Como escolher um sistema de teste EMI totalmente compatível com os padrões CISPR 16-1-1 para receptores EMI

Sumário
A compatibilidade eletromagnética (EMC) tornou-se um requisito obrigatório para acesso ao mercado de produtos elétricos e eletrônicos. Como unidade central de um sistema de teste de EMI, o desempenho do receptor de EMI determina diretamente a validade dos resultados dos testes de interferência conduzida e irradiada. A norma CISPR 16-1-1 é o padrão internacional fundamental para instrumentos de medição de distúrbios de rádio, que foi equivalentemente convertida para GB/T 6113.101-2021 na China. Ela impõe restrições obrigatórias aos principais indicadores do receptor, incluindo largura de banda, modos de detecção, resposta a pulsos e impedância de entrada. O foco deste estudo reside na... LISUN EMI-9KB Este artigo sobre o Sistema de Teste de Interferência Eletromagnética (EMI) Conduzida e Radiada detalha os pontos técnicos que devem seguir o padrão CISPR 16-1-1 durante a seleção de um Sistema de Teste de EMI, analisa as dimensões de avaliação, incluindo hardware do receptor, acessórios de suporte, funções de software e projeto geral de blindagem do sistema, apresenta as características do produto e as aplicações industriais do sistema de teste de interferência conduzida e radiada da série EMI-9K e fornece referências para laboratórios de P&D de empresas, departamentos de controle de qualidade e instituições de teste terceirizadas para construir plataformas de teste de EMC.

Introdução

Um grande número de fontes de alimentação chaveadas, motores e circuitos digitais de alta velocidade presentes em produtos elétricos e eletrônicos modernos emitem sinais de interferência eletromagnética durante a operação. Essa interferência se divide em interferência conduzida, que se propaga pelas linhas de energia e sinal, e interferência irradiada, transmitida pelo espaço. Interferência eletromagnética excessiva pode causar operação anormal em equipamentos eletrônicos próximos e até mesmo representar riscos potenciais à segurança. Portanto, antes de serem comercializados, equipamentos de tecnologia da informação, eletrodomésticos, dispositivos de iluminação e outros produtos devem passar por testes de EMI para atender aos limites regulamentares de EMC dos respectivos países e regiões.

Muitos compradores tendem a se concentrar apenas na cobertura de frequência ao selecionar um Sistema de Teste EMIIgnorando se o receptor está em total conformidade com as especificações CISPR 16-1-1, eles usam erroneamente analisadores de espectro comuns como receptores EMI de nível de certificação. A constante de tempo de detecção de quase-pico e as características de resposta ao pulso de analisadores de espectro comuns são adequadas apenas para testes preliminares de pré-conformidade na fase de P&D e não podem ser usadas para testes oficiais de certificação de conformidade. LISUN O Sistema de Teste de Interferência Conduzida e Irradiada da Série EMI-9K foi especialmente projetado para medir quantitativamente a interferência conduzida (propagada por meio de linhas de energia/sinal) e a interferência irradiada (propagada pelo espaço) gerada por produtos elétricos e eletrônicos durante a operação. Ele oferece suporte técnico abrangente para testes de conformidade eletromagnética (EMC) e localização de fontes de interferência. A série EMI-9K adota um design estrutural totalmente fechado com materiais de alta condutividade para o chassi, proporcionando excelente desempenho de blindagem e resolvendo fundamentalmente o problema de autointerferência. É amplamente utilizado por fabricantes, centros de P&D e instituições de teste terceirizadas em áreas como equipamentos de tecnologia da informação, eletrodomésticos e produtos de iluminação. Ele pode localizar rapidamente problemas de sobreposição de EMI, como ruído em fontes de alimentação chaveadas e interferência irradiada de motores, auxiliando os produtos a obterem a certificação de conformidade eletromagnética e prevenindo mau funcionamento de equipamentos ou riscos à segurança induzidos por interferência. Todo o sistema está em conformidade com diversas normas de produto, incluindo GB 17743, GB 4343.1, GB/T 9254.1, CISPR 15 e CISPR 14-1, atendendo aos requisitos de teste para certificação 3C nacional, bem como para projetos de certificação CE e FCC no exterior.

EMI-9KB Receptor de Teste EMI

Principais restrições técnicas da norma CISPR 16-1-1 para sistemas de teste de EMI

A norma CISPR 16-1-1:2019 estabelece uma série de especificações obrigatórias e não negociáveis ​​para receptores de teste de EMI. Em termos de largura de banda de medição, a norma define três segmentos de largura de banda de medição de frequência intermediária de -6 dB: 200 Hz para 9 kHz a 150 kHz, 9 kHz para 150 kHz a 30 MHz e 120 kHz para 30 MHz a 1000 MHz. As diferentes larguras de banda correspondem às constantes de tempo de carga e descarga para garantir a precisão da medição de sinais de perturbação de pulso. Para os modos de detecção, o instrumento deve suportar detecção de pico (PK), quase-pico (QP) e média (AV). Dentre eles, a detecção de quase-pico é crucial para os testes de certificação de EMC. Sua constante de tempo deve estar estritamente em conformidade com a norma para refletir com precisão o impacto real da perturbação de rádio nos receptores de transmissão.

