DE3724402C2 - Verfahren zur Prüfung der Störfestigkeit von mit Filtern am Eingang ausgerüsteten elektronischen Geräten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ver­ fahren nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Elektronische Geräte bzw. Schaltkreise werden häufig an ihrem Eingang mit Filtern versehen, die hoch­ frequente Störungen auf Versorgungs- und Signallei­ tungen unwirksam machen sollen, indem sie die Stör­ spannungen oder -ströme gegen Masse ableiten. Normaler­ weise liegt die erreichte Störfestigkeit der elek­ tronischen Schaltkreise in einem Frequenzbereich ober­ halb der eigentlichen Arbeitsfrequenz der von außen kommenden oder nach außen gehenden Signale.

In der Fertigung und auch später im Betrieb der Geräte muß neben der eigentlichen Funktion des Gerätes auch die Wirksamkeit der Filter überprüft werden. Hierbei könnte man bekannte Verfahren zum Prüfen der Störfestig­ keit, z. B. ein Verfahren nach der Norm VG 95 373 Teil 14 anwenden, bei dem induktiv oder kapazitiv auf die An­ schlußleitungen des zu prüfenden Gerätes bzw. Schalt­ kreises Störspannungen oder Störströme übertragen werden und ihr Einfluß auf die Funktion des Gerätes ge­ messen und beobachtet wird. Dies bedeutet, daß man das Gerät in voller Funktion betreiben und möglicherweise in verschiedene Betriebszustände versetzen muß, um die Störfestigkeit auch in allen denkbaren Betriebszuständen nachzuweisen. Dies ist besonders für einzelne Geräte, die Bestandteile eines Systemes sind und viele Anschluß­ leitungen nach außen aufweisen, ein sehr aufwendiges Ver­ fahren, weil die Funktionen des Systemes nachgebildet werden müssen. Es wäre auch denkbar, mit bekannten Meß­ verfahren die Parameter solcher Filter nachzuprüfen, die in erster Linie aus Kondensatoren und Induktivitäten be­ stehen. Man stellt aber in der Regel fest, daß diese Filterbausteine den Bauelementen des eigentlichen elektronischen Schaltkreises bzw. Gerätes, wie z. B. Widerständen, Kondensatoren und Halbleiterbauelementen parallel oder in Reihe geschaltet sind, so daß ein einwandfreier meßtechnischer Nachweis der Funktion der Filterkomponenten ohne Eingriff in die Schaltung selbst im allgemeinen nicht möglich ist.

Vorrichtungen zur Messung allgemeiner Filterparameter sind bekannt, wobei eine beidseitige Zugänglichkeit der Filteranschlüsse vorausgesetzt wird, z. B. als "Automatic Network Analyzer" (Firmenschrift - Operating and Service Manual - von Hewlett Packard, Okt. 1969).

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Meßverfahren anzugeben, das in sehr einfacher Weise gestattet, die Filterfunktion elektronischer Geräte zu prüfen, wenn nur die Filtereingänge zugänglich sind, und das Gerät selbst nicht in Betrieb genommen werden muß.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungs­ gemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Anordnung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens; und

Fig. 2a, b Signalverläufe bei intaktem und bei defektem Filter am Eingang des Meßobjektes.

Gemäß Fig. 1 ist ein Signalgenerator 10 angeordnet, dessen Frequenz bei konstanter Amplitude über einen weiten Bereich durchstimmbar ist. Das von dem Signalgenerator 10 erzeugte Signal wird über einen Richtkoppler 12 einem elektronischen Geräte 14 zugeführt, das aus einer elek­ tronischen Schaltung 16 mit dem zu überprüfenden Filter 18 am Eingang besteht.

Zwischen dem Richtkoppler 12 und dem Filter 18 befindet sich eine Meßleitung 13, vorzugsweise als Koaxialleitung ausgeführt mit einer definierten Eigenresonanz und Phasengeschwindigkeit. Von dem elektronischen Gerät 14 reflektierte Signale werden über den Richtkoppler 12 einem Meßempfänger 20 zugeführt.

