⚡ Odporność na promieniowane pole elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej — pole modulowane amplitudowo 80 % sygnałem 1 kHz

Elektronika i EMC PN-EN IEC 61000-4-3

Przegląd

Norma ma zastosowanie do wymagań odporności sprzętu elektrycznego i elektronicznego na promieniowaną energię elektromagnetyczną. Ustanawia poziomy probiercze i wymagane procedury badania. Celem dokumentu jest ustanowienie wspólnego odniesienia do oceny odporności sprzętu poddanego działaniu promieniowanych pól elektromagnetycznych o częstotliwości radiowej. Opisana metoda badania przedstawia spójny sposób oceny odporności urządzenia lub systemu na pola o częstotliwości radiowej pochodzące od źródeł, które nie znajdują się w bezpośredniej bliskości sprzętu badanego; badanie odporności na źródła w bezpośredniej bliskości definiuje IEC 61000-4-39. Szczególną uwagę poświęcono ochronie przed emisjami o częstotliwości radiowej z cyfrowych radiotelefonów i innych urządzeń emitujących.

Zgodnie z przewodnikiem IEC Guide 107 jest to podstawowa publikacja z zakresu kompatybilności elektromagnetycznej, przeznaczona dla komitetów wyrobów, które odpowiadają za rozstrzygnięcie, czy tę normę odporności stosować, a jeżeli tak — za ustalenie właściwych poziomów probierczych i kryteriów jakości działania.

W praktyce laboratoryjnej badanie prowadzi się w zakresie od 80 MHz do 1 GHz, a stanowiskiem może być komora bezodbiciowa albo komora GTEM. Komora GTEM jest współosiowym przewodnikiem rozchodzącym się w kształcie piramidy, całkowicie ekranowanym, i pozwala badać zarówno odporność na pola o częstotliwościach radiowych, jak i poziom emisji zaburzeń z badanego urządzenia. Typowe poziomy natężenia pola przy testach to 1 V/m, 3 V/m i 10 V/m; przy badaniach ponadnormatywnych stosuje się wartości od 15 V/m do 50 V/m z krokiem 5 V/m.

Zasada metody

Sprzęt badany umieszcza się w polu elektromagnetycznym o zadanym natężeniu i obserwuje jego działanie w funkcji częstotliwości. Sygnał probierczy jest sinusoidalną falą nośną modulowaną amplitudowo sygnałem sinusoidalnym o częstotliwości 1 kHz z głębokością modulacji 80 %, co odwzorowuje rzeczywiste zagrożenia od nadajników. Częstotliwość przemiata się w zadanym zakresie z krokiem wynoszącym 1 % częstotliwości bieżącej. Przed badaniem stanowisko podlega kalibracji, w której wyznacza się obszar pola jednorodnego — obszar, w którym natężenie pola jest znane i powtarzalne; stosuje się procedurę kalibracyjną znaną jako metoda „stałej mocy", a liczbę punktów kalibracji dobiera się do wielkości obszaru. Wartość natężenia pola podczas testu jest proporcjonalna do mocy doprowadzonej do stanowiska.

Zastosowania

• Badania zgodności wyrobów elektrycznych i elektronicznych z dyrektywą kompatybilności elektromagnetycznej
• Ocena odporności układów elektronicznych na pola od nadajników radiowych i telefonii cyfrowej
• Badania liczników energii elektrycznej i innych przyrządów pomiarowych podlegających dyrektywie MID
• Badania odporności w komorze GTEM łącznie z pomiarem emisji zaburzeń z tego samego stanowiska
• Badania ponadnormatywne przy natężeniach od 15 V/m do 50 V/m dla oceny marginesu odporności

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN IEC 61000-4-3:2021-06

Tytuł (PL)

Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) — Część 4-3: Metody badań i pomiarów — Badanie odporności na promieniowane pole elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej

Title (EN)

Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-3: Testing and measurement techniques — Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test

Procedura krok po kroku

1. Ustalenie warunków badania

   Przyjąć poziom probierczy i zakres częstotliwości zgodnie z wymaganiami wyrobu; norma jest podstawową publikacją EMC, a właściwe poziomy i kryteria jakości działania ustala komitet wyrobu.

2. Kalibracja stanowiska

   Wyznaczyć obszar pola jednorodnego procedurą kalibracyjną metodą „stałej mocy", z liczbą punktów kalibracji dobraną do wielkości obszaru, przemiatając częstotliwość z krokiem 1 % w całym zakresie badania.

3. Sprawdzenie modulacji

   Zweryfikować, że sygnał probierczy jest modulowany amplitudowo sygnałem sinusoidalnym 1 kHz z głębokością 80 %, kontrolując kształt przebiegu napięcia sterującego na oscyloskopie.

4. Ustawienie sprzętu badanego

   Umieścić sprzęt badany w obszarze pola jednorodnego, w warunkach pracy reprezentatywnych dla jego użytkowania, z doprowadzeniem zasilania i sygnałów tak, aby nie zaburzać rozkładu pola.

5. Ekspozycja

   Doprowadzić pole o zadanym natężeniu, na przykład 1 V/m, 3 V/m albo 10 V/m, przemiatając częstotliwość w zakresie badania i obserwując działanie sprzętu badanego.

6. Wyszukanie częstotliwości krytycznych

   W razie stwierdzenia nieprawidłowości zagęścić punkty pomiarowe, aby dokładniej określić częstotliwości, przy których występuje zakłócenie działania.

7. Badania ponadnormatywne

   Dla oceny marginesu odporności można w wybranych punktach częstotliwościowych zwiększać natężenie pola od 15 V/m do 50 V/m z krokiem 5 V/m.

8. Ocena i sprawozdanie

   Ocenić zachowanie sprzętu według kryteriów jakości działania z wymagań wyrobu. W sprawozdaniu podać stanowisko, zakres i krok częstotliwości, natężenie pola, parametry modulacji, warunki pracy sprzętu badanego i wynik.

Wymagany sprzęt i aparatura

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Pola elektromagnetyczne o dużym natężeniu — badanie prowadzi się w komorze zamkniętej, bez obecności ludzi w polu, z blokadą drzwi
• Komora GTEM jest całkowicie ekranowana i chroni otoczenie przed emisją — nie otwierać jej w trakcie ekspozycji
• Wzmacniacze mocy wielkiej częstotliwości — ryzyko poparzenia wielką częstotliwością przy dotknięciu toru sygnałowego pod mocą
• Absorbery w komorze są łatwopalne i pylące — zakaz otwartego ognia, ostrożność przy czyszczeniu
• Sprzęt badany może zachowywać się nieprzewidywalnie w polu (samoczynne załączenia) — zabezpieczenie części ruchomych

Najczęstsze pytania