İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ DÖNEM ÖDEVİ Sevcan KILINÇ Metehan CORUT Burak KURT

Transkript

1 İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTROMANYETİK UYUMLULUK ÖLÇÜM TEMELLERİ DÖNEM ÖDEVİ Sevcan KILINÇ Metehan CORUT Burak KURT Caner ATEŞ

2 İÇİNDEKİLER 1. GİRİŞ 2. İletkenlik EMC Etkileme Ölçmesi 2.1 Test Yordamı (Procedure) 2.2 Test Düzeni 2.3 Test Çevre Düzeni 2.4 Cihaz ve Ölçü Düzeni Elemanları 2.5 Standart Limit değerleri ve Test Sonuçları 3. Işıma EMC Etkileme Ölçmesi 3.1 Test Yordamı 3.2 Test Düzeni 3.3 Test Çevre Düzeni 3.4 Cihaz ve Ölçü Düzeni Elemanları 3.5 Standart Limit değerleri ve Test Sonuçları 4. KAYNAKLAR 1

3 1.GİRİŞ Sivil ya da askeri amaçlı üretilen tüm elektrik - elektronik cihazlardan beklenen temel çevresel gereksinimlerden biri cihazın elektromanyetik çevre ile minimum düzeyde etkileşime girmesidir. Bu da da temel olarak cihazın, elektromanyetik çevreden minimum düzeyde etkilenmesi ve yine aynı şekilde elektromaynetik çevreyi minimum düzeyde etkilemesi ile gerçekleşir. Etkileme ve etkilenme olaylarını en düşük seviyeye indirme uğraşının ana sebebi, haberleşme vb. için kullanılan elektromanyetik çevrenin kirletilmesini sınırlamak ve iletilen sinyallerin birbirleri ve havadaki gürültü ile karışmasını olabildiğince engellemektir. İstenmeyen EMC problemleri her zaman var olacağından, yetkili kuruluşlar ve uzmanlar bu problemlere göre standartlar hazırlamaktadır. Bu standartlar cihaz ve çevre cihazların etkileşiminde kendilerinden istenen performansı yerine getirebilecekleri limit koşullarını belirler. Bu yazı kapsamında hali hazırda gerçeklenmiş ve standart sertifikası almış testler incelenerek ışıma ve iletkenlik EMC etkilemelerine ait test prosedürleri, düzenleri, kullanılacak eleman listeleri ve limit değerleri ile sonuçlarına değinilecektir. İlk testimiz olan, İletkenlik EMC Etkileme Testi için Kaynak [1] de belirtilen CE Test Report den yararlanılmıştır. İkinci testimiz için,işıma EMC Etkileme Testi, Kaynak [2] deki test raporundan yararlanılmıştır. 2

