Al fine di ottenere una caratterizzazione EMC completa di un qualsiasi apparato elettrico/elettronico è necessario eseguire differenti tipi di prove EMC; qui di seguito vengono descritti i principali test di compatibilità elettromagnetica.
Misura di emissioni irradiate
Lo scopo del test è stabilire che i disturbi emessi dall'EUT in termini di campo elettrico siano al disotto della soglia imposta dalle norme di famiglia e/o di prodotto prese come riferimento. Per l'esecuzione del test occorre far uso di un ricevitore EMI, posto all'interno della control room della camera semianecoica e conforme alla norme CISPR 16, e di antenne che coprano la banda di frequenza d'indagine. Il test richiede che l'EUT sia posizionato, all'interno della camera semianecoica, su di un tavolo, e che, nel corso della
misura, ne sia permessa la rotazione di 360°. Un tipico range di frequenze che si utilizza va da 30 MHz a 1GHz.
Nell'esecuzione della prova, per tutti i valori di frequenza ed in ciascuna polarizzazione (orizzontale e verticale) dell’antenna, si varia l'altezza dell’antenna da 1 m a 4 m, e si registrano i disturbi irradiati dall’EUT. Tale procedura è eseguita per ogni posizione angolare del tavolo su cui è posizionato l'EUT; l’obiettivo è la massimizzazione delle emissioni dell’EUT (caso peggiore).
Misura di emissioni condotte
Lo scopo del test è stabilire che i disturbi emessi dall'EUT in termini di tensione siano al disotto della soglia imposta dalle norme di famiglia e/o di prodotto. Per l'esecuzione del test occorre far uso di un ricevitore EMI conforme alla norma CISPR 16 e di LISN (Line Impedence Stabilization Network) di opportune caratteristiche (corrente e tensione di esercizio). L'EUT è alimentato dalla sorgente (ad esempio la rete elettrica o un convertitore dc-dc) tramite la LISN, la quale fornisce al ricevitore EMI i disturbi generati sulle linee di alimentazione che vengono quindi misurati. Per questo tipo di emissioni la banda di frequenze di interesse è compresa tra 150 kHz e 30 MHz.
Prova di immunità condotta
Lo scopo del test è la verifica dell'immunità di apparecchiature, singoli apparati o sistemi alle perturbazioni indotte da campi elettromagnetici a radiofrequenza su: cavi di collegamento, cavi di alimentazione, linee di segnale e di collegamento a terra. Il test si esegue disponendo l'EUT su un tavolo in materiale isolante la cui altezza, rispetto al piano di massa, è indicata dalle disposizioni della norma applicabile. L'EUT è collegato tramite CDN (Coupled Device Network, rete d'accoppiamento/disaccoppiamento) al generatore del disturbo e all'amplificatore.
Si utilizzano per questo tipo di prove sia i generatori RF sia i generatori di disturbo, che vanno ad interagire con le linee di alimentazione dell’EUT attraverso una rete di accoppiamento oppure una pinza capacitiva; l’alimentazione viene poi disaccoppiata dalla linea elettrica per evitare di iniettare gli stessi disturbi in tutta la rete elettrica.
Prova di immunità irradiata
Lo scopo del test è la verifica dell'immunità di apparecchiature, singoli apparati o sistemi ai campi elettromagnetici generati da altro dispositivo elettrico o elettronico.
Per l'esecuzione del test occorre un'area interna alla camera anecoica (o semianecoica se appositamente modificata) che mostri una opportuna uniformità di campo (norma CEI EN 61000-4-3). Il segnale di disturbo è trasmesso tramite una opportuna antenna ed il tipico range di frequenze utilizzato è il seguente: 26 MHz - 1 GHz.
Misura delle armoniche di corrente e fluttuazioni di tensione (Flicker)
Lo scopo del test è verificare che l'entità delle prime 40 armoniche della corrente di alimentazione assorbita dall'EUT sia al di sotto dei valori imposti dalle norme e che le fluttuazioni di tensione prodotte dall'EUT non abbiano una variazione superiore ad un determinato valore percentuale.
