Explicar o funcionamento do sistema de teste de injeção de corrente em massa

Para simular o estresse EMI no ambiente operacional pretendido, um teste de injeção de corrente em massa é um RF conduzido teste de imunidade em que um sinal modulado é injetado nos cabos através de uma sonda de injeção de corrente.
A resistência do DUT (e PCB relacionado e componentes externos) a campos eletromagnéticos conectados aos chicotes elétricos da linha de comunicação pode ser avaliada usando injeção de corrente em massa (BCI).
Para garantir a conformidade e a confiabilidade do produto enquanto submetido a distúrbios EMI conduzidos por meio de uma sonda de injeção, é usado um teste contínuo de imunidade a RF conhecido como teste BCI. Empresas, militares e a indústria automobilística fazem esse teste de imunidade em diferentes níveis e com diferentes frequências e restrições.

Descrição
Um teste de injeção de corrente em massa é realizado para garantir que os sinais de RF acoplados aos cabos de interconexão e linhas de alimentação não degradem o desempenho ou se desviem das especificações do equipamento sob teste.
Além disso, revelará a amplitude e a frequência exclusivas do mau funcionamento. Dispositivos de calibração são usados ​​para definir a potência direta na sonda de injeção, que gera correntes especificadas no dispositivo de calibração para levar em conta as amplas variações de impedâncias e ressonâncias do circuito nos cabos. Uma sonda de monitoramento de corrente detecta a quantidade real de corrente injetada.

Teste BCI
A etapa inicial, seja a técnica de circuito fechado ou de substituição, é sempre a LSBCI-40 calibração da configuração. Este procedimento salva os níveis de teste e suas configurações de potência apropriadas para uso posterior durante o teste.

Como o BCI é medido
Dependendo da métrica e do padrão usados, existem vários métodos diferentes para quantificar a injeção de corrente bruta. Os volts são utilizados em aplicações comerciais porque são calibrados para uma certa quantidade de energia.
As medições da corrente nos cabos usados ​​para loops de feedback em veículos e equipamentos militares geralmente são feitas em miliamperes-segundos ou decibéis (mA ou dBuA).

Equipamento de teste BCI

Embora as ferramentas específicas usadas para teste de injeção de corrente em massas podem mudar dependendo da natureza dos testes que estão sendo conduzidos:

1. Sistema de RF conduzido
2. Atenuadores e Cargas Associados
3. Sonda e Fixação de Injeção BCI
4. Sonda e Fixação de Monitoramento de Corrente

Pré calibração:

A pré-calibração é realizada com o dispositivo preso ao dispositivo de calibração para determinar os níveis de potência de avanço necessários para criar os limites de especificação. O grampo recebe energia através de um acoplador direcional da fonte de sinal (gerador de sinal e amplificador). A braçadeira força a corrente através de um circuito de 100 ohms que consiste em uma terminação de 50 ohms e um atenuador de 50 ohms e um analisador/receptor de espectro nas extremidades opostas do dispositivo.
Ele usará o acessório de calibração para proteger a sonda de injeção.
Você conectará uma extremidade do dispositivo de calibração a uma carga de RF de 50 ohms e 50 watts, e um atenuador de receptor de 50 ohms e 30 dB será necessário para proteger o receptor ou o analisador de espectro do sinal. Ambas as extremidades do dispositivo de calibração terão valores de VSWR menores que 1.2:1 no espectro de frequências testado.
O gerador de sinal e o amplificador de potência fornecem sinais para a sonda de injeção em várias intensidades. As limitações de corrente de injeção do dispositivo de calibração foram previamente calibradas para duas intensidades de corrente diferentes:
1. Um limite de corrente abaixo ou acima do qual o dispositivo testado não falhará.
2. Uma corrente que interromperá temporariamente a operação do dispositivo testado sem danificá-lo além do reparo ou do limite especificado.

Etapas do procedimento de pré-calibração:

1. É necessário aumentar o sinal de teste para a sonda de injeção até que o dispositivo de calibração receba uma corrente no nível de aceitação/rejeição.
2. É importante acompanhar a potência direta e a potência reversa necessárias para produzir o nível de corrente de aceitação/rejeição.
3. Ele deve aumentar o sinal de teste até que os valores de corrente necessários sejam alcançados.
4. Acompanhe a potência direta e reversa necessária para produzir os níveis de corrente especificados.
5. Para cobrir uma faixa mais ampla de frequências, repita as etapas 1–4. A faixa de frequência usada para calibração pode ir até 400 MHz.
6. A potência total do amplificador necessária para atingir os níveis de corrente desejados é determinada pela potência direta nas etapas 1-4. Pode-se determinar o VSWR da sonda de injeção com a ajuda da potência reversa e, subtraindo a potência direta da potência reversa, pode-se determinar a potência líquida fornecida à carga do dispositivo de calibração.
7. Deve incluir informações dos estágios 1-4 no relatório.

