DE102007034851A1

DE102007034851A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung der elektromagnetischen Störaussendung und Störfestigkeit

Info

Publication number: DE102007034851A1
Application number: DE200710034851
Authority: DE
Inventors: Gunter Langer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-07-25
Also published as: DE102007034851B4

Abstract

Nach der Konzeption der Erfindung weist die Vorrichtung zur Ermittlung der elektromagnetischen Störaussendung und Störfestigkeit eines zu untersuchenden elektrischen oder elektronischen Prüflings (2) zumindest eine Signalquelle (3), eine Einspeiseschaltung (4), den zwischen der Einspeiseschaltung (4) und einer Abschlussschaltung (5) platzierten Prüfling (2) sowie eine Auswerteinheit (6) auf. Erfindungsgemäß ist der Prüfling (2) zwischen der Einspeiseschaltung (4) und der Abschlussschaltung (5) elektrisch kurz, d. h. bei einem 50 Ohm verschiedenen System mit Abmessungen kleiner einer halben Weglänge (lambda/2), verschaltet, wobei entweder zur Ermittlung der Störaussendung der Prüfling (2) über die Einspeiseschaltung (4) mit der Signalquelle (3) elektrisch verschaltet und von dieser mit der Spannung U<SUB>T</SUB> beaufschlagbar ausgebildet ist und ein mit dem Prüfling (2) gekoppelter HF-Spannungs-Messfühler (7) vorgesehen ist, welcher mit der Auswerteinheit (6) elektrisch verbunden ist, oder zur Ermittlung der Störfestigkeit der Prüfling (2) über die Abschlussschaltung (5) mit einem mit der Signalquelle (3) gekoppelten HF-Tastkopf (8) mit HF-Signalen beaufschlagbar ausgebildet ist und die Einspeiseschaltung (4) mit der Auswerteinheit (6) elektrisch verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung der elektromagnetischen Störaussendung und Störfestigkeit eines zu untersuchenden elektrischen oder elektronischen Prüflings, insbesondere eines Steckverbinders, eines Kabelabschnitts oder einer Flachbaugruppe.
Im Rahmen steigender elektromagnetischer Störungen aller Art kommt der Untersuchung der elektromagnetischen Verträglichkeit elektrischer und elektronischer Baugruppen eine zunehmende Bedeutung zu.
Dies gilt nicht nur für die Beurteilung der elektromagnetischen Verträglichkeit von Kabeln und Elektronikbauteilen, sondern vielmehr auch für die der Steckverbinder.
Gattungsgemäße Steckverbinder, Kabel und Flachbaugruppen umfassen zumindest einen Massestift oder mit Federkontakten versehene Schirme als Masseelemente und zumindest einen Signalleiter.
Bei der Beaufschlagung des Signalleiters des elektrischen oder elektronischen Prüflings, beispielsweise des Steckverbinders, mit einer HF-Spannung kehrt der HF-Signalstrom über den Massestift zurück zur Signalquelle. Dieser HF-Signalstrom erzeugt am Massestift ein Magnetfeld H, welches im Massestift eine HF-Spannung U erzeugt. Diese HF-Spannung treibt zwei mit dem Steckverbinder gekoppelte Baugruppen mit angeschlossenen Kabeln und Konstruktionsteilen zur Störaussendung an. Diese HF-Spannung wird an der Selbstinduktivität des Massestifts erzeugt. Um Steckverbinder bezüglich ihrer Störaussendung bewerten zu können, kann die physikalische Größe Selbstinduktivität verwendet werden. Die Selbstinduktivität ist eine frequenzunabhängige Kenngröße des Steckverbinders.
Aus dem Stand der Technik ist ein Messverfahren zur Schirmdämpfung von Steckverbindern der Firma Rosenberger vorbekannt. Hierbei ist ein zwischen einem Generator und einem Empfänger platzierter Steckverbinder vorgesehen, welcher während des Prüfens von einem HF-dichten Mantelrohr umhüllt ist. Des Weiteren ist zur Fixierung des Steckverbinders eine Spannvorrichtung vorgesehen, die die Handhabung der Messvorrichtung erschwert. Zur Beurteilung der Schirmwirkung werden die Schirmdämpfung im oberen Frequenzbereich und der Kopplungswiderstand im unteren Frequenzbereich verwendet. Dies hat den Nachteil, dass unter Verwendung eines aufwändigen Messplatzes nur ein Frequenzgang gemessen werden kann, wobei sich für jede Frequenz einen anderer RS-Wert ergibt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Vorrichtung zur Ermittlung der elektromagnetischen Störaussendung und Störfestigkeit eines zu untersuchenden elektrischen oder elektronischen Prüflings, insbesondere eines Steckverbinders, eines Kabelabschnitts oder einer Flachbaugruppe vorzuschlagen, welche kostengünstig ist und für das gesamte zu messende Frequenzspektrum eingesetzt werden kann. Darüber hinaus soll ein effizientes Verfahren hierzu vorgeschlagen werden.