A norma especifica uma impedância de entrada de RF nominal de 50 Ω para o receptor e limita a taxa de onda estacionária de tensão sob diferentes níveis de atenuação para reduzir erros de medição causados ​​pela reflexão do sinal de RF. A resposta ao pulso e a precisão da medição também são itens de avaliação obrigatórios. Para sinais de interferência de pulso repetitivos, o equipamento deve garantir erros de medição dentro da faixa especificada. Uma resposta ao pulso não conforme levará diretamente a resultados de teste distorcidos devido à interferência intermitente. Além do próprio receptor, um Sistema de Teste EMI completo também inclui uma Rede de Estabilização de Impedância de Linha (LISN), uma rede de acoplamento/desacoplamento CDNE, um transformador de isolamento, cabos de teste e outros componentes de suporte. Esses acessórios também devem atender aos requisitos da norma. Mesmo que o próprio receptor atenda às especificações, indicadores de acessórios não qualificados ainda invalidarão os resultados de teste de todo o sistema. O desempenho de autoblindagem do equipamento também não pode ser negligenciado. A blindagem insuficiente do chassi do receptor permite que o ruído eletromagnético gerado pelo próprio instrumento se misture com os sinais em teste, elevando o nível de ruído do sistema e impedindo a identificação precisa de sinais de perturbação de baixo nível.

Comparação de configuração de hardware LISUN Sistema de teste EMI série EMI-9K

O LISUN A série EMI-9K inclui quatro modelos: EMI-9KA, EMI-9KB, EMI-9KBAreia EMI-9KC, visando diferentes faixas de frequência de teste e níveis de orçamento. EMI-9KA Abrange principalmente a faixa de 9kHz a 30MHz e é adequada apenas para testes preliminares de distúrbios conduzidos na linha de energia; EMI-9KB Abrange a faixa de 9kHz a 300MHz, suportando testes conduzidos e radiados de baixa a média frequência, ideal para P&D de PMEs e inspeção de pré-conformidade; EMI-9KBO modelo S está equipado com pré-seletores fixos de dois estágios para melhorar a rejeição de frequências intermediárias; EMI-9KC Atinge frequências de até 1000 MHz, com pré-seletores de rastreamento automático programáveis ​​e acessórios CDNE para atender a testes completos de certificação de transmissão e radiação, cumprindo os rigorosos requisitos de testes de laboratórios terceirizados. Todos os modelos adotam chassis blindados de alta condutividade totalmente fechados para suprimir ruídos internos do instrumento. O software incorpora bibliotecas de limites das principais normas nacionais e internacionais e suporta modos de medição manual, varredura automática, ponto fixo e varredura linear. O software para PC, em chinês e inglês, é compatível com os sistemas operacionais Windows 7 a Windows 11 e pode exportar relatórios completos de testes de EMI. A tabela abaixo lista a comparação dos principais parâmetros técnicos desta série:

Dimensões adicionais para uma avaliação abrangente na seleção de um sistema de teste EMI

Após confirmar que o receptor EMI atende aos indicadores básicos da norma CISPR 16-1-1, os usuários precisam realizar uma avaliação abrangente, combinando os tipos de produtos em teste, o posicionamento do laboratório e os requisitos de expansão futura. Primeiro, determine a faixa de frequência de teste necessária. Se forem necessários apenas testes de interferência conduzida na linha de energia para eletrodomésticos e lâmpadas, a faixa de 9 kHz a 30 MHz atende aos requisitos básicos. Se forem necessários testes de interferência conduzida e irradiada no espaço, devem ser selecionados modelos de banda completa de 300 MHz ou 1000 MHz. Em segundo lugar, atente-se à capacidade de expansão dos acessórios de teste disponíveis. Um sistema de teste EMI pode ser equipado opcionalmente com uma antena de três espiras, grampo absorvente, sonda de corrente de RF, câmara blindada, medidor de fonte de onda senoidal pura programável e outros acessórios para diferentes cenários de teste, incluindo teste de radiação de baixa frequência de 9 kHz a 30 MHz, teste de interferência de ferramentas elétricas pelo método do grampo absorvente e teste de tensão de interferência na linha de sinal. As empresas podem selecionar os acessórios de acordo com suas categorias de produtos.

