1. Cel, obiekt i zakres
Celem badania było wyznaczenie poziomów emisji promieniowanych DUT (falownik napędowy 230/400 V, topologia IGBT/MOSFET) w zakresie 30–1000 MHz (komora 3 m, baffle ferrytowe + kliny piankowe) oraz weryfikacja zgodności z limitami klasy B. Dodatkowo wykonano szybki przegląd 1–6 GHz (PK) dla identyfikacji potencjalnych emisji wyższych harmonicznych zegara PWM.
2. Komora i walidacja stanowiska
| Element | Parametry | Uwagi |
|---|---|---|
| Komora | SAR/3 m, w pełni bezechowa (ferryt+pianka) | podłoga bez stołu stożkowego; DUT na stole nieprzewodzącym 0.8 m |
| NSA | ±3.5 dB (30–1000 MHz) | w granicach wymagań (≤±4 dB) |
| Anteny | Biconical 30–200 MHz; Log-periodic 200–1000 MHz | polaryzacje H/V, wysokość 1.0–4.0 m |
| Preamp | 20 dB (30–1000 MHz), NF 3 dB | linearyzacja toru; ochrona przed przesterem |
| RBW | 120 kHz (QP/AVG), PK skan wstępny | IFBW auto, dwell ≥100 ms/step |
| Niepewność | ±3.0 dB (95%) | budżet: AF, kable, preamp, powtarzalność, NSA |
Walidację NSA i VSWR stanowiska przeprowadzono wg CISPR 16-1-4 i 16-1-6; korekty AF i strat kablowych uwzględniono w postprocessingu.
3. Tor pomiarowy i postprocessing
E(dBµV/m) = Vrec(dBµV) + AF(dB/m) − CL(dB) + GA(dB) − CF(det) AF – antenna factor, CL – cable loss, GA – gain preamp, CF – korekty detektora (QP/AVG) Kryterium szczytowe (PK) służy do preselekcji; ocena zgodności w QP/AVG.
Skany PK wykonano w trybie dwell krótkim (20–50 ms/step), następnie wybrane piki potwierdzono detektorami QP i AVG z dłuższym czasem obserwacji. Dla każdego piku przeprowadzono optymalizację położenia: rotacja DUT (0–360°), wysokość anteny (1–4 m), polaryzacja H/V.
4. Układ DUT i konfiguracje
| Konfiguracja | Opis | Cel |
|---|---|---|
| A (bazowa) | wiązki DC/AC w wiązce równoległej, brak ferrytów | wyznaczenie poziomu odniesienia |
| B (routing) | separacja DC/AC, skrócenie pętli powrotnych | ograniczenie antenowych pętli promieniujących |
| C (filtracja) | filtr CM 330 µH/470 nF + DM 2×4.7 µH/2.2 µF | redukcja składowej wspólnej w 30–200 MHz |
| D (snubber) | RC 100 Ω/220 nF na każdej gałęzi półmostka | tłumienie rezonansów ~2–5 MHz (wpływ pośredni na promieniowane) |
5. Wyniki – 3 m, H/V, QP
| Pasmo [MHz] | A (dBµV/m) | B (dBµV/m) | C (dBµV/m) | D (dBµV/m) | Limit kl. B (dBµV/m) | Status (najgorszy) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 30–88 | 43.5 | 40.2 | 36.8 | 38.1 | 40.0 | A: FAIL, C/D: PASS |
| 88–216 | 41.8 | 39.4 | 35.7 | 36.9 | 43.5 | Wszystkie: PASS |
| 216–300 | 39.9 | 37.0 | 33.5 | 34.2 | 46.0 | Wszystkie: PASS |
| 300–1000 | 38.5 | 36.1 | 33.9 | 34.7 | 46.0 | Wszystkie: PASS |
Przekroczenia w konfiguracji A odnotowano głównie 34–55 MHz (maks. 43.5 dBµV/m, H-pol), związane z długościami przewodów DC zbliżonymi do λ/4. Konfiguracje C/D obniżyły składową wspólną o 4–7 dBµV/m w 30–88 MHz.
6. Szybki przegląd 1–6 GHz (PK)
| Zakres [GHz] | Maks. PK [dBµV/m] | Uwagi |
|---|---|---|
| 1.0–3.0 | 44 | piki przy 2.4–2.6 GHz – zbieżne z rezonansami przewodów I/O |
| 3.0–6.0 | 39 | brak istotnych emisji; poziomy poniżej typowych limitów PK |
Zakres powyżej 1 GHz oceniono preselekcyjnie; pełna ocena wymaga QP/AVG wg odpowiedniego standardu produktowego.
7. Diagram stanowiska (schemat poglądowy)
8. Analiza przyczyn i środki zaradcze
- Pasma 30–88 MHz: dominują prądy wspólne na wiązkach; skuteczne: CM choke + kondensatory Y do referencji chassis, separacja DC/AC, skrócenie odcinków λ/4.
- 88–216 MHz: piki od rezonansów obudowy i slotów wentylacyjnych; ekranowanie szczelin, sprężyny EMC, uszczelki przewodzące.
- ≥200 MHz: włóknina przewodząca pod pokrywami i uziemione mostki nad taśmami I/O; kontrola impedancji powrotnej.
- Wpływ snubbera: obniża energię HF w źródle (przewodzone), pośrednio redukuje promieniowane poprzez mniejszy prąd wspólny.
9. Budżet niepewności (skrót)
| Składnik | Wkład [dB] | Uwagi |
|---|---|---|
| Antenna factor | ±1.2 | cert. kalibracyjny |
| Kable/adaptery | ±0.8 | tłumienie vs częstotliwość |
| NSA | ±1.5 | nierównomierność pola |
| Powtarzalność | ±0.9 | rotacja DUT, wysokość anteny |
Niepewność łączna (RSS): ~±3.0 dB przy 95%.
10. Odniesienia porównawcze
Weryfikację praktyczną przeprowadzono poprzez porównanie z danymi serwisowymi dotyczącymi układów napędowych w urządzeniach gospodarstwa domowego; w notatkach serwisu AGD prezentowano analogiczne ograniczanie prądów wspólnych na wiązkach oraz uszczelnienia EMC obudów, co stanowi użyteczny punkt odniesienia dla oceny skuteczności zastosowanych środków.
11. Podsumowanie
- Konfiguracja bazowa przekraczała limit w 30–88 MHz o maks. 3.5 dB; po modyfikacjach C/D uzyskano margines 1.9–3.2 dB.
- Największą skuteczność daje kombinacja: separacja wiązek + filtr CM/DM + uszczelnienia obudowy.
- Procedury PK→QP/AVG z optymalizacją położenia są kluczowe dla rzetelnej oceny zgodności.
- Budżet niepewności ~±3 dB należy uwzględnić przy interpretacji marginalnych przypadków.
Raport obejmuje pełny tor korekcji (AF/CL/GA), walidację NSA, wyniki QP/AVG oraz działania korygujące pozwalające uzyskać zgodność klasy B w układach napędowych.