Nach der Konzeption der Erfindung umfasst die Vorrichtung zur Ermittlung der elektromagnetischen Störaussendung und Störfestigkeit eines zu untersuchenden elektrischen oder elektronischen Prüflings zumindest eine Signalquelle, eine Einspeiseschaltung, den zwischen der Einspeiseschaltung und einer Abschlussschaltung platzierten Prüfling sowie eine Auswerteinheit. Erfindungsgemäß ist der Prüfling zwischen der Einspeiseschaltung und der Abschlussschaltung elektrisch kurz, d. h. bei einem von 50 Ohm verschiedenen äußeren System mit Abmessungen kleiner einer halben Wellenlänge (λ/2), verschaltet. Dabei ist zur Ermittlung der Störaussendung der Prüfling über die Einspeiseschaltung mit der Signalquelle elektrisch verschaltet und von dieser mit der Spannung U_T beaufschlagbar ausgebildet, wobei ein mit dem Prüfling gekoppelter HF-Spannungs-Messfühler vorgesehen ist, welcher mit der Auswerteinheit elektrisch verbunden ist. Hingegen ist zur Ermittlung der Störfestigkeit der Prüfling über die Abschlussschaltung mit einem mit der Signalquelle gekoppelten HF-Tastkopf mit HF-Signalen beaufschlagbar ausgebildet, wobei die Einspeiseschaltung mit der Auswerteinheit elektrisch verbunden ist.
Im Sinne der Erfindung ist als elektrischer oder elektronischer Prüfling ein Steckverbinder, ein Kabelabschnitt oder eine Flachbaugruppe zu verstehen. In der Praxis sind die Steckverbinder als Leiterkartensteckverbinder oder als Kabelsteckverbinder ausgebildet. Ferner können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des an späterer Stelle beschriebenen Verfahrens auch die elektromagnetischen Parameter von IC-Gehäusen oder anderen Elektronikteilen ermittelt und in Abhängigkeit des Ergebnisses hinsichtlich ihrer elektromagnetischen Störaussendung optimiert werden. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtungen – im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik vorbekannten Messvorrichtungen – auch Steckverbinder, Kabelabschnitte und Flachbaugruppen hinsichtlich ihrer elektromagnetischen Verträglichkeit ohne aufwändige konstruktive Umrüstungen exakt und zuverlässig vermessen werden können.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Signalquelle und die Auswerteinheit als kompakte Einheit in Gestalt eines Spektrumanalysators mit Frequenzgenerator ausgebildet. In Verbindung mit einem Computer können die vom Frequenzgenerator generierten Signale sowie die vom Spektrumanalysator ermittelten physikalischen Größen, wie zum Beispiel die Spannung U_T, die Kreisfrequenz ω, die Selbstinduktivität L oder die Gegeninduktivität M des Prüflings ermittelt, grafisch angezeigt und weiter verarbeitet werden.
Weiterhin kann bei geringen Signalstärken, z. B. zu geringem Rauschabstand, ein Leistungsverstärker eingesetzt werden, der der Signalquelle nachgeschaltet ist. Für diesen Fall ist außerdem ein Richtkoppler mit einem Leistungsmesser dem Leistungsverstärker nachgeschaltet. Optional oder in Ergänzung zu dem Richtkoppler mit Leistungsmesser kann auch ein Spannungsmesser mit einem Scope vorgesehen werden.
Als HF-Spannungs-Messfühler hat sich ein HF-Tastkopf als besonders vorteilhaft erwiesen, welcher vorzugsweise im Bereich der Abschlussschaltung platziert ist.