Prova di Burst
Lo scopo del test è la verifica dell'immunità di apparecchiature, singoli apparati o sistemi ad un treno di impulsi (Burst) ad alta frequenza generati da fenomeni come ad esempio lo scintillio di contatti di interruttori o di relay e l’apertura di interruttori ad alta tensione. La caratteristica di questi transitori sono il fronte di salita molto ripido, la breve durata e la bassa energia. Il test provoca facilmente malfunzionamenti degli apparati elettronici senza danneggiarli. La prova si applica sia alle linee di alimentazione a.c. o d.c. d'ingresso/uscita sia alle linee di controllo o di segnale d'ingresso/uscita. Per eseguire la prova si utilizza un generatore di Burst cui collegare opportunamente l'EUT.
Prova di Surge
Lo scopo del test è la verifica dell'immunità di apparecchiature a transitori causati dai seguenti fenomeni: apertura di interruttori su alimentazioni di carichi induttivi o capacitivi; malfunzionamenti della rete di alimentazione; fulmini.
Il set-up di prova prevede l'utilizzo di un piano di massa, come quello della prova di Burst, su cui viene posto un tavolo in materiale isolante; il piano deve essere collegato al sistema di messa a terra del laboratorio. Per eseguire la prova si utilizza un generatore di Surge cui collegare opportunamente l'EUT. La prova si applica a tutti i tipi di apparecchiature elettriche ed elettroniche collegabili alla rete di alimentazione pubblica.
Prova di ESD (Electro Static Discharge: Scariche Elettrostatiche)
Lo scopo del test è la verifica dell'immunità di apparecchiature, singoli apparati o sistemi, alle scariche elettrostatiche generate ad esempio da un operatore od un oggetto che entra in contatto diretto con l'apparato o che sia solo in prossimità dell'apparato.
Il set-up di misura prevede che si utilizzi un tavolo in materiale isolante di dimensioni appropriate posto su un opportuno piano di massa. Le scariche elettrostatiche devono essere applicate a tutti i punti accessibili dell'EUT.
Un tipico esempio di generazione di ESD si ha attraverso lo sfregamento fra le scarpe di una persona ed un tappeto; lo stesso dicasi per lo sfregamento fra gli indumenti ed il sedile dell’auto. In questo caso il tappeto si carica positivamente e la suola negativamente; essendo il corpo umano conduttore, le cariche negative si distribuiranno in tutto il corpo con maggiore concentrazione nelle estremità (ad esempio nelle punta delle dita; cfr. effetto delle punte).
Avvicinandosi ad un mezzo conduttore si avrà dapprima una induzione di cariche positive nella parte sulla superficie del conduttore vicino alle nostre dita, e poi, quando la distanza tra dita e corpo conduttore risulta sufficientemente piccola, l’innesco di una scarica. La velocità con la quale ci si avvicina al conduttore modifica la durata e intensità dell’arco elettrico; questo sono considerazioni non banali in quanto, nel caso di misure ESD dovremo metterci nella condizione peggiore ovvero dovremo avvicinare lentamente la pistola elettrostatica all’EUT in modo da massimizzare la lunghezza dell’arco elettrico. Al verificarsi della scarica elettrostatica si genera un campo elettromagnetico che può avere una larghezza di banda di 2 GHz con una corrente di scarica che può assumere valori da 10 a 40 A.
Misura di potenza di radio-disturbo
Lo scopo del test è di stabilire che i disturbi emessi dall'EUT in termini di potenza di disturbo siano al di sotto dei limiti imposti dalle norme applicabili. Per l'esecuzione del test, occorre far uso del ricevitore EMI conforme alla CISPR 16 e di pinza assorbente che copra la banda di frequenza d'indagine. Il test richiede che l'EUT sia posizionato, all'interno della camera semianecoica, su un tavolo isolante. La prova si esegue nella banda di frequenze da 300 MHz a 1 GHz.
Prova di immunità ai buchi, brevi interruzioni e variazioni di tensione
Lo scopo del test è la verifica dell'immunità di apparecchiature, singoli apparati o sistemi, ai buchi di tensione, a brevi interruzioni e a variazioni della tensione d'alimentazione. L'entità del disturbo è ottenuta modulando la tensione di alimentazione con un'onda rettangolare avente caratteristiche conformi alle specifiche indicate nella
norma applicabile. La prova si esegue collegando l'EUT al generatore di test e prendendo visione del comportamento dello stesso nel momento in cui si applica il disturbo.