EMV-Fehlersuche auf Platinenebene

Analysieren Sie mit dem R&S®SpectrumRider FPH und den R&S®HZ-15 Nahfeldsonden Nahfeldsignale und reduzieren Sie elektromagnetische Störungen (EMI) auf Platinen und Baugruppen.

The R&S®Spectrum Rider FPH in combination with the R&S®HZ-15 nearfield probes is the best solution for local detection of H- and E-fields.
The R&S®Spectrum Rider FPH in combination with the R&S®HZ-15 nearfield probes is the best solution for local detection of H- and E-fields.
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Ihre Anforderung

Elektromagnetische Störstrahlung und durch unzureichende Abschirmung verursachtes Übersprechen können zu einer Verschlechterung der Signalqualität und Leistung in elektronischen HF-Geräten führen. Um die gesamte elektromagnetische Störung bei elektronischen Geräten zu minimieren, müssen die lokalen Strahlungsquellen auf den Leiterplatten und Baugruppen bestens bekannt sein. HF-Entwickler führen Nahfeldmessungen auf Baugruppenebene durch, um festzustellen, ob die elektromagnetische Störung mit der angewandten EMV-Norm kompatibel ist. So können sie bereits in einem frühen Stadium Korrekturmaßnahmen ergreifen.

Messtechnische Lösung

Der R&S®SpectrumRider FPH Handheld-Spektrumanalysator bietet in Kombination mit den R&S®HZ-15 Nahfeldsonden eine kostengünstige und benutzerfreundliche Lösung, um EMV-Probleme bei Platinen und Baugruppen während der Entwicklung schnell zu lokalisieren und zu analysieren. Die hohe Empfindlichkeit des Analysators (Eigenrauschanzeige von typ. < –163 dBm bis zu 3 GHz) ermöglicht die Messung auch von sehr kleinen Ausstrahlungen.

Einfacher Messaufbau

Nur ein paar Schritte sind für eine Session zur EMV-Fehlerbeseitigung notwendig:

  • Schließen Sie eine geeignete Nahfeldsonde an den HF-Eingang des Analysators an
  • Bewegen Sie die Sonde über die zu prüfende Platine oder Baugruppe

Auf Basis früherer Feldstärkemessungen kennt der Entwickler bereits mehrere kritische Frequenzen der Platine oder Baugruppe. Frequenz und Darstellbreite müssen dementsprechend am R&S®SpectrumRider eingestellt werden.

Die Trace-Math-Funktion unterdrückt Umgebungsrauschen

Außerhalb von Schirmkammern können Rauschen und Störungen aus der Umgebung die Messung beeinflussen und zu falschen Messergebnissen führen. Die R&S®SpectrumRider Trace-Math-Funktion kann dazu verwendet werden, Umgebungsrauschen zu unterdrücken, d. h. das Rauschen von der aktuellen Messkurve abzuziehen.

Führen Sie folgende Schritte durch, um die Trace-Math-Funktion anzuwenden:

  • Stellen Sie Frequenz, Bandbreite und Pegel gemäß den Testanforderungen ein
  • Stellen Sie sicher, dass das Messobjekt (DUT) ausgeschaltet ist
  • Führen Sie einen Sweep mit den Strahlungseinflüssen aus der Umgebung durch und speichern Sie das Ergebnis im Messkurvenspeicher des R&S®Spectrum Rider
  • Schalten Sie das Messobjekt ein
  • Führen Sie einen zweiten Sweep mit den Strahlungseinflüssen vom Messobjekt und aus der Umgebung durch
  • Aktivieren Sie Trace-Math, um den Einfluss der Umgebung zu eliminieren

Die Trace-Math-Funktion subtrahiert den Speicherinhalt (die elektromagnetische Störung der Umgebung) von der zuletzt gemessenen spektralen Messkurve.

Beispiel für die Verwendung der Trace-Math-Funktion des R&S®Spectrum Rider

Das Messobjekt wird ausgeschaltet. Das Spektrum der elektromagnetischen Störungen aus der Umgebung mit einem Störer bei 37,538 MHz wird gemessen und im Messkurvenspeicher abgelegt.

Das Messobjekt wird eingeschaltet. Der R&S®Spectrum Rider misst das elektromagnetische Störspektrum des Messobjekts und der Umgebung.

Elektromagnetisches Störspektrum des Messobjekts mit subtrahiertem Störer. Die Trace-Math-Funktion subtrahiert die gespeicherten elektromagnetischen Störungen aus der Umgebung von der letzten Messung und der R&S®Spectrum Rider zeigt das resultierende elektromagnetische Störverhalten des Messobjekts an.

Begrenzungslinien lassen sich für Pass/Fail-Anzeigen am Display verwenden. So können Verbesserungen nach der EMV-Designoptimierung leichter nachvollzogen werden.

R&S®HZ-15 Nahfeldsonden für H- und E-Felder

R&S®HZ-15 besteht aus einem Satz von fünf benutzerfreundlichen, passiven Sonden, die sich ideal für die Messung von hochfrequenten H- und E-Feldern auf Platinen und Baugruppen zur EMV-Fehlersuche eignen. Die Magnetfeldsonden verfügen über spezielle, elektrisch geschirmte Sondenspitzen. Die verschiedenen Formen der Sondenspitzen wurden für Aufgaben in der Nahfeldmessung entwickelt:

  • Sonden für H-Felder bis zu 3 GHz (Sonde 1, 2, 5)
  • Sonden für E-Felder (Sonde 3, 4)

Mit der schmalen Elektrodensonde 3 kann man eine einzelne Leiterbahn bis zu 0,2 mm Breite auswählen. Sonde 4 ortet emittierte E-Felder an der Oberfläche von Busstrukturen, großen Bauteilen oder Versorgungsstrukturen.

Schaltet man den R&S®HZ-16 Vorverstärker zwischen die Nahfeldsonde und den Spektrumanalysator, erhöht sich die Empfindlichkeit. Dadurch ist es möglich, auch sehr schwache Hochfrequenzfelder bis zu 3 GHz zu messen.

Die Trace-Math-Funktion des R&S®Spectrum Rider eignet sich in Kombination mit den Nahfeldsonden ideal für vorläufige Untersuchungen der elektromagnetischen Störleistung eines Messobjekts, und zwar vom Schreibtisch des Entwicklers aus. Da ein Labor unwillkürlich für eine verrauschte und konstant wechselnde elektrische Umgebung sorgt, benötigt man eine Schirmkammer, um die elektromagnetische Störleistung eines Geräts exakt und wiederholbar zu beziffern.

Passive probes for various near-field measurement tasks
Passive probes for various near-field measurement tasks:The passive probes are designed for various near-field measurement tasks, such as probe 3 that is able to select a single conductor track down to 0.2 mm width.