Elektromanyetik Uyumlulukta Işıma Ve İletim İle Yapılan Yayınım Ve Bağışıklık Testleri. Samet YALÇIN

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Elektromanyetik Uyumlulukta Işıma Ve İletim İle Yapılan Yayınım Ve Bağışıklık Testleri. Samet YALÇIN"

Aydin Peker
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Elektromanyetik Uyumlulukta Işıma Ve İletim İle Yapılan Yayınım Ve Bağışıklık Testleri Samet YALÇIN 1

2 İÇİNDEKİLER EMC EMI EMC Tarihçesi EMC Testleri Işıma Yoluyla (Radiated) İletim Yoluyla (Conducted) 2

3 EMC - EMI Elektromanyetik uyumluluk (EMC), bir sistem veya cihazın içinde bulunduğu elektromanyetik ortamda fonksiyonlarını, bu ortamda telafi edilemez bir elektromanyetik bozulma yapmaksızın yerine getirebilme yeteneğine denir. 1 Elektromanyetik girişim (EMI) ise bir cihazın karşı bir cihaza karşı etkileşimde bulunma gücünü belirtir. 2 3

elektromanyetik bozulma yapmaksızın yerine getirebilme yeteneğine denir.

4 EMC ve Tarihçesi 20. yy başlarında çok az sayıda radyo alıcı/vericileri olduğu için problem çözümleri basitti lerde ilk teknik makaleler yayınlandı larda motorlar ve demiryolları gibi sistemlerle RFI (radio freq interference) önemli sorunlar haline geldi. 3 International Electrotechnical Commision (IEC) 1933 te Paris te yapılan toplantıda International Spectral Committee on Radio Interference (CISPR) i oluşturarak EMI problemleri üzerinde çalışması konusunda tavsiye kararı aldı. 3 II. Dünya savaşı ile EMI önemli bir yere geldi. 3 4

3 1930 larda motorlar ve demiryolları gibi sistemlerle RFI (radio freq interference) önemli sorunlar haline geldi.

5 EMC ve Tarihçesi Savaşın ardından 1946 da CISPR yeniden yapılandırıldı, ABD de Federal Communication Commission (FCC) 1979 da elektronik cihazlardan yayılıma ilişkin limitlerle ilgili standartlar yayınladı. 3 Örnekler 1-Falklands savaşı 1982: 163 HMS Sheffield savaş gemisi, uydu haberleşme sisteminde girişime maruz kaldığı için füze uyarı radarını kapattı ve bir düşman füzesi tarafından batırıldı. 2 2-Şubat 99: JFK ye yaklaşan DC 10 yolcu uçağı neredeyse düşüyordu. 1. sınıf kısmındaki bir CD PLAYER dan şüphelenildi. 2 5

3 Örnekler 1-Falklands savaşı 1982: 163 HMS Sheffield savaş gemisi, uydu haberleşme sisteminde girişime maruz kaldığı için füze

6 EMC Testleri Işımayla (Radiated) RE , EN RS , EN 61000/4/3 Yayınım (Emission) İletimle (Conducted) CE , EN CS , EN 61000/4/6 Alınganlık (Susceptibility) 6

İletimle (Conducted) CE 101-2-6, EN 55022 CS

7 EMC Testleri Şekil

8 EMC Testleri İki ana deney grubundan oluşur; Elektromanyetik Yayınım (Electromagnetic Emission) Testleri: Cihazın kendisinden kaynaklı olarak meydana gelen ve bulunduğu ortama verdiği elektromanyetik girişimleri ölçmek için yapılan testlerdir. Elektromanyetik Bağışıklık (Electromanyetic İmmunitysusceptibility) Testleri: Cihazın bulunduğu ortamdan kaynaklı elektromanyetik yayınımlara karşı gösterdiği alınganlığı ölçmek için yapılır. Yayınım ve bağışıklık deney grupları da kuplaj şekillerine göre ışıma ile (radiated) ve iletim ile (conducted) olmak üzere ikiye ayrılır. 8

Elektromanyetik Bağışıklık (Electromanyetic İmmunitysusceptibility) Testleri: Cihazın bulunduğu ortamdan kaynaklı elektromanyetik yayınımlara