A capacidade do software também é uma consideração indispensável. Os laboratórios de certificação exigem softwares com bibliotecas completas de limites padrão, como GB 17743 e CISPR15, que suportem a comparação automática entre os dados medidos e os limites padrão, além da geração direta de espectrogramas de teste para a emissão de relatórios. Os departamentos de P&D precisam de funções de exportação de dados brutos de espectro para que os engenheiros localizem os pontos de frequência de interferência e realizem análises de retificação de EMI. Ao mesmo tempo, todo o sistema de teste de EMI deve ter rastreabilidade metrológica. Receptores, LISNs, diversas sondas e antenas devem ser submetidos a calibração periódica para atender aos requisitos de gerenciamento de instrumentos do sistema de acreditação de laboratórios CNAS. Muitos laboratórios calibram apenas a unidade principal do receptor e ignoram a calibração de acessórios como LISNs e antenas, o que invalida legalmente os dados de teste de todo o sistema.

Também é necessário distinguir os instrumentos de triagem de pré-conformidade dos sistemas formais de certificação. Para a fase de P&D do produto, o intervalo intermediário EMI-9KB Pode ser adotado para triagem preliminar, a fim de detectar problemas de sobreposição de limites, como ruído da fonte de alimentação chaveada e interferência irradiada do motor, e para retificação e otimização completas de filtros, aterramento e layout da placa de circuito impresso na fase de protótipo. Instituições de teste terceirizadas preferem a banda completa. EMI-9KC O modelo atende plenamente a todas as condições para testes de certificação de diversos produtos. O projeto estrutural de blindagem do próprio equipamento também requer uma análise minuciosa. O chassi de alta condutividade totalmente fechado reduz o ruído de fundo do instrumento e impede que a autointerferência do equipamento se sobreponha aos resultados dos testes de amostra.

Valor prático para a indústria de um sistema de teste EMI

Um sistema de teste EMI é amplamente utilizado em equipamentos de tecnologia da informação, eletrodomésticos, lâmpadas, ferramentas elétricas e outras indústrias. No setor de equipamentos de TI, é utilizado para testes conduzidos e irradiados de laptops, carregadores, estações de acoplamento e outros produtos, para inspecionar ruídos de alta frequência provenientes de fontes de alimentação chaveadas. Nas indústrias de eletrodomésticos e ferramentas elétricas, detecta distúrbios de pulso causados ​​por faíscas de escovas de motores e circuitos de acionamento. Para a indústria de iluminação, são realizados testes de distúrbios em lâmpadas LED e fontes de alimentação de drivers, de acordo com as normas GB 17743 e CISPR15, para evitar que as lâmpadas interfiram na comunicação de dispositivos domésticos inteligentes. Durante a fase de P&D, os engenheiros utilizam o sistema de teste EMI para localizar fontes de interferência e reduzir os ciclos de retificação de EMI. No controle de qualidade da produção, é aplicado para inspeção por amostragem, a fim de monitorar a consistência EMC de produtos fabricados em massa. Organizações terceirizadas utilizam sistemas compatíveis para emitir relatórios de teste e auxiliar os produtos a obterem a certificação 3C nacional, bem como acesso aos mercados internacionais CE e FCC. Se as restrições da norma CISPR 16-1-1 forem ignoradas durante a seleção e instrumentos não conformes forem usados ​​para os testes, a retificação por autoteste poderá ser aprovada, enquanto os testes de certificação de terceiros falharão, levando a atrasos no projeto e aumento dos custos de certificação.

Conclusão

Selecionar um produto compatível Sistema de Teste EMI Não se pode simplesmente considerar os parâmetros de frequência como o único critério. A norma CISPR 16-1-1 (GB/T 6113.101-2021) deve ser adotada como base principal. Os usuários precisam verificar os modos de detecção do receptor, a largura de banda de frequência intermediária, a resposta ao pulso, a ROE (Relação de Ondas Estacionárias) e o desempenho da blindagem do instrumento, além de avaliar a LISN (Rede de Sinalização de Baixa Frequência), o CDNE (Número de Dispositivos de Controle de Frequência), as antenas e outros acessórios de suporte completos, as funções de relatório do software e a capacidade de rastreabilidade metrológica. LISUN O sistema de teste de interferência conduzida e irradiada da série EMI-9K inclui vários modelos graduados, em total conformidade com as especificações técnicas da CISPR 16-1-1, e pode ser adaptado a diferentes requisitos de teste de triagem de P&D de empresas, controle de qualidade de fábrica e laboratórios de certificação de terceiros. Um sistema de teste EMI verdadeiramente compatível ajuda as empresas a identificar riscos ocultos de interferência eletromagnética no estágio inicial do desenvolvimento do produto, completa a localização e retificação da fonte de interferência, garantindo que os produtos passem sem problemas pela certificação de conformidade EMC e evitando anormalidades nos equipamentos e riscos de acesso ao mercado causados ​​por interferência eletromagnética após o lançamento do produto.