4 2.1 Test Yordamı (Procedure) 2. İletkenlik EMC Etkileme Ölçmesi a) EUT, kullanıcı kılavuzunun nasıl kullanılacağını bir sonraki bölümlerde her test başında göstermek amacıyla kuruldu. b) EUT bir masaüstü donanımı ise, referans yer düzleminden 0.8 metre yüksekte bir tahta masanın üzerinde ve ekranlı odanın iletken duvarına 0.4 metre uzaklıkta konumlandırıldı. EUT zeminde duran bir donanım ise, referans toprak düzleminden 0.15 metre yükseklikte yalıtkan bir düzleme yerleştirildi. c) LISN/ISN elemanları / telekomünikasyon hatları EUT'nin güç kaynağına bağlandı. d) Diğer bütün çevre elemanları 2. LISN elemanına bağlandı. (eğer mevcutsa) e) LISN/ISN elemanı diğer birimlerden ve metal yüzeyden en az 0.8 metre ve EUT'den 0.8 metre uzaklıkta konumlandırıldı. f) Test alıcısının eşleşmiş LISN elemanının RF çıkış portuna bağlanmasıyla EUT'nin güç kaynağının her bir güç fazındaki iletim etkilemesi ölçüldü. g) Her ölçülen faz için yüksek etkileme seviyelere ilişkili 150kHz 30 Mhz frekansları belirlemek amacıyla Maksimum-Tepe detektöründeki alıcı bu frekans aralığındaki sinyalleri seri olarak taradı. h) G adımındaki bulunan her frekans için iletimdeki bozulmaların maksimum seviyeleri ölçüldü. Bu ölçümler CISPR 16-1 başına düşen ortalama detektör ve Quasi-peak (tepecik) ile alıcı kullanılarak yapıldı. i) Her frekans için seviyeler kaydedildi ve gerekli limit değerleriyle karşılaştırıldı. j) Gerekirse, eşleşmiş ISN elemanının RF çıkış portuna bağlı test alıcısı kullanılarak EUT'nin haberleşme hatlarındaki iletim etkilemesi ölçülür, g ve i adımları tekrar edilir. k) Tepe etkileme seviyesi, belirlenmiş ortalama değerinden daha düşük ise gösterilen bu etkileme değerleri yalnızca tepe değerini verecektir. Bunun dışında, kesin Quasi-peak (tepecik) veya ortalama değerler ölçülecek ve gösterilecektir. 2.2 Test Düzeni Şekil 1: İletkenlik etkileme test düzeninin şematik gösterimi 3

5 2.3 Test Çevre Düzeni Şekil 2: İletkenlik etkileme ölçme düzeni önden görünüşü Şekil 3: İletkenlik etkileme ölçme düzeni yandan görünüşü 2.4 Cihaz ve Ölçü Düzeni Elemanları Tablo 2.4.1: EUT 'ye bağlı elemanlar Araçlar Model No/ Seri No FCC Sertifika Adı Üretici Firma Güç Kablosu USB Fare MO56UC/ DoC DELL - USB Klavye SK-8115/CN0J DoC DELL - 55G-0AGX USB Monitör 2408WFP/CN-0NN792- DoC DELL 1.8 mm S USB Flash Disk U172/ DoC PQI - U172/ DoC PQI - U172/ DoC PQI - Yazıcı LQ-300+II/G88Y DoC EPSON 1.8 mm Modem DM-1414/ IFAXDM1414 ACEEX 1.8 mm 4

6 Tablo 2.4.2: Ölçü düzeni elemanları Araçlar Üretici Firma Model No/Seri No Alıcı R&S ESCS 30/ /021 LISN R&S ESH2-Z5/ /001 2nd LISN R&S ENV4200/ /010 Dengeli FCC FCC-TLISN-T2- TELE.ISN 02/ FCC FCC-TLISN-T4-02/ FCC FCC-TLISN-T8-02/ Kapasitif Voltaj FCC F-CVP-1/ Sondası 84 C.M.ISN FCC F-CMISM/ 4001 Genişbandlı Akım AH BCP-511/ Sondası Ω terminatör - -/ 001 RF switch - RSU28/ /002 RF kablo - -/ C0052 C0056 Test Yazılımı Audix e3/ Ver k TR5 korumalı oda ETS LINDGREN TR5/ F Son Kalibrasyon Tarihi Kalibrasyon Bitiş Tarihi Standart Limit değerleri ve Test Sonuçları Standart Limit Değerleri: Tablo 2.5.1: Standart limit değerleri Frekans A sınıfı Donanım B sınıf Donanım (MHz) Tepecik(dBµV) Ortalama(dBµV) Tepecik(dBµV) Ortalama(dBµV)

