4.5 Set-up di prova
4.5.2 Emissioni condotte
Per la misura delle emissioni condotte, oltre alle normative descritte in precedenza (principalmente la CEI EN 55022 e la CEI EN 55011), è stata presa in considerazione la norma CEI EN 55025 (“Caratteristiche di radiodisturbo per la protezione di ricevitori usati a bordo di veicoli e di imbarcazioni e su altri dispositivi – Limiti e metodi di misura”) che definisce i limiti di emissione e le metodologie di misura, nella gamma di frequenze 150
kHz -1 GHz, per tutti i componenti elettrici ed elettronici installati a bordo di veicoli, imbarcazioni ed altri dispositivi similari. Come vedremo in seguito, per le emissioni condotte dei componenti e dei moduli la CEI EN 55025 prevede due metodi di misura: il Metodo della tensione ed il Metodo della sonda di corrente; nell’ambito della sperimentazione EMC effettuata sono stati utilizzati entrambi i metodi.
Le misure delle emissioni condotte sono state effettuate, come imposto dalla normativa vigente, nell’intervallo di frequenze 150 kHz -30 MHz (per l’intervallo 9 kHz – 150 kHz i limiti sono ancora in fase di studio). Per quanto riguarda i limiti di riferimento, all’interno di questo intervallo di frequenze, si possono individuare tre regioni: una prima regione tra 150 kHz e 500 kHz in cui il limite decresce linearmente in funzione del logaritmo della frequenza a partire da 66 dBµV fino a 56 dBµV; una seconda regione nell’intervallo 500 kHz - 5 MHz in cui il limite è costante e vale 56 dBµV; infine una terza regione nell’intervallo 5 MHz -30 MHz in cui il limite è costante e vale 60 dBµV. I limiti così specificati sono riassunti nella seguente Tabella 4.2 e graficati (sotto forma di maschera) in Fig. 4.21.
Tabella 4.2 Limiti della tensione di disturbo (emissioni condotte)
Gamma di frequenze Quasi-picco
MHz dB(μV)
0,15 ≤ f ≤ 0,5 decrescente linearmente con il logaritmo Valore iniziale: 66 della frequenza fino al valore finale: 56
0,5 ≤ f ≤ 5,0 56
5,0 ≤ f ≤ 30 60
Per quanto riguarda il piano di terra, l’ubicazione dell’EUT e l’ubicazione del fascio dei cavi di prova vale quanto detto in precedenza per le prove di emissione irradiata.
Metodo della tensione
Per applicazioni in campo automotive (CEI EN 55025), in funzione dell’installazione prevista dell’EUT nel veicolo sono possibili due casi:
1. EUT con messa a terra lontana (filo di ritorno di massa di lunghezza superiore a 200 mm): sono necessarie due reti fittizie (LISN), una per linea di alimentazione positiva e una per la linea di ritorno;
2. EUT con messa a terra vicina (filo di ritorno di massa di lunghezza massima pari a 200 mm): è necessaria una rete fittizia per la linea di alimentazione positiva.
Le reti fittizie sono montate direttamente sul piano di terra e l’involucro delle stesse è collegato al piano di terra. Il polo negativo è collegato al piano di terra tra l’alimentazione e la rete fittizia. La porta di misura della rete fittizia non collegata allo strumento di misura è terminata con un carico di 50 Ω. Le emissioni condotte sulle linee di alimentazione (positiva e negativa nel caso in continua o fase e neutro nel caso in alternata) sono misurate in successione: dapprima su una linea di alimentazione collegando il ricevitore alla porta di misura della rete fittizia relativa e chiudendo la porta di misura dell’altra rete fittizia con un carico di 50 Ω; poi sulla linea di ritorno invertendo tra loro il carico da 50 Ω e l’uscita del ricevitore.
Nelle Fig. 4.22 e 4.23 (rispettivamente vista dall’alto e vista laterale) sono mostrati i set-up di prova per la misura delle emissioni condotte (metodo della tensione) nel caso di EUT con linea di ritorno di messa a terra lontana. qui di seguito viene fornita la relativa legenda.