Zur Verarbeitung von unsymmetrischen Signalen weist der Prüfling, beispielsweise ein Koaxialkabel, einen Signalleiter sowie ein Masseelement und die Abschlussschaltung einen Abschlusswiderstand auf. Mittels der Auswerteinheit kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Selbstinduktivität L des Prüflings ermittelt werden.
Außerdem können mittels des erfindungsgemäßen Vorrichtung auch symmetrische Signale verarbeitet werden, wobei der Prüfling hierzu zumindest zwei Signalleiter und ein Masseelement umfasst.
Bei symmetrischen Systemen ist der Signalleiter entweder mit Gleichtaktsignalen oder mit Gegentaktsignalen beaufschlagbar ausgebildet. Im ersten Fall weist die Abschlussschaltung entweder eine der Anzahl der Signalleiter entsprechende Anzahl von Abschlusswiderständen oder einen in Parallelschaltung zusammengefassten Abschlusswiderstand auf. Mittels der Auswerteinheit kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, ebenso wie bei unsymmetrischen Signalen, die Selbstinduktivität L des Prüflings ermittelt werden. Im zweiten Fall weist die Einspeiseschaltung zumindest einen an mindestens einen rückgeführten Signalleiter gekoppelten Abschlusswiderstand auf. Mittels der Auswerteinheit kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nunmehr auch die Gegeninduktivität M des Prüflings ermittelt werden.
Die Abschlusswiderstände können von ihrer Größe beliebig gewählt werden, aus Gründen der Anpassung an den Wellenwiderstand betragen diese jedoch entweder 50 Ω oder 100 Ω im inneren Leitungssystem der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der Praxis sind die Einspeiseschaltung und die Abschlussschaltung vorzugsweise auf einem geschirmten Rahmen angeordnet, welcher zum Zwecke der Arretierung des zwischen der Einspeiseschaltung und der Abschlussschaltung platzierten Prüflings in der Länge und/oder in der Höhe verstellbar ausgebildet ist. Zur Höhen- und/oder Längeverstellung des Rahmens können eine Spindel oder abgestufter Distanzstücke eingesetzt werden.
In Ergänzung dazu sind der zur der Ermittlung der Störaussendung eingesetzte HF-Spannungs-Messfühler bzw. der zur Ermittlung der Störfestigkeit eingesetzte HF-Tastkopf am Rahmen im Bereich der Abschlussschaltung platziert. Die Justierung des HF-Spannungs-Messfühlers und des HF-Tastkopfes in Bezug auf den Rahmen erfolgt ebenso bevorzugt unter Verwendung einer Spindel oder abgestuften Distanzstücken.
Der als Kabelabschnitt ausgebildete Prüfling ist beispielsweise unter Verwendung einer Stopfbuchse und/oder eines Steckverbinders und/oder einer direkten Lötverbindung zwischen der Einspeiseschaltung und der Abschlussschaltung platziert, arretiert und elektrisch leitend verbunden. Ein als Steckverbinder ausgebildeter Prüfling hingegen ist unter Verwendung eines Kabelabschnitts in Verbindung mit einer Stopfbuchse und/oder eines Steckverbinders und/oder einer direkten Lötverbindung und/oder einer speziellen Buchse ohne Induktivität und/oder einer direkten Lötverbindung zwischen der Einspeiseschaltung und der Abschlussschaltung platziert, arretiert und elektrisch leitend verbunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung der elektromagnetischen Störaussendung und Störfestigkeit eines zu untersuchenden elektrischen oder elektronischen Prüflings, insbesondere eines Steckverbinders, eines Kabelabschnitts oder einer Flachbaugruppe, mit zumindest einem Signalleiter und einem Masseelement erfolgt unter Verwendung der vorbenannten Vorrichtungsmerkmale und weist nachstehende Verfahrensschritte auf. Zunächst wird der/die Signalleiter (Störaussendung) oder das Masseelement (Störfestigkeit) des Prüflings mit einem HF-Strom I unter Verwendung der Signalquelle beaufschlagt. Danach erfolgt die Messung der induzierten HF-Spannung U am Masseelement (Störaussendung) oder an dem/den Signalleiter(n)(Störfestigkeit) des Prüflings beim Rückfluss des HF-Stroms. Anschließend erfolgt die Berechnung der Selbstinduktivität L oder Gegeninduktivität M des Prüflings. Die Selbstinduktivität L und die Gegeninduktivität M des Prüflings lassen sich wie folgt ermitteln:
wobei U_T die von der Signalquelle erzeugte Spannung, z der oder die Abschlusswiderstände, U die gemessene HF-Spannung und ω die Kreisfrequenz sind.