7 Not 1: En düşük sınır değeri, geçis frekansında uygulanacaktır. Not 2: Sınır değeri, B sınıfı donanım için 0.5 MHz ile 0.15 MHz arasındaki frekansın logaritmasıyla doğrusal olarak azalır. Sonuçlar: Test Modu : Normal Test Voltajı :230V-50Hz Testi Yapan : Der-Jan Ken Sıcaklık : 25 Bağıl Nemlilik : %60 Frekans Aralığı :150kHz-30MHz Ara frekans Bandgenişliği :9kHz Faz : Şebeke Frekans(MHz) Düzey Tablo 2.5.2: Test sonuçları (Şebeke Fazı) Faktör (db) Okunan Düzey 6 Limit Çizgisi Üst Limit (db) Faz Yorum Şebeke Ortalama Şebeke QP Şebeke Ortalama Şebeke QP Şebeke Ortalama Şebeke QP Şebeke QP Şebeke Ortalama Şebeke QP Şebeke Ortlama Şebeke QP Şebeke Ortalama

8 Açıklamalar: 1.Etkileme Düzeyi=Okunan Değer + Düzeltme Faktörü 2.Düzeltme Faktörü= Kablo Kaybı + LISN elemanının ek kaybı 3.QP: quasi-peak(tepecik) kısaltılmışı 4. Tepecik bir dedektör ile bir alıcı kullanıldığında ortalama bir dedektör ile ölçme sınır değeriyle karşılaşılıyorsa, EUT her iki sınır değerini de karşılayacak şekilde varsayılacaktır. Test Modu : Normal Test Voltajı :230V-50Hz Testi Yapan : Der-Jan Ken Sıcaklık : 25 Bağıl Nemlilik : %60 Frekans Aralığı :150kHz-30MHz Ara frekans Bandgenişliği :9kHz Faz :Nötr 7

9 Frekans(MHz) Düzey Tablo 2.5.3: Test sonuçları (Nötr Faz) Faktör (db) Okunan Düzey Limit Çizgisi Üst Limit (db) Faz Yorum Nötr Ortalama Nötr QP Nötr QP Nötr Ortalama Nötr Ortalama Nötr QP Nötr QP Nötr Ortalama Nötr QP Nötr Ortlama Nötr QP Nötr Ortalama Açıklama: 1.Etkileme Düzeyi=Okunan Değer + Düzeltme Faktörü 2.Düzeltme Faktörü= Kablo Kaybı + LISN elemanının ek kaybı 3.QP: quasi-peak(tepecik) kısaltılmışı 4. Tepecik bir dedektör ile bir alıcı kullanıldığında ortalama bir dedektör ile ölçme sınır değeriyle karşılaşılıyorsa, EUT her iki sınır değerini de karşılayacak şekilde varsayılacaktır[1]. 8

10 3. Işıma EMC Etkileme Ölçmesi 3.1 Test Yordamı a) EUT, 10 metre açıklıktaki bir bölgede topraktan 0.8 metre yukarısındaki dönen bir masanın üzerinde konumlandırıldı. En yüksek ışıma pozisyonunu belirlemek amacıyla masa 360 derece döndürüldü. b) EUT, yüksekliği değişebilen anten kulesinin tepesine yerleştirilen alıcı anten girişim bölgesinin 10 metre uzağına kuruldu. c) Alan şiddetinin maksimum değerini belirlemek amacıyla geniş bantlı antenin yerden yüksekliği 1 metreden 4 metreye değişim gösterebilir. Ölçümler yapılabilmesi için anten yatay ve düşey polarizasyonda ayarlandı. d) Olası her etkileme için EUT'nin en kötü durumu düşünülerek antenin yüksekliği 1 metreden 4 metreye ayarlanıp maksimum değeri okumak amacıyla dönen masa 0 ile 360 derece arasında döndürüldü. e) Test edilen alıcı sistem, Peak Detect Function (Tepe Tespit Fonksiyonu) ve Specified Bandwith with Maximum Hold Mode ( Maksimum Tutma Modunda Özel Bandgenişliği) kullanılarak düzenlendi. f) Tepe modundaki EUT'nin etkileme seviyesi belirlenmiş limit değerinden 10 db düşük ise, test süreci durdurulabilir ve EUT'nin tepe değerleri raporlanır. Bunun dışında, 10 db pay değerine sahip olmayan etkilemeler, Quasi-peak (Tepecik) metodu ya da belirlenmiş ortalama bir method ile tek tek yeniden test edilir ve Data Sheet Peak Mode ( Veri Katmanı Tepe Modu ) 'nda ve QP (Tepecik Modu) 'nda raporlanır. 3.2 Test Düzeni Şekil 3.2.1: Işıma etkileme test düzeni 9

