praha: 2008. s. 1-4 [21] VÍDENKA, R., SVAČINA, J., DŘÍNOVSKÝ, J. EM disturbance source position effect on measured field strength. In Proceedings of the 14th conference on microwave techniques Comite 2008, s 343 – 346 [22] VÍDENKA, R.; SVAČINA, J. Using ERS at Pre-compliance EMC Test. In Proceedings of the seventeenth International Electronical and Computer Science Conference ERK 2008. Portorož, Slovinsko: 2008. s. 401-404. ISSN: 1581-4572 [23] VÍDENKA, R. Using CNE for Pre-compliance Test Site Calibration. In Proceedings of the 13th International Student Conference on Electrical Engineering - Poster 2009. Praha: 2009. s. 1-4 [24] KIEMEL, G. Comparing Fully Anechoic Chambers to Semianechoic Limits. 2002, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [25] VÍDENKA, R.; SVAČINA, J. Dealing with Ambient Disturbing Signals at Precompliance Test Sites. In Proceedings of 19th International Conference Radioelektronika 2009. Brno: 2009. s. 271-274. ISBN: 978-1-4244-3536-4 [26] VÍDENKA, R. Measurement with the Presence of Ambient Disturbing Signals. In Proceedings of the 15th conference Student EEICT 2009. 2009. s. 304-308. ISBN: 978-80-214-3870-5. [27] WILIAMS, T. EMC for Product Designers, Fourth edition, Elsevier Ltd, ISBN13: 978-0-75-068170-4, 2007, 498 pages


[28] TDK Chambers and Absorber Materials. TDK RF Solutions Inc., 20 stran, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [29] VÍDENKA, R.; SVAČINA, J. Jak na měření EMI při předcertifikačních testech EMC. Sborník příspěvků konference Zvůle 2008. Brno: VUT v Brně, FEKT, 2008. s. 276-279. ISBN: 978-80-214-3709-8 [30] VÍDENKA, R.; SVAČINA, J. Introduction to EMC Pre-compliance Testing. In Proceedings of the 17th International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications MIKON 2008. Wroclaw, Poland: 2008. s. 260-263. ISBN: 83-906662-7-8 [31] VÍDENKA, R. Nové metody a technologie pro elektromagnetickou kompatibilitu. In Sborník semináře o řešení doktorského projektu Grantové agentury České republiky č. 102/08/H027 "Pokročilé metody, struktury a komponenty elektronické bezdrátové komunikace". FEKT VUT. Brno: 2008. s. 98-101. ISBN: 978-80-2143753-1 [32] SHIMADA, K.; HAYASHI, T.; TOKUDA, M. Fully Compact Anechoic Chamber using the Pyramidal Ferrite Absorber for Immunity Test, [33] Absorbers. [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [34] KOLB, L. Statistical Comparison of Site-to-Site Measurement Reproducibility. 1996, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [35] STECHER, M. Measurement uncertainty in EMI emission measurements. 1997, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [36] VAN DIJK, N. Uncertainties in 3-m Radiated Emission. 2005, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [37] AUDONE, B.; FRANZINI-TIBALDEO, G. Broad-Band and Narrow-Band Measurement. 1972, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [38] LECKLIDER, T. Choosing the Right EMC Test Lab. poslední rezive 30. srpna 2007, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [39] AUSTIN, B.A.; FOURIE, A.P.C. Characteristics of the Wire Biconical Antenna Used for EMC Measurements. 1991, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [40] CHO, W-S.; KANDA, M.; HWANG, H-J.; HOWARD, M. A Disk-Loaded Thick Cylindrical Dipole Antenna for Validation of an EMC Test Site from 30 to 300 MHz. 2000, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z:


[41] BRONAUGH, E.L.; OSBURN, J.D.M. A Process for the Analysis of Measurement and determination of Measurement Uncertainty in EMC Test Procedures. 1992, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [42] PUES, H.F.; TRAUTNITZ, F.W. Design of Modern Chambers for Radiated EMC Testing up to 18 GHz. 1997, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [43] HOOLIHAN, D.D.; DEWITT, B. An Analysis of Measurement uncertainty with Respect to IEC 1000-4-3. 1997, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [44] GUIRADO, R.; MOLINA, J.C.; CARPIO, J. Comparison between GTEM and OATS Radiated. 1997, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [45] HAIFENG, T.; PING, L.; FEI, S. The General Process to Evaluate Uncertainty in EMC Measurement. 2002, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [46] KOHLER, J.L.; GRADIN, L.P. Test Laboratory Position for Expresion of Uncertainty and Confidence in Measurement. 200, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [47] CHEN, Z. Understanding the measurement uncertainties of the bicon/log hybrid antenna. 1999, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: < http://www.ets-lindgren.com/pdf/chen_bilog.pdf> [48] KRUG, F.; RUSSER, P. Time Domain Broad-Band EMI Measurement Techniques. 2002, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [49] NOTHOFER, A. ALEXANDER, M.; BOZEC, D.; MARVIN, A.; McCORMACK, L. The Use of GTEM Cells for EMC Measurements. poslední revize 25. listopadu 2008, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [50] ARCHAMBEAULT, B.; BRENCH, C.E. Reducing measurement uncertainty in EMC test laboratories. 1999, [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: [51] SVOBODA, M. Differences of measurement results at 10 m, 3 m, and 1 m measurement distances. [online], citováno 26.8.2009, dostupné z: < http://www.logistics.pl/for_emc/download/marek_svoboda.pdf>

Nové metody a technologie pro elektromagnetickou kompatibilitu

Curriculum Vitae Name:

Rostislav VÍDENKA

Born:

August 2th 1981 in Plzeň

Contact: [email protected] Education

2001 – 2006 Technical University of Brno / Department of Radio Electronics Pre-graduate study of Radio Electronics State exam passed in June 2006 Diploma thesis Construction modification of microwave generator defended in June 2006 2006 – 2009 Technical University of Brno / Department of Radio Electronics Doctoral study programme Electrical Engineering and Communication State exam will be passed in January 2010 Experience

2/05 – 7/05

Study stay at University of Applied Technologies, Wiesbaden, Germany

9/08 – 10/08 ŠKODA Auto a.s. study stay in department of electromagnetic compatibility Projects

2009

Fond rozvoje vysokých škol 2009: Creation of laboratory exercises for subject Electromagnetic compatibility

Languages

English and German, both in fluent spoken and written form

- 87 -


Poděkování Děkuji svému školiteli Prof. Ing. Jiřímu Svačinovi, CSc., za velmi užitečnou metodickou pomoc a cenné rady při řešení předložené dizertační práce. Dále velmi děkuji i svému druhému školiteli Ing. Jiřímu Dřínovskému, Ph.D. za pomoc při dokončení práce.

NĚKTERÉ OTÁZKY PŘEDCERTIFIKAČNÍCH TESTŮ EMC

Recommend Documents