Mit Kenntnis der ermittelten Selbstinduktivität L oder der Gegeninduktivität M des Prüflings können durch die Hersteller der elektronischen bzw. elektrischen Bauteile, wie z. B. Steckverbinder, Kabel oder Flachbaugruppen, Maßnahmen zur Gestaltung der EMV-Eigenschaften ergriffen werden. Diese Maßnahmen umfassen kleinere oder gänzliche Änderungen im konstruktiven Aufbau. Beispielsweise kann im Rahmen der konstruktiven Umgestaltung bei als geschirmten Steckverbindern ausgebildeten Prüflingen mit Schirmkontaktfedern deren Anordnung oder Anzahl verändert werden.
Die Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltung der Erfindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten, von denen zeigen:
1: Schaltbild einer Vorrichtung zur Ermittlung der Selbstinduktivität L bei unsymmetrischen Systemen,
2: Schaltbild einer Vorrichtung zur Ermittlung der Selbstinduktivität L bei symmetrischen Systemen mit Gleichtaktbeaufschlagung der Signalleiter,
3: Schaltbild einer Vorrichtung zur Ermittlung der Gegeninduktivität M bei symmetrischen Systemen mit Gegentaktbeaufschlagung der Signalleiter,
4 schematische Darstellung einer Messanordnung und
5 schematische Darstellung eines Messplatzes zur Ermittlung der Selbstinduktivität L bzw. der Gegeninduktivität M eines Prüflings.
Die 1 illustriert das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Ermittlung der Selbstinduktivität L bei unsymmetrischen Systemen, beispielsweise Koaxialkabel. Die Vorrichtung 1 umfasst im Wesentlichen eine als Frequenzgenerator ausgebildete Signalquelle 3, eine Einspeiseschaltung 4, einen zwischen der Einspeiseschaltung 4 und einer Abschlussschaltung 5 platzierten Prüfling 2 sowie eine als Spektrumanalysator ausgebildete Auswerteinheit 6. Der Prüfling 2 ist dabei zwischen der Einspeiseschaltung 4 und der Abschlussschaltung 5 elektrisch kurz, d. h. bei einem von 50 Ohm verschiedenen System mit Abmessungen kleiner einer halben Wellenlänge (λ/2), verschaltet. Die Einspeiseschaltung 4 besteht in der Regel aus einem geschirmten Gehäuse, dessen Masse mit dem Masseelement 2.2 des Prüflings 2 verbunden ist. Ebenso ist der Signalleiter der Einspeiseschaltung 4 mit dem Signalleiter der Signalquelle 3 und dem Signalleiter 2.1 des Prüflings 2 gekoppelt. Der als Koaxialkabel ausgebildete Prüfling 2 umfasst im dargestellten Beispiel einen Signalleiter 2.1 und ein als Massestift ausgebildetes Masseelement 2.2. Die Abschlussschaltung 5 besteht aus einem geschirmten Gehäuse sowie einem Abschlusswiderstand 13 mit 50 Ω, welcher mit dem Signalleiter 2.1 des Prüflings 2 sowie mit dem Gehäuse der Abschlussschaltung 5 als Masse gekoppelt ist. Im Bereich der Abschlussschaltung 5 ist ein mit dem Prüfling 2 gekoppelter HF-Spannungs-Messfühler 7 platziert, welcher mit der Auswerteinheit 6 elektrisch verbunden ist. Zur Ermittlung der Störaussendung ist der über die Einspeiseschaltung 4 mit der Signalquelle 3 elektrisch verschaltete Prüfling 2 mit der Spannung U_T beaufschlagt. Der zugehörige Strom 1 fließt über den Signalleiter 2.1 des Prüflings 2 und den Abschlusswiderstand 13 auf die Gehäusemasse der Abschlussschaltung 5 und anschließend über das Masseelement 2.2 des Prüflings 2 über die Einspeiseschaltung 4 zurück zur Signalquelle 3. Dieser Strom I erzeugt am Masseelement 2.2 des Prüflings 2 ein Magnetfeld H, welches im Masseelement eine HF-Spannung U induziert. Diese HF-Spannung U wird an der Selbstinduktivität L des Masseelements 2.2 erzeugt. Da die Selbstinduktivität L eine frequenzunabhängige physikalische Größe ist, kann diese bezüglich der elektromagnetischen Störaussendung des Prüflings 2 verwendet werden. Die Selbstinduktivität L des Prüflings 2 ermittelt sich gemäß:
wobei U_T die von der Signalquelle 3 erzeugte Spannung, z der Abschlusswiderstand 13, U die gemessene HF-Spannung und ω die Kreisfrequenz sind.