11 3.3 Test Çevre Düzeni Şekil 3.3.1: Işıma etkileme ölçüm düzeni mod-1 önden görünüş Şekil 3.3.2: Işıma etkileme ölçüm düzeni mod-1 arkadan görünüş 10

12 Şekil 3.3.3: Işıma etkileme ölçüm düzeni mod-2 önden görünüş Şekil 3.3.4:Işıma etkileme ölçüm düzeni mod-2 arkadan görünüş 11

13 3.4 Cihaz ve Ölçü Düzeni Elemanları Tablo 3.4.1: Ölçü düzeni elemanları Araçlar Üretici Firma Model No/Seri No Kalibrasyon Bitiş Tarihi Spektrum ADVANTEST R3271A/ Analizörü Ön Amplifikatör HP 8449B/3008A Test Alıcısı ROHDE&SCHWARZ ESVS 30/3008A Genişband Anten CHASE CBL6111C/ Horn Anten SCHWARZBECK BBHA9120-D1/D Horn Anten SCHWARZBECK BBHA9170/BBHA Bikonik Anten SCHWARZBECK VHBA9123/ Periyodik Anten - UPA6108/ RF Switch ler - MP59B/ RF kablo M N-N/ STBCAB M-1GHz-021 Test Yazılımı - ADT_Radiated_V 5.14/- - Anten Kulesi CHANCE AT-100/CM-A007 - Döner Tabla CHANCE TC-008/CM-T007 - AC Süzgeç CARCOM MRI2030/024/19 - Demir Kelepçe - FC18/ Standart Limit değerleri ve Test Sonuçları Standart Limit Değerleri: Frekans (MHz) A sınıfı (10 m de) B sınıfı (10 m de) Not 1: En düşük sınır değeri, geçiş frekansında uygulanacaktır. Not 2: Etkileme düzeyi(dbuv/m)=20logetkileme düzeyi(uv/m) Not 3: Cihazlara bağlı iletkenlerin bağlantılarını içeren A/B sınıfındaki dijital cihaz veya sistemlerdeki tüm sızmalar, yukarıda belirtilen alan şiddetlerinin seviyesini aşmamalıdır. 12

14 Sonuçlar: MOD-1: EUT : İnternet Telefonu Adaptörü Model : PAP2T Test Modu : Mod-1 Giriş Gücü : 230Vac, 50Hz Frekans Aralığı : MHz Detektör &Bandgenişliği : Quasi-Peak,120kHz Çevresel Etmenler : 16 C, %66 Bağ. Nem, 974 hpa Testi Yapan :Mike Hsieh No Frek. (MHz) Düzey (dbuv/m) Tablo 3.5.1: Test sonuçları (Mod-1 Yatay) Anten Plorizasyonu ve Test Uzaklığı: 10 m de Yatay (Horizantal) Limit Pay(Margin) (dbuv/m) (db) 13 Anten Yüksekliği (m) Masa Açısı (degree) Ham Değer Düzeltme Faktörü (db/m) QP H QP H QP H QP H QP H QP H QP H QP H QP H QP H Etkileme Düzeyi(dBuV/m) = Ham Değer+Düzeltme Faktörü(dB/m) 2.Düzeltme Faktörü(dB/m) = Anten Faktörü (db/m)+ Kablo Faktörü(dB) 3.Diğer etkileme seviyeleri limite göre çok düştüktür. 4.Pay değeri = Etkileme seviyesi- Limit değeri