1 Alimentazione 2 Reti fittizie (LISN)
3 EUT (involucro collegato a terra, se prescritto nel piano di prove)
4 Simulatore di carico (linea di ritorno collegata a terra, se prescritto nel piano di prove)
5 Piano di terra
6 Linee di alimentazione
7 Supporto a bassa percettività relativa (εr ≤1,4)
8 Cavo coassiale a doppia schermatura o a schermatura solida (50 ohm) 9 Strumento di misura
10 Camera schermata 11 Carico da 50 Ω 12 Connettore passante
2
2
4
3
1
5
+
11
7
-
9
12
8
10
Fig. 4.22: Set-up di prova per le misure di emissione condotta (metodo della tensione) nel caso di EUT con linea di ritorno di messa a terra lontana (vista dall’alto)
1
7
3
+
-
6
2
Fig. 4.23: Set-up di prova per le misure di emissione condotta (metodo della tensione) nel caso di EUT con linea di ritorno di messa a terra lontana (vista laterale)
Nelle Fig. 4.24 e 4.25 (rispettivamente vista dall’alto e vista laterale) si può osservare la disposizione degli oggetti all’interno della camera semi-anecoica per le misure di emissione condotta con LISN (metodo della tensione) nel caso di EUT con linea di ritorno di messa a terra vicina; qui di seguito riportiamo la relativa legenda.
1 Alimentazione 2 Rete fittizia (LISN)
3 EUT (involucro collegato a terra, se prescritto nel piano di prove)
4 Simulatore di carico (linea di ritorno collegata a terra, se prescritto nel piano di prove)
5 Piano di terra
6 Linee di alimentazione
7 Supporto a bassa percettività relativa (εr ≤1,4)
8 Cavo coassiale a doppia schermatura o a schermatura solida (50 ohm) 9 Strumento di misura 10 Camera schermata 12 Connettore passante
2
4
3
1
5
+
7-
9
12 810
Fig. 4.24: Set-up di prova per le misure di emissione condotta (metodo della tensione) nel caso di EUT con linea di ritorno di messa a terra vicina (vista dall’alto)
1
7
3
+
-
6
2
Fig. 4.25: Set-up di prova per le misure di emissione condotta (metodo della tensione) nel caso di EUT con linea di ritorno di messa a terra vicina (vista laterale)
A seconda del tipo di oggetto che si sta analizzando, e quindi delle relative norme di riferimento, possono esserci delle lievi differenze nei set-up di prova delle emissioni condotte, rispetto a quelli appena mostrati. Un altro esempio di set-up per le misure di emissione condotta (metodo della tensione) è mostrato in Fig. 4.26.
1
4
+
11 6-
8
11 79
2
2
53
6Fig. 4.26: Set-up di prova alternativo per le misure di emissione condotta (metodo della tensione)
Le differenze principali consistono nell’utilizzo di una o più LISN (due nel caso appena mostrato), sulla presenza o meno del simulatore di carico e sul tipo e sui
collegamenti del piano di massa utilizzato. Il principio di base rimane comunque il medesimo: tra la sorgente di alimentazione e l’EUT viene interposta una (o due) LISN dalla quale si preleva il segnale di misura (disturbo sulle linee di alimentazione) da inviare al ricevitore EMI.
Metodo della sonda di corrente
Le misurazioni con la sonda di corrente possono essere eseguite sui cavi di alimentazione e sui conduttori di controllo/segnale, come cavo singolo o in sottogruppi, in funzione della compatibilità con le dimensioni fisiche della sonda e secondo i particolari obiettivi delle prove ed i requisiti imposti dalla norma di riferimento. Con il metodo della tensione, il segnale di misura viene prelevato direttamente da una LISN ed è quindi possibile effettuare la misura della tensione di disturbo solamente ai morsetti di alimentazione; con il metodo della sonda di corrente invece non sussiste questo vincolo e quindi la misura della tensione di disturbo può essere eseguita su qualsiasi cavo o gruppi di cavi. Questa configurazione di prova, come vedremo in seguito, consente anche la separazione delle componenti di modo comune e di modo differenziale delle emissioni condotte totali.
In Fig. 4.27 viene mostrato il set-up di prova delle misure di emissione condotta con il metodo della sonda di corrente; qui di seguito riportiamo la relativa legenda. Come si può vedere, anche qui è necessario l’utilizzo delle LISN e valgono tutte le considerazioni fatte nel caso precedente (ubicazione EUT, cavi, LISN, piano di massa).
1 Ricevitore EMI
2 Camera schermata semi-anecoica 3 Connettore passante
4 Cavo coassiale con impedenza di 50 ohm
5 Sonda di corrente per prova su linee di controllo/segnale 6 EUT
7 Fascio dei cavi di prova 8 LISN
9 Banco di prova (lastra di rame) 10 Coni anecoici
11 Filtri sull’alimentazione 12 Pannelli di materiale isolante
Fig. 4.27: Set-up di prova per le misure di emissione condotta (metodo della sonda di corrente) – vista dall’alto