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Störstrahlungen im Visier
Messungen nach allen gängigen Standards
Filterform und -breite können bei Spektrumanalysatoren in der Regel vielfach vordefiniert ausgewählt werden. Die Breite der RBW-Filter-gängigen Analysatoren wird über die 3-dB-Punkte der Filter festgelegt. Für EMI-Messungen schreiben die Standards aber spezielle Filter mit 6-dB-Punkten vor, was zu den dafür notwendigen steileren Filterflanken führt. Diese Filter sind in den Standards CISPR 16-1-1 und MIL-STD-461 definiert (CISPR 16-1-1: 200 Hz, 9 kHz, 120 kHz und 1 MHz; MIL-STD-461: 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz, 10 kHz, 100 kHz und 1 MHz). Sie alle sind Bestandteil der EMI-Application-Option.
CISPR 16-1-1 beschreibt ausserdem EMI-spezifische Detektoren: Quasipeak, CISPR-Average und RMS-Average. Der Quasipeak-Detektor wurde eingeführt, um die von einer Pulsfrequenz abhängige Störwirkung auf den analogen (AM-)Funkempfang abzubilden. Die wahrgenommene Störung nimmt zu niedrigeren Pulsfolgefrequenzen hin ab. Das bedeutet, dass Störpegel bei niedrigen Pulsfrequenzen mit geringeren Werten angezeigt werden als bei Verwendung des Peak-Detektors. Der Quasipeak-Detektor führt somit niemals zu höheren Bewertungen als mit dem Peak-Detektor und erfordert nach Standard eine minimale Messzeit von 1 s.
Der CISPR-Average-Detektor hat, wie auch der Quasipeak- und der RMS-Average-Detektor, eine Zeitkonstante, um das Anzeigeverhalten eines analogen Zeigerinstruments nachzubilden (Kompatibilität zu früheren analogen Messgeräten). Das führt gegebenenfalls zu einer höheren Anzeige als mit dem RMS-Average-Detektor. Letzterer dient dazu, die von der Pulsfrequenz abhängige Störwirkung auf den digitalen Funkempfang abzubilden.
Nach CISPR-Standard muss ein EMI-Messgerät speziell definierte Pulse mit Wiederholraten bis zum Einzelimpuls mit gewissen Toleranzen pegelrichtig erfassen. Einzelpulsmessungen schaffen nur Spezialisten mit sehr hohem Dynamikumfang, der in der Regel eine (teure) Vorselektion voraussetzt. Generiert das Messobjekt jedoch nur Pulse mit Wiederholraten ≥ 20 Hz, sind auch weniger aufwendige Geräte wie der FPL1000 geeignet, standardkompatible Messungen durchzuführen.
Für geleitete und gestrahlte Störungen
Die zentrale Aufgabe bei EMI-Messungen ist es, die vom Prüfling ausgehenden Störsignale mit Grenzwerten zu vergleichen. Dabei werden sowohl leitungsgebundene Störsignale, beispielsweise auf angeschlossenen Strom- oder Datenkabeln, als auch abgestrahlte Störsignale überprüft. Grenzwerte und zu prüfender Frequenzbereich sind in den jeweiligen Produktstandards vorgegeben. Bei kommerziellen Produkten liegt der Frequenzbereich für leitungsgebundene Messungen zwischen 9 kHz und 30 MHz, der für Strahlungsmessungen zwischen 30 MHz und typisch 6 GHz. Das 7,5-GHz-Modell R & S FPL1007 unterstützt damit einen Grossteil der Produktstandards im kommerziellen Sektor. Zusätzlich können auch einige Messobjekte nach MIL-STD-461 überprüft werden.
Über 130 Grenzwertlinien sind in der EMI-Option enthalten. So kann der Analysator Überschreitungen eigenständig erkennen und markieren. Das Gerät misst typischerweise mit dem Positive-Peak-Detektor vor, erkennt Peaks automatisch und misst diese mit einem individuell konfigurierbaren Detektor nach. Das ist besonders hilfreich, wenn der Standard die Verwendung eines Detektors mit längerer Messzeit vorsieht, zum Beispiel den Quasipeak-Detektor. Die längere Messzeit ist somit nur für die kritischen Peaks erforderlich.
Weitere Funktionen für EMI-Anwendungen
Die Option stattet den Spektrumanalysator mit weiteren für EMI-Anwendungen hilfreichen Funktionen aus. Mit dem Tracking-Generator lassen sich die Transducer-Faktoren von Komponenten wie Kabeln oder Adaptern einfach ermitteln und im Gerät speichern, sodass der FPL1000 den gemessenen Pegel automatisch um den Einfluss der verwendeten Komponenten korrigiert. Über den eingebauten Lautsprecher können Signale an ausgewählten Frequenzen zur akustischen Beurteilung AM- oder FM-demoduliert werden.
Bei Störspannungsmessungen wird der Prüfling an eine Netznachbildung angeschlossen. Diese versorgt den Prüfling mit Strom, bildet eine genormte Lastimpedanz nach, koppelt die hochfrequente Störspannung zur Messung aus und entkoppelt den Messkreis von Netzstörungen. Über den FPL1000 kann eine angeschlossene Netznachbildung fernbedient werden. Das erleichtert bei grösseren Abständen zwischen Messgerät und Netznachbildung die Durchführung der Messung.
Mobiler Betrieb
Durch den Gleichspannungseingang und die Möglichkeit zum Betrieb mit dem integrierten Akku ist der Analysator auch mobil und kann in Fahrzeugen eingesetzt werden. Für den Einsatz in grösseren Testsystemen oder wenn anwendergeführte EMI-Messungen gewünscht werden, lässt er sich in die Messsoftware Elektra einbinden.
Die Option EMI Application ist auch für weitere leistungsstärkere Spektrumanalysatoren verfügbar. Für diese Analysatoren bietet Rohde & Schwarz eine Kalibrierung der CISPR-Detektoren an. Ist sichergestellt, dass der Prüfling keine Pulse mit einer Wiederholrate unter 20 Hz abgibt, können diese kalibrierten Spektrumanalysatoren auch für normenkonforme EMI-Messungen eingesetzt werden.
Thomas Tobergte
rohde-schwarz.com