15 EUT : İnternet Telefonu Adaptörü Model : PAP2T Test Modu : Mod-1 Giriş Gücü : 230Vac, 50Hz Frekans Aralığı : MHz Detektör &Bandgenişliği : Quasi-Peak,120kHz Çevresel Etmenler : 16 C, %66 Bağ. Nem, 974 hpa Testi Yapan :Mike Hsieh No Frek. (MHz) Düzey (dbuv/m) Tablo 3.5.2: Test sonuçları (Mod-1 Düşey) Anten Plorizasyonu ve Test Uzaklığı: 10 m de Düşey (Vertical) Limit Pay(Margin) (dbuv/m) (db) 14 Anten Yüksekliği (m) Masa Açısı (degree) Ham Değer Düzeltme Faktörü (db/m) QP V QP V QP V QP V QP V QP V QP V QP V QP V QP V QP V Etkileme Düzeyi(dBuV/m) = Ham Değer+Düzeltme Faktörü(dB/m) 2.Düzeltme Faktörü(dB/m) = Anten Faktörü (db/m)+ Kablo Faktörü(dB) 3.Diğer etkileme seviyeleri limite göre çok düştüktür. 4.Pay değeri = Etkileme seviyesi- Limit değeri

16 MOD-2: EUT : İnternet Telefonu Adaptörü Model : PAP2T Test Modu : Mod-2 Giriş Gücü : 230Vac, 50Hz Frekans Aralığı : MHz Detektör &Bandgenişliği : Quasi-Peak,120kHz Çevresel Etmenler : 16 C, %66 Bağ. Nem, 974 hpa Testi Yapan : Mike Hsieh No Frek. (MHz) Düzey (dbuv/m) Tablo 3.5.3: Test sonuçları (Mod-2 Yatay) Anten Plorizasyonu ve Test Uzaklığı: 10 m de Yatay (Horizantal) Limit Pay(Margin) (dbuv/m) (db) 15 Anten Yüksekliği (m) Masa Açısı (degree) Ham Değer Düzeltme Faktörü (db/m) QP H QP H QP H QP H QP H QP H QP H QP H QP H QP H Etkileme Düzeyi(dBuV/m) = Ham Değer+Düzeltme Faktörü(dB/m) 2.Düzeltme Faktörü(dB/m) = Anten Faktörü (db/m)+ Kablo Faktörü(dB) 3.Diğer etkileme seviyeleri limite göre çok düştüktür. 4.Pay değeri = Etkileme seviyesi- Limit değeri

17 EUT : İnternet Telefonu Adaptörü Model : PAP2T Test Modu : Mod-2 Giriş Gücü : 230Vac, 50Hz Frekans Aralığı : MHz Detektör &Bandgenişliği : Quasi-Peak,120kHz Çevresel Etmenler : 16 C, %66 Bağ. Nem, 974 hpa Testi Yapan :Mike Hsieh No Frek. (MHz) Düzey (dbuv/m) Tablo 3.5.4: Test sonuçları (Mod-2 Düşey) Anten Plorizasyonu ve Test Uzaklığı: 10 m de Düşey (Vertical) Limit Pay(Margin) (dbuv/m) (db) Anten Yüksekliği (m) Masa Açısı (degree) Ham Değer Düzeltme Faktörü (db/m) QP V QP V QP V QP V QP V QP V QP V QP V QP V QP V Etkileme Düzeyi(dBuV/m) = Ham Değer+Düzeltme Faktörü(dB/m) 2.Düzeltme Faktörü(dB/m) = Anten Faktörü (db/m)+ Kablo Faktörü(dB) 3.Diğer etkileme seviyeleri limite göre çok düştüktür. 4.Pay değeri = Etkileme seviyesi- Limit değeri [2] 16

18 KAYNAKLAR [1] EMC Test Report, Central Research Technology Co. EMC Test Laboratory, May 10, [2] EMC Test Report, Advance Data Technology Corporation, December 28, [3] EMC Test Report, Compliance Certification Services Inc. Tainan Laboratory, Feb 04, 2010 [4] EMC Test Report, Audix Technology(Shanghai) Co., Ltd., Nov 19,