Die 2 zeigt ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Ermittlung der Selbstinduktivität L bei symmetrischen Systemen (Profibus, Flexray, ..., LVDS) mit Gleichtaktbeaufschlagung der Signalleiter 2.1 des Prüflings. Der grundsätzliche Aufbau der Vorrichtung gemäß 2 entspricht der 1, jedoch mit dem wesentlichen Unterschied, dass der Prüfling 2 neben dem Masseelement 2.2 zwei Signalleiter 2.1 umfasst, die jeweils gegen einen in der Abschlussschaltung 5 angeordneten Abschlusswiderstand 13 geschaltet sind. Die beiden Signalleiter 2.1 des Prüflings 2 werden im Gleichtakt mit den von der Signalquelle 3 generierten Signalen beaufschlagt.
Die 3 zeigt ein Schaltbild einer Vorrichtung 1 zur Ermittlung der Gegeninduktivität M bei symmetrischen Systemen (Profibus, Flexray, ..., LVDS) mit Gegentaktbeaufschlagung der Signalleiter 2.1 des Prüflings 2. Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Prüfling 2 neben dem Masseelement 2.2 zwei Signalleiter 2.1 auf, die – im Gegensatz zur 2 – im Gegentakt betrieben werden. Der Strom 1 fließt hierbei über einen ersten Signalleiter 2.1 von der Einspeiseschaltung 4 über den Prüfling 2 in die Abschlussschaltung 5 und von dort über den zweiten Signalleiter 2.1 zurück die Einspeiseschaltung 4. Der zweite Signalleiter 2.1 ist gegen einen Abschlusswiderstand 13 geschaltet, der in der Einspeiseschaltung 4 platziert ist. Die Gegeninduktivität M des Prüflings 2 ermittelt sich gemäß:
wobei U_T die von der Signalquelle 3 erzeugte Spannung, z der Abschlusswiderstand 13, U die gemessene HF-Spannung und ω die Kreisfrequenz sind.
In der 4 ist eine erfindungsgemäße Messanordnung schematisch dargestellt. Die Messanordnung besteht aus einem Computer 17, welcher die von einem Benutzer eingegebenen Parameter zu einer als Frequenzgenerator ausgebildeten Signalquelle 3 überträgt. Dem Frequenzgenerator ist ein Leistungsverstärker 9 nachgeschaltet. Der Leistungsverstärker 9 kann sowohl in Kombination aus einem Richtkoppler 10 mit einem Leistungsmesser 18 als auch in Kombination aus einem Spannungsmesser 11 mit einem Scope 12 betrieben werden. Mit der von der Signalquelle 3 generierten Spannung U_T wird der Signalleiter 2.1 des Prüflings 2 gemäß der 1 bis 3 beaufschlagt. Der dabei mittels des HF-Spannungsmessfühlers 7 erfasste Spannungsabfall ΔU beim Rückfließen des der Spannung U_T zugeordneten Stroms I wird der als Spektrumanalysator ausgebildeten Auswerteinheit 6 zugeführt und grafisch angezeigt. Unter Verwendung des an die Auswerteinheit 6 gekoppelten Computers 17 kann nunmehr die Selbstinduktivität L bzw. der Gegeninduktivität M des Prüflings 2 ermittelt werden. Die Signalquelle 3 und die Auswerteinheit 6 sind – entgegen dieser Darstellung – in der Praxis regelmäßig als kompakte Einheit ausgebildet.