Procedimento de teste de injeção:

1. Repita as etapas do procedimento de pré-calibração usando esta nova configuração para o teste, certificando-se de registrar a leitura atual da sonda de banda larga.
2. Até que ocorra uma falha ou o nível de especificação atual seja detectado usando as sondas de banda larga atuais, a intensidade do sinal deve ser aumentada em cada frequência de teste.
3. Verifique todas as faixas de frequência necessárias. Faça leituras de frequência suficientes para garantir que todas as faixas de suscetibilidade foram identificadas.
4. Os níveis de sinal devem ser reduzidos até que a suscetibilidade pare de ocorrer nas frequências em que o dispositivo testado é vulnerável. Anote as mesmas informações da Etapa 2.

SEGURANÇA:

Tenha cuidado ao longo de todos esses exames. Durante esses experimentos, tensões e correntes de RF muito altas são produzidas. Para evitar ferimentos, o pessoal de teste deve evitar tocar em qualquer parte metálica da configuração.
Cada fio e cada comprimento de cabo deve passar no teste de equipamento pelos requisitos técnicos. O método de teste listará todos os fios e cabos que serão verificados. A sonda de banda larga atual deve ser posicionada a partir da sonda de injeção. Para a maioria dos requisitos, isso é cerca de 5 cm.
Prender sondas de corrente em torno de fios desencapados requer cuidado extra. Recomenda-se que o item de teste seja desenergizado antes de qualquer instalação ou desmontagem do equipamento de teste. Se quiser proteger ainda mais contra uma queda de tensão, você deve direcionar todos os fios da sonda pelo centro da abertura das sondas. Os conectores da sonda de corrente e seus cabos não devem tocar o terra ou quaisquer fios próximos, pois não são isolados.

Sondas de injeção de corrente em massa
As principais formas LSBCI-40  As pontas de prova são classificadas em impedância de transferência, faixa de frequência, gerenciamento de energia e conformidade com o padrão. Ao calibrar um sistema, uma impedância constante é fornecida pelo acessório usado para calibração. A dobradiça de fixação da sonda permite que ela seja aberta e fixada ao redor do dispositivo antes de ser conectada ao sistema de RF. Estas sondas não são compatíveis com nenhum outro tipo de dispositivo de calibração.

Sondas de monitoramento de corrente de RF

1. É possível medir correntes de radiofrequência (RF) em cabos ou fios sem fazer contato físico usando dispositivos circulares com janelas chamados sondas de monitoramento de corrente de RF.
2. As sondas de corrente têm uma ampla variedade de capacidades de sensibilidade, potência e frequência.
3. A faixa de radiofrequência (RF) de 10 kHz a 400 MHz é de interesse primário para testes de injeção de corrente em massa. Em aplicações de imunidade de RF, as sondas de monitoramento de corrente são frequentemente empregadas para medir a quantidade de energia de RF injetada no cabo relacionado após a sonda de injeção.
4. As sondas mais adequadas para atender às demandas de teste serão determinadas pelos critérios e requisitos para teste de BCIs que serão detalhados posteriormente. A sonda ou sondas de monitoramento devem incluir a faixa de frequências testadas.

Software
Para testes e calibração de RF em uma ampla variedade de frequências, o software EMC/EMI é necessário. Pode utilizar o painel frontal de um sistema de RF conduzido ou um laptop executando um programa apropriado para esta finalidade. O programa precisa acessar os drivers correspondentes para quaisquer componentes autônomos (gerador de sinal, analisador de espectro, etc.) para poder trocar dados com eles.

Conduzindo Testes BCI
A calibração é o estágio inicial na administração de um LSBCI-40 avaliação, independentemente de ser utilizada a abordagem de substituição ou de circuito fechado. Após a conclusão da calibração, o procedimento que o acompanha e quaisquer padrões adicionais ou requisitos de teste especiais serão o foco principal dos testes subsequentes.
Deve tomar medidas de atenuação e segurança antes de realizar qualquer teste, incluindo calibração. Embora muitos sistemas sejam construídos com proteção contra excesso de teste, danos ao equipamento ainda podem ocorrer se as conexões e os procedimentos corretos não forem usados.

Modulação de sinal de RF
Modulação de amplitude (AM) e modulação de amplitude com conservação de pico (AMPC) são os dois tipos de modulação utilizados para sinais no teste BCI (AM PC). A técnica de sinal AM PC em aplicações automotivas é frequentemente usada, pois seu pico de modulação coincide com os sinais CW.

