⚡ Störfestigkeit gegen hochfrequente elektromagnetische Felder — Feld mit 80 % Amplitudenmodulation durch ein 1-kHz-Signal

Elektronik und EMV PN-EN 61000-4-3:

Übersicht

Die Norm ist auf die Anforderungen an die Störfestigkeit elektrischer und elektronischer Betriebsmittel gegen gestrahlte elektromagnetische Energie anwendbar. Sie legt Prüfschärfegrade und die erforderlichen Prüfverfahren fest. Ziel des Dokuments ist es, eine gemeinsame Grundlage für die Beurteilung der Störfestigkeit von Betriebsmitteln zu schaffen, die gestrahlten hochfrequenten elektromagnetischen Feldern ausgesetzt sind. Das beschriebene Prüfverfahren stellt eine einheitliche Art der Beurteilung der Störfestigkeit eines Geräts oder Systems gegen hochfrequente Felder aus Quellen dar, die sich nicht in unmittelbarer Nähe des Prüflings befinden; die Prüfung der Störfestigkeit gegen Quellen in unmittelbarer Nähe legt IEC 61000-4-39 fest. Besondere Aufmerksamkeit wurde dem Schutz gegen hochfrequente Aussendungen digitaler Funktelefone und anderer aussendender Geräte gewidmet.

Gemäß dem Leitfaden IEC Guide 107 handelt es sich um eine EMV-Grundnorm, die für Produktkomitees bestimmt ist, welche dafür verantwortlich sind zu entscheiden, ob diese Störfestigkeitsnorm angewendet wird, und gegebenenfalls die geeigneten Prüfschärfegrade und Bewertungskriterien festzulegen.

In der Laborpraxis wird die Prüfung im Bereich von 80 MHz bis 1 GHz durchgeführt, und als Prüfplatz kann eine Absorberhalle oder eine GTEM-Zelle dienen. Eine GTEM-Zelle ist ein sich pyramidenförmig aufweitender, vollständig geschirmter Koaxialleiter und ermöglicht es, sowohl die Störfestigkeit gegen hochfrequente Felder als auch den Pegel der Störaussendung des geprüften Geräts zu prüfen. Typische Feldstärkepegel bei den Prüfungen sind 1 V/m, 3 V/m und 10 V/m; bei Prüfungen über die Norm hinaus werden Werte von 15 V/m bis 50 V/m in Schritten von 5 V/m angewendet.

SUCHSCHLÜSSEL KORRIGIERT (23.09.2026). Das Schlüsselfeld hatte die Form „PN-EN IEC 61000-4-3“, und die Registerkarte „Laboratorien“ sucht nach dem Anfang der Schreibweise — sie zeigte dadurch 9 Einträge bei 7 Laboratorien. In den Akkreditierungsumfängen erscheint dieselbe Norm in zwei parallelen Formen, weil der Bestandteil IEC erst mit der neueren Ausgabe in die Nummer kam: „PN-EN 61000-4-3“ — 16 Einträge bei 14 Laboratorien, „PN-EN IEC 61000-4-3“ — 9 bei 7; gemeinsame Laboratorien gibt es 4, zusammen 17 (gezählt nach dem Anfang der Schreibweise, mit Nummerngrenze). Der Schlüssel wurde auf die zahlreichere Form gesetzt; die andere geben wir hier ausdrücklich an, weil der Abgleich nach dem Anfang der Schreibweise nicht beide zugleich erfasst. DER SCHLÜSSEL ENDET MIT EINEM DOPPELPUNKT (23.09.2026): „PN-EN 61000-4-3“ ist auch der Anfang der Bezeichnungen der Teile 4-30, 4-34 und 4-39 — anderer Normen der Reihe —, daher zeigte die Registerkarte ohne Doppelpunkt 22 Einträge bei 16 Laboratorien, von denen 6 Einträge jene Teile betrafen. Mit dem Schlüssel „PN-EN 61000-4-3:“ zeigt sie 16 Einträge bei 14 Laboratorien — ausschließlich diese Norm. Außerhalb der Registerkarte bleiben 5 Laboratorien: drei nur mit der Form mit dem Bestandteil IEC (AB 082, AB 261, AB 1765), eines mit der Nummer in der Mitte des Feldes, nach anderen Dokumenten (AB 1132), und eines mit einer Schreibweise ohne das Präfix PN (AB 053). DER PREIS DER WAHL EINER FORM HÄNGT VON DER BREITE DES GEGENSTANDS DES EINTRAGS AB: bei einem Eintrag über die gesamte Reihe PN-EN 61000-4 verliert der Schlüssel ohne den Bestandteil IEC kein einziges Laboratorium — alle zwölf, die IEC verwenden, haben auch Schreibweisen ohne ihn bei anderen Teilen der Reihe; bei einem Eintrag über einen einzelnen Teil gehen eines bis sechs verloren.