Die 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Messplatzes zur Ermittlung der Selbstinduktivität L bzw. der Gegeninduktivität M eines Prüflings 2. Der Messplatz besteht aus einem mehrteilig aufgebauten und geschirmten Rahmen 14 mit einer oberen Ebene und einer parallel dazu angeordneten unteren Ebene, die mittels abgestuften Distanzstücken 15 in ihrem Abstand zueinander verstellt werden können. Die untere Ebene nimmt die Einspeiseschaltung 4 und die obere Ebene nimmt die Abschlussschaltung 5 auf. Jeweils an der als Platine ausgebildeten Einspeiseschaltung 4 und der Abschlussschaltung 5 sind Stopfbuchsen platziert. Der als Kabelabschnitt ausgebildete Prüfling 2 erstreckt sich zwischen den beiden parallel zueinander angeordneten Stopfbuchsen 16 und ist durch diese arretiert. Zur Anpassung an unterschiedliche Längen von Prüflingen 2 und damit exakte Einpassung in den Rahmen 14 erfolgt mittels der vorgenannten Distanzstücke. Der HF-Spannungs-Messfühler 7 bzw. der HF-Tastkopf 8 ist am Rahmen 14 im Bereich der Abschlussschaltung 5 platziert. Zum Zwecke der Justierung des HF-Spannungs-Messfühlers 7 bzw. des HF-Tastkopfes 8 in Bezug auf den Rahmen 14 sind eine nicht dargestellte Spindel oder nicht dargestellte abgestufte Distanzstücke 15 vorgesehen.

1: Vorrichtung
2: Prüfling
2.1: Signalleiter
2.2: Masseelement
3: Signalquelle
4: Einspeiseschaltung
5: Abschlussschaltung
6: Auswerteeinheit
7: HF-Spannungs-Messfühler
8: HF-Tastkopf
9: Leistungsverstärker
10: Richtkoppler
11: Spannungsmesser
12: Scope
13: Abschlusswiderstand
14: Rahmen
15: Distanzstück
16: Stopfbuchse
17: Computer
18: Leistungsmesser

Claims

Vorrichtung (1) zur Ermittlung der elektromagnetischen Störaussendung und Störfestigkeit eines zu untersuchenden elektrischen oder elektronischen Prüflings (2) unter Verwendung zumindest einer Signalquelle (3), einer Einspeiseschaltung (4), dem zwischen der Einspeiseschaltung (4) und einer Abschlussschaltung (5) platzierten Prüfling (2) sowie einer Auswerteinheit (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfling (2) zwischen der Einspeiseschaltung (4) und der Abschlussschaltung (5) elektrisch kurz, d. h. bei einem von 50 Ohm verschiedenen äußeren System mit Abmessungen kleiner einer halben Wellenlänge (λ/2), verschaltet ist, wobei entweder a. zur Ermittlung der Störaussendung der Prüfling (2) über die Einspeiseschaltung (4) mit der Signalquelle (3) elektrisch verschalten und von dieser mit der Spannung U_T beaufschlagbar ausgebildet ist, und ein mit dem Prüfling (2) gekoppelter HF-Spannungs-Messfühler (7) vorgesehen ist, welcher mit der Auswerteinheit (6) elektrisch verbunden ist oder b. zur Ermittlung der Störfestigkeit der Prüfling (2) über die Abschlussschaltung (5) mit einem mit der Signalquelle (3) gekoppelten HF-Tastkopf (8) mit HF-Signalen beaufschlagbar ausgebildet ist, und die Einspeiseschaltung (4) mit der Auswerteinheit (6) elektrisch verbunden ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrischer oder elektronischer Prüfling (2) ein Steckverbinder, ein Kabelabschnitt oder eine Flachbaugruppe vorgesehen sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungsverstärker (9) vorgesehen ist, der der Signalquelle (3) nachgeschaltet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Leistungsverstärker (9) ein Richtkoppler (10) mit einem Leistungsmesser (18) und/oder ein Spannungsmesser (11) mit einem Scope (12) nachgeschaltet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalquelle (3) und die Auswerteinheit (6) als kompakte Einheit in Gestalt eines Spektrumanalysators mit Frequenzgenerator ausgebildet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als HF-Spannungs-Messfühler (7) ein HF-Tastkopf (8) eingesetzt wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verarbeitung von unsymmetrischen Signalen der Prüfling (2) einen Signalleiter (2.1) sowie ein Masseelement (2.2) und die Abschlussschaltung (5) einen Abschlusswiderstand (13) aufweisen, wobei die Auswerteinheit (5) derart ausgebildet ist, um die Selbstinduktivität L des Prüflings (2) zu ermitteln.