Método de substituição para teste BCI
Os níveis de energia fornecidos durante a calibração são usados ​​como fator principal na abordagem de substituição para teste BCI e podem limitar a corrente com base na impedância da linha EUT.
A calibração envolve o sistema determinando a quantidade de energia necessária para induzir uma quantidade especificada de corrente em uma carga de 50 Ohm em uma determinada faixa de frequência. O teste do EUT/DUT usará, portanto, o mesmo nível de potência associado à impedância de 50 Ohm.

Método de circuito fechado
A técnica de loop fechado (também conhecida como loop de nivelamento) usa uma sonda de monitoramento de corrente para avaliar os níveis de corrente e, em seguida, ajusta a potência de RF para manter uma corrente constante através das conexões conectadas.
Os ajustes são feitos com base nas leituras da sonda de monitoramento atual (geralmente em mA ou dBA). A abordagem de malha fechada é utilizada para manter os níveis de corrente constantes com base nas estimativas de potência derivadas do procedimento de calibração.
Como o DUT/EUT com maior impedância pode demandar muito mais potência, a potência é ajustada dentro de uma tolerância para garantir que a potência necessária não seja excedida.

Pré-conformidade/solução de problemas de falhas de imunidade
Os custos associados ao teste de imunidade irradiada podem ser proibitivos e normalmente há pouco tempo para fazer alterações significativas no produto enquanto ele está no laboratório. Às vezes, especialmente em faixas de frequência mais baixas, um teste BCI pode fornecer resultados comparáveis ​​aos obtidos com um EUT/DUT submetido aos mesmos estresses físicos ou ambientais.
Os testes comerciais de imunidade irradiada e realizados fornecem valores de teste semelhantes (10 V/m e 10 V, por exemplo). Isso torna possível realizar testes de RF para diagnosticar falhas EUT/DUT irradiadas a preços muito mais baixos. A impedância da fonte e a frequência de interesse serão os dois fatores mais importantes neste teste.
Esta técnica se destaca durante o teste irradiado quando o acoplamento em cabos que levam ao EUT/DUT é mais provável de ocorrer em frequências mais baixas. A probabilidade de acoplamento bem-sucedido em fios diminui à medida que a frequência aumenta, tornando essa abordagem menos atraente. LISUN tem o melhor sistema de teste

Solução de problemas de configuração do teste BCI

Verifique as conexões
Quando algo não está funcionando bem na configuração de um sistema, a primeira coisa a fazer é verificar novamente todas as conexões. Um acoplador direcional duplo com um amplificador externo enfatiza a importância desse recurso, pois pode alternar muito mais conexões.
Tenha o cuidado de verificar novamente a rosca dos conectores de RF ao inspecionar as outras conexões. Pode ser difícil ver se a conexão está bem aparafusada se as peças estiverem velhas ou gastas. Ele pode tornar cada conexão segura apertando-a manualmente.

Verificar atenuadores
RF A maioria dos atenuadores é bastante robusta, embora ainda possam ocorrer danos por sobrecarga ou transporte. Se um atenuador parar de funcionar, ele não poderá calibrar em nenhum volume. Recomenda-se que, ao verificar as conexões, cada atenuador seja substituído separadamente e a calibração realizada para descobrir qual deles está com defeito.
Também é possível descartar atenuadores como possíveis fontes de interferência, testando-os antes de instalá-los na configuração. Use um medidor de energia e um sensor para garantir que você tenha a quantidade certa de atenuação.

Verificar software
Muitos tipos diferentes de LSBCI-40 as necessidades podem ser atendidas pela interface do usuário e pelo software EMC/EMI do equipamento de teste. A complexidade das técnicas e configurações de teste e a inexperiência com software podem levar a uma ampla variedade de problemas.
Uma configuração com falha pode resultar de um erro tão pequeno quanto um erro de digitação nos dados inseridos ou uma escolha errada de critérios. Antes de iniciar um novo procedimento de teste, recomenda-se que os critérios sejam verificados. Muitas vezes, ele pode corrigir problemas de software verificando o manual do usuário ou outros recursos para garantir que determinados requisitos foram atendidos.

Avaliação do Amplificador de RF
O amplificador de potência de RF é uma parte delicada de qualquer configuração de teste de RF. A expectativa de vida dos amplificadores varia de acordo com o fabricante, mas todos devem ser testados com frequência para garantir que ainda estejam funcionando corretamente.
Discrepâncias nas classificações de potência podem indicar que o amplificador está com defeito. O amplificador pode não passar em um teste de frequência ou pode não atingir um nível de volume especificado, dependendo da gravidade do dano.

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