Die Komponenten 10, 12 und 20 sind ebenfalls über Leitungen, vor­ zugsweise Koaxialleitungen miteinander verbunden, deren Wellen­ widerstand entsprechend angepaßt ist, um durch die Anschlußlei­ tungen bedingte Reflexionen zu vermeiden.

Aus Fig. 2a ist erkennbar, daß bei vorhandenem und intaktem Filter am Eingang des elektronischen Gerätes das von dem Signalgenerator 10 gesendete und über den Richtkoppler 12 dem elektronischen Gerät 14 zugeleitete Signal über einem weiten Bereich der durch­ stimmbaren Frequenz nur eine geringe konstante Dämpfung erfährt, während bei einer durch die Länge der Leitung zwischen Richtkoppler 12 und Filter 18 vorgegebenen charakteristischen Frequenz eine schmalbandige Dämpfungserhöhung infolge Resonanzabsorption auftritt. Dieser Dämpfungsverlauf hinsichtlich der reflektierten Welle wird über den Richtkoppler 12 vom Meßempfänger 20 erfaßt. Dieser kann das empfangene reflektierte Signal mit dem für ein intakter Filter typischen Dämpfungsverlauf abspeichern und bei abweichenden Signal­ verläufen ein Fehlersignal anzeigen.

Sollte das Filter am Eingang der elektronischen Schaltung unwirksam sein, so treten im unteren Teil des durchstimmbaren Frequenzbereiches weitere Resonanzabsorptionen d. h. erhöhte Dämpfungen auf, weil nunmehr das ankommende elektrische Signal am Filter nur noch eine geringe Reflexion erfährt, in die nachgeschaltete elektronische Schaltung eindringt und von dort frequenzabhängig reflektiert wird. Infolge der zusätzlichen Leitungslängen innerhalb der elektronischen Schaltung werden die zusätzlichen Resonanzabsorptionen und somit die zusätzlichen Dämpfungserhöhungen im unteren Teil des Frequenzbereiches beobachtet.

Aus diesen zusätzlichen Dämpfungserhöhungen kann eindeutig auf ein defektes Filter am Eingang der elektronischen Schaltung geschlossen werden.

Fig. 2b zeigt einen derartigen Verlauf der reflektierten Spannung. Ein Vergleich mit Fig. 2a läßt eindeutig erkennen, daß im unteren Frequenzbereich Signale aus der elektronischen Schaltung reflektiert werden und eine Filterwirkung nicht vorhanden ist.

Die aus Fig. 2a bekannte Reflexion, bedingt durch die Leitung 13, tritt ebenfalls in Fig. 2b auf.

Claims (5)

1. Verfahren zur Prüfung der Störfestigkeit von mit Filtern am Eingang ausgerüsteten elektronischen Geräten, wobei dieser Eingang mit Signalen von einer durchstimmbaren Frequenz über einen Richtkoppler und eine Meßleitung beaufschlagt wird und die reflektierten Signale einem Meßempfänger zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristische Frequenz der Meßleitung, die durch deren elektrische Länge vorgegeben ist, vorab bestimmt wird, und bei der Prüfung der elektronischen Geräte Dämpfungserhöhungen der reflektierten Signale unterhalb der charakteristischen Frequenz ausgewertet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Laufzeitmessung des reflektierten Signales.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, gekenn­ zeichnet durch eine Speicherung des erwarteten Signalverlaufes, Vergleich des bei der Messung empfangenen Signalverlaufes mit dem erwarteten Signalverlauf und Anzeige eines Fehlers beim Auftreten einer Abweichung.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, gekenn­ zeichnet durch eine Differentiation oder Inte­ gration des empfangenen Signalverlaufes, Vergleich des differenzierten oder integrierten Signalverlaufes mit einem Schwellwert und Verstärkung der den Schwellwert übersteigenden Signalkomponenten.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn­ zeichnet durch die Verwendung eines Multiplexers zwischen der Leitung (13) und dem Filtereingang des elektronischen Gerätes (14) zur automatischen Prüfung mehrpoliger Ein/Ausgänge des Gerätes (14).