Prinzip der Methode

Der Prüfling wird in ein elektromagnetisches Feld mit vorgegebener Feldstärke gebracht, und seine Funktion wird in Abhängigkeit von der Frequenz beobachtet. Das Prüfsignal ist eine sinusförmige Trägerwelle, die mit einem sinusförmigen Signal der Frequenz 1 kHz mit einem Modulationsgrad von 80 % amplitudenmoduliert ist, was die realen Bedrohungen durch Sender nachbildet. Die Frequenz wird im vorgegebenen Bereich mit einer Schrittweite von 1 % der aktuellen Frequenz durchlaufen. Vor der Prüfung wird der Prüfplatz kalibriert, wobei die Fläche des homogenen Feldes bestimmt wird — die Fläche, in der die Feldstärke bekannt und reproduzierbar ist; es wird ein als Verfahren der „konstanten Leistung“ bekanntes Kalibrierverfahren angewendet, und die Anzahl der Kalibrierpunkte wird nach der Größe der Fläche gewählt. Der Wert der Feldstärke während der Prüfung ist proportional zu der dem Prüfplatz zugeführten Leistung.

Anwendungen

• Prüfungen der Übereinstimmung elektrischer und elektronischer Produkte mit der Richtlinie über die elektromagnetische Verträglichkeit
• Beurteilung der Störfestigkeit elektronischer Schaltungen gegen Felder von Funksendern und digitaler Telefonie
• Prüfung von Elektrizitätszählern und anderen Messgeräten, die der MID-Richtlinie unterliegen
• Störfestigkeitsprüfungen in der GTEM-Zelle zusammen mit der Messung der Störaussendung am selben Prüfplatz
• Prüfungen über die Norm hinaus bei Feldstärken von 15 V/m bis 50 V/m zur Beurteilung der Störfestigkeitsreserve

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

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

Titel (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

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Festlegung der Prüfbedingungen

   Prüfschärfegrad und Frequenzbereich gemäß den Produktanforderungen festlegen; die Norm ist eine EMV-Grundnorm, und die geeigneten Schärfegrade und Bewertungskriterien legt das Produktkomitee fest.

2. Kalibrierung des Prüfplatzes

   Die Fläche des homogenen Feldes mit dem Kalibrierverfahren der „konstanten Leistung“ bestimmen, mit einer nach der Größe der Fläche gewählten Anzahl von Kalibrierpunkten, wobei die Frequenz in Schritten von 1 % über den gesamten Prüfbereich durchlaufen wird.

3. Überprüfung der Modulation

   Verifizieren, dass das Prüfsignal mit einem sinusförmigen 1-kHz-Signal mit einem Modulationsgrad von 80 % amplitudenmoduliert ist, wobei die Kurvenform der Steuerspannung am Oszilloskop kontrolliert wird.

4. Anordnung des Prüflings

   Den Prüfling in der Fläche des homogenen Feldes anordnen, unter für seine Verwendung repräsentativen Betriebsbedingungen, mit so geführten Versorgungs- und Signalleitungen, dass die Feldverteilung nicht gestört wird.

5. Beaufschlagung

   Ein Feld mit der vorgegebenen Feldstärke, zum Beispiel 1 V/m, 3 V/m oder 10 V/m, anlegen, die Frequenz über den Prüfbereich durchlaufen und die Funktion des Prüflings beobachten.

6. Ermittlung kritischer Frequenzen

   Bei festgestellten Unregelmäßigkeiten die Messpunkte verdichten, um die Frequenzen genauer zu bestimmen, bei denen eine Funktionsstörung auftritt.

7. Prüfungen über die Norm hinaus

   Zur Beurteilung der Störfestigkeitsreserve kann die Feldstärke an ausgewählten Frequenzpunkten von 15 V/m bis 50 V/m in Schritten von 5 V/m erhöht werden.

8. Bewertung und Bericht

   Das Verhalten des Betriebsmittels nach den Bewertungskriterien aus den Produktanforderungen beurteilen. Im Bericht Prüfplatz, Frequenzbereich und -schrittweite, Feldstärke, Modulationsparameter, Betriebsbedingungen des Prüflings und Ergebnis angeben.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Elektromagnetische Felder hoher Feldstärke — die Prüfung erfolgt in einer geschlossenen Kammer, ohne Personen im Feld, mit Türverriegelung
• Die GTEM-Zelle ist vollständig geschirmt und schützt die Umgebung vor Aussendungen — während der Beaufschlagung nicht öffnen
• Hochfrequenz-Leistungsverstärker — Gefahr von HF-Verbrennungen bei Berührung des Signalwegs unter Leistung
• Die Absorber in der Kammer sind brennbar und stauben — kein offenes Feuer, Vorsicht bei der Reinigung
• Der Prüfling kann sich im Feld unvorhersehbar verhalten (selbsttätiges Einschalten) — Sicherung beweglicher Teile

Häufige Fragen