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verarbeitung von symmetrischen Signalen der Prüfling (2) mindestens zwei Signalleiter (2.1) und ein Masseelement (2.2) aufweist, wobei entweder a. die Signalleiter (2.1) mit Gleichtaktsignalen beaufschlagbar ausgebildet sind und die Abschlussschaltung (5) entweder eine der Anzahl der Signalleiter (2.1) entsprechende Anzahl von Abschlusswiderständen (13) oder einen in Parallelschaltung zusammengefassten Abschlusswiderstand (13) aufweist, wobei die Auswerteinheit (5) derart ausgebildet ist, um die Selbstinduktivität L des Prüflings (2) zu ermitteln, oder b. die Signalleiter (2.1) mit Gegentakttaktsignalen beaufschlagbar ausgebildet sind und die Einspeiseschaltung (4) zumindest einen an mindestens einen rückgeführten Signalleiter (2.1) gekoppelten Abschlusswiderstand (13) aufweist, wobei die Auswerteinheit (6) derart ausgebildet ist, um die Gegeninduktivität M des Prüflings (2) zu ermitteln.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeiseschaltung (4) und die Abschlussschaltung (5) auf einem Rahmen (14) angeordnet sind, welcher zum Zwecke der Arretierung des zwischen der Einspeiseschaltung (4) und der Abschlussschaltung (5) platzierten Prüflings (2) in der Länge und/oder in der Höhe verstellbar ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Höhen- und/oder Längeverstellung des Rahmens (14) eine Spindel oder abgestufte Distanzstücke (15) vorgesehen sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der HF-Spannungs-Messfühler (7) und der HF-Tastkopf (8) am Rahmen (14) im Bereich der Abschlussschaltung (5) platziert sind, wobei zum Zwecke der Justierung des HF-Spannungs-Messfühlers (7) und des HF-Tastkopfes (8) in Bezug auf den Rahmen (14) eine Spindel oder abgestufte Distanzstücke (15) vorgesehen sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der als Kabelabschnitt ausgebildete Prüfling (2) unter Verwendung einer Stopfbuchse und/oder eines Steckverbinders und/oder einer direkten Lötverbindung zwischen der Einspeiseschaltung (4) und der Abschlussschaltung (5) platziert, arretiert und elektrisch leitend verbunden ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der als Steckverbinder ausgebildete Prüfling (2) unter Verwendung eines Kabelabschnitts in Verbindung mit einer Stopfbuchse und/oder eines Steckverbinders und/oder einer direkten Lötverbindung und/oder einer speziellen Buchse ohne Induktivität und/oder einer direkten Lötverbindung zwischen der Einspeiseschaltung (4) und der Abschlussschaltung (5) platziert, arretiert und elektrisch leitend verbunden ist.
Verfahren (1) zur Ermittlung der elektromagnetischen Störaussendung und Störfestigkeit eines zu untersuchenden elektrischen oder elektronischen Prüflings (2), insbesondere eines Steckverbinders, eines Kabelabschnitts oder einer Flachbaugruppe mit zumindest einem Signalleiter (2.1) und einem Masseelement (2.2), unter Verwendung der Vorrichtungsmerkmale nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a. Beaufschlagung der/des Signalleiter(s)(2.1) bzw. des Masseelement (2.2) des Prüflings (2) mit einem HF-Strom 1 unter Verwendung der Signalquelle (3), b. Messung der induzierten HF-Spannung U am Masseelement (2.2) bzw. an dem/den Signalleiter(n)(2.1) des Prüflings (2) beim Rückfluss des HF-Stroms und c. Berechnung der Selbstinduktivität L oder Gegeninduktivität M des Prüflings (2).
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbstinduktivität L oder die Gegeninduktivität M des Prüflings (2) ermittelt werden gemäß:
wobei U_T die von der Signalquelle (3) erzeugte Spannung, z der Abschlusswiderstand (13), U die gemessene HF-Spannung und ω die Kreisfrequenz sind.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der ermittelten Selbstinduktivität L oder der Gegeninduktivität M des Masseelements des Prüflings (2) Maßnahmen zur Gestaltung der EMV-Eigenschaften ergriffen werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Maßnahmen zur Gestaltung der EMV-Eigenschaften konstruktive Änderungen – beispielsweise bei als geschirmten Steckverbindern ausgebildeten Prüflingen (2) mit Schirmkontaktfedern deren Anordnung und Ausbildung – vorgesehen sind.