9 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated Yansımasız Oda (Anechoic Chamber): Standartlara göre 1, 3 veya 10 metrelik mesafede ölçüm yapabilinecek büyüklükte ekranlı oda, 1-4 metre H-V polarizasyonda ölçüm yapabilen anten kolu 360 derece dönebilen masa, Standarda uygun frekansta log-periyod, spiral veya bikonik anten 9

büyüklükte ekranlı oda, 1-4 metre H-V polarizasyonda ölçüm yapabilen anten

10 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated Şekil-2 10

11 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated YANSIMASIZ ODA: Cihazların istem dışı bozucu yayınımlarının söz konusu olduğu için testleri yansımasız oda içerisinde cihazdan belli uzaklıkta ve cihaz çalışır durumdayken her yönde yayınımı kaydedilerek yapılır. Bu amaçla geniş bantlı bir anten ve alıcı cihaz kullanılır. 5 11

cihazdan belli uzaklıkta ve cihaz çalışır durumdayken her yönde yayınımı

12 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated EMI ALICI: EMC testlerinde spektrum analizöre göre daha duyarlı, daha düşük gürültü faktörüne sahip, daha yüksek dinamik sınır olan EMI alıcısı kullanılır. 7 12

13 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated ÖN YÜKSELTEÇ: Yüksek frekanslarda anten faktörleri yüksek olur. Dolayısı ile ortam seviyesini sağlamak için ön yükselteç kullanmamız gerekebilir. Kullanılan ön yükseltecin yükseltme faktörleri ölçüm sırasında otomatik olarak ölçüm alıcısına yüklenir. 4,5 13

Dolayısı ile ortam seviyesini sağlamak için ön yükselteç kullanmamız

14 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated Şekil-4 14

15 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated Test sırasında aşağıdaki 3 detektör şekli kullanılır; Tepe (Peak) Detector: zamanla değişen bir sinyalin en yüksek seviyesini kaydeder. Ortalama (Average) Detector: zamanla değişen bir sinyalin belirli bir süre boyunca ortalamasını kaydeder. Tepe Gibi (Quasipeak) Detector: belirli bir süre boyunca sinyalin genliğini ve tekrarlama sıklığını kaydeder. 15

Ortalama (Average) Detector: zamanla değişen bir sinyalin belirli bir süre boyunca ortalamasını

16 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated Adımlar: Tabla 90 0 açıyla, anten 2,5 metrede H-V pol. de peak ölçülür, Şüpheli değerlerde 18 0 açıyla ölçüm tekrarlanır, Çıkan tepe değerdeki açı ve pol. de 36 0 lik alan taranarak tepe değer açısı saptanır, Bulunan tepe değerde antenin 1-4 m aralığında yüksekliği değiştirilerek tepe değer peak ölçümü tekrarlanır, Tepe değerindeki pol-açı-yükseklikte tepe-gibi değeri ölçülerek bu değer standartlarla karşılaştırılır. 16

de 36 0 lik alan taranarak tepe değer açısı saptanır, Bulunan tepe değerde antenin 1-4 m aralığında yüksekliği

17 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated Tablo-1 17

18 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated Fark mod ışıması (differential mode radiation) 6: Ortak mod ışıması (common mode radiation) 6: E(R 1 ) = E(R 2 ) + 20log(V 1 /V 2 ) E(R 1 ) = E(R 2 ) + 20log(R 2 /R 1 ) 18

19 Limit Level (dbuv/m) CISPR FCC MILSTD461(YER ÜSTÜ SABİT) Sabit Deniz Kuvvetleri ve Hava Kuvvetleri tesislerindeki teçhizat için Hareketli Deniz Kuvvetleri ve Kara Kuvvetlerindeki teçhizat için 10 18G 100k 1M 10M 100M 1G 10G 100G Frekans (Hz) 19

tesislerindeki teçhizat için Hareketli Deniz Kuvvetleri ve Kara

20 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated 20

21 Işıma Yoluyla Yayınım (Radiated 21

22 Işıma Yoluyla Alınganlık(Radiated Susceptibility) Testleri Elektrikli ve elektronik cihazların yüksek seviyeli elektromanyetik alanlar içerisinde çalışmalarını sürdürebilmeleriyle ilgili yapılan testlere ışınımla bağışıklık veya ışınımla alınganlık testleri denir. Sonuçların doğruluğunun garanti edilebilmesi için deneyden önce, cihaz, kablo ve alan kalibrasyonunun yapılması ve düzeltme faktörlerinin sisteme girilmesi gerekir. Ekranlı odalarda RS testleri yapılırken odanın duvarlarından yansıyan elektromanyetik enerjinin testin doğruluğunu etkilememesi için anten ile cihaz arasına MHz aralığında en az 6 db, 250 MHz in üzerindeki frekanslarda ise en az 10 db soğurma yeteneğine sahip RF yutucu malzemenin konulması gerekmektedir. 8 22

23 Işıma Yoluyla Alınganlık(Radiated Susceptibility) Testleri 23

24 İletim Yoluyla Yayınım (Conducted Bir cihaz, enerji, veri ve telekomünikasyon gibi hatlarından iletkenlik yoluyla bir elektromanyetik yayınım gerçekleştirir. İletim ile yayınım deneylerinin amacı, bu yayınımın seviyelerini tespit ederek verilen standartlardaki limit değerlerle karşılaştırılmasını yapmaktır. Enerji, telekomünikasyon, data hatları vb.. 30 MHz üstündeki girişim sinyalleri, iletim yollarında hızlı biçimde söndüğünden dolayı deneyler standartlar uyarınca genellikle khz frekans aralığında uygulanmaktadır. 24

25 Tablo İletim Yoluyla Yayınım (Conducted

26 İletim Yoluyla Yayınım (Conducted 26

27 İletim Yoluyla Yayınım (Conducted Test düzeneği kurulduktan sonra, özellikle yayınım testleri için, tüm test ve ölçüm cihazları çalışır durumda ve test altındaki cihaz ise çalışmaz durumdayken ortamdaki elektromanyetik gürültü ölçülür. Gürültü seviyesinin tüm frekanslar için sınır değerin en az 6dB altında olduğunun doğrulanmasının ardından teste başlanır. 27

28 İletim Yoluyla Yayınım (Conducted Adımlar: Line ve Nötr hatlar için tepe ve ortalama ölçümleri yapılır. Limit değerlerine 6 db ve daha fazla yaklaşan frekanslarda ortalama ve tepe gibi ölçümleri alınır. Sonuçlar uygulanan standartların A/B sınıfları limitleriyle karşılaştırılır. 28

29 İletim Yoluyla Yayınım (Conducted 29

30 İletim Yoluyla Yayınım (Conducted 30

31 İletim Yoluyla Alınganlık(Conducted Susceptibility) Testleri Bu terstler, numunenin kullanımında bağlı kabloları üzerinden maruz kalabileceği elektromanyetik enerjiye karşı tepkisinin kontrol edilmesi için yapılır. 31

32 İletim Yoluyla Alınganlık(Conducted Susceptibility) Testleri Not : Empedans uyumsuzluğu nedeniyle geri dönebilecek enerjiye karşı power amp. ı korumak için amp. çıkışına 6dB zayıflatıcı takılır. 32

33 İletim Yoluyla Alınganlık(Conducted Susceptibility) Testleri Deney seviyeleri 1, 3, 10V arasındadır Deney bandı uygulanan standarda göre belirlenir. Örn; EN = 150 khz 80 MHz Deneye başlanmadan önce sistemin kalibrasyon ve ön kalibrasyonlarının yapılması önemlidir. Test altındaki cihaz (TAC) 10 cm lik yalıtkan üzerinde durmalıdır. Kuplaj ünitelerinin kullanılmayan RF portları 50 ile sonlandırılmalıdır. 33

34 TEŞEKKÜRLER 34

35 Referanslar 1. L. Sevgi, Elektromanyetik Uyumluluk Test/Ölçüleri I: Tanımlar, Kavramlar, Doğuş Üniversitesi Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü, Şubat B. M. ÖZTÜRK, EMI VE EMC 3. G. Dural, EMC/EMI, ODTÜ, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Ankara, MIL-STD-461E RE102 TEST TALİMATI, , sayfa:35 5. T. Williams, K. Armstrong, EMC for Systems and Installations, Publication Date: January 4, 2000 ISBN-10: ISBN-13: Edition: 1 6. Fatih ÜSTÜNER, Elektromanyetik Girişim ve Uyumluluk, TÜBİTAK UME ULUSAL METROLOJİ ENSTİTÜSÜ, Aralık L. Sevgi, Elektromanyetik Uyumluluk Test/Ölçüleri II: Örnekler, Doğuş Üniversitesi Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü, Mart MIL-STD-461E RS103 TEST TALİMATI, , sayfa:6 9. M. Moy, D. Arakaki, Conducted Emıssıons Testıng For Electromagnetıc Compatıbılıty, Lockheed Martin, 1801 State Route 17C MD: 0902 Owego, NY

Benzer belgeler

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ DÖNEM ÖDEVİ. 040080404 Sevcan KILINÇ. 040080470 Metehan CORUT. 040080486 Burak KURT

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTROMANYETİK UYUMLULUK ÖLÇÜM TEMELLERİ DÖNEM ÖDEVİ 040080404 Sevcan KILINÇ 040080470 Metehan CORUT