DE4330345C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung und Bewertung des EMV-Verhaltens eines elektrischen Gerätes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung und Bewertung des EMV-Verhaltens eines elektrischen GerätesInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erfassung und Bewertung
des EMV-Verhaltens eines elektrischen Gerätes oder einer elektrischen
Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einer
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Unter EMV-Verhalten soll dabei die geräteinterne Wandlung
einer elektromagnetischen Störgröße in einen Funktions
fehler verstanden werden.
Mit dem neuen Meßsystem soll überwacht werden, ob eine
elektromagnetische Störgröße das Gerät, die Schaltung
beeinflussen kann oder nicht, ob eine evtl. Störgröße
kritische Werte erreicht oder erreichen kann.
Der für die Störgröße ursächliche Störstrom wird meist
über Leitungen an das Gerät herangeführt und dringt über
die Geräteschnittstellen ein. Am leichtesten gelangt er
über galvanische Verbindungen ins Geräteinnere. Ausrei
chend sind auch wenige Pikofarad parasitäre Koppelkapa
zität galvanisch trennender Schnittstellen (Relais, Über
trager, Optokoppler). Über parasitäre Gehäusekapazitäten
kann der Störstrom ebenso fließen, wie über Kabelschirm
kapazitäten.
Nur schwer zu beherrschende Verhältnisse liegen vor, wenn
der Störstrom ist die Schaltungsmasse (GND) durchfließt
und an ihrer verteilten Induktivität eine Längsspannung
erzeugt. Diese wird von den Masseanschlüssen integrierter
Schaltungen abgegriffen, gelangt an Schaltkreiseingänge E
und wird, wenn die statische beziehungsweise dynamische
Schaltschwelle eines IC überschritten wird, in ein
Störsignal gewandelt. Das Störsignal kann über logische
Wege zur Fehlfunktion des Gerätes führen.
Die Empfindlichkeit eines ICs ist von der Charakteristik
seiner dynamischen Schaltschwelle abhängig.
Aus dem Stand der Technik bekannte Meßvorrichtungen, wie
Oszilloskope und Spektrumanalysatoren messen den Zeit
verlauf oder das exakte Amplitudendichtespektrum der Stör
vorgänge. Die dabei auftretenden Probleme können wie folgt
zusammengefaßt werden.
Falls im Geräteinneren gemessen wird, werden die
elektromagnetischen Geräteeigenschaften berücksichtigt,
was zur Folge hat, daß über die Meßleitungen zusätzlich
ein Störstrom fließt, der die Verhältnisse im Gerät
verfälscht. Das elektromagnetische Verhalten des Gerätes
verändert sich durch diese zusätzliche (metallische)
Verbindung total, was zu nicht zu vernachlässigenden
Meßfehlern führt.
Übliche, analogarbeitende Meßgeräte, wie selektive
Nahfeld-Prüfsonden zur Lokalisierung dominanter
Störstrahlungsquellen messen zwar die Störgrößen von
außerhalb, eine Umrechnung auf die für logische
Schaltfehler ausschlaggebende innere Störspannung ΔUi
am Eingang des ICs ist aber nur schwer und mit hohem Auf
wand möglich.
Aus der Druckschrift von LANGER, G: Hochgenaue EMV-
Modellierung. In Elektronik-Journal 1992, Heft 11, S. 44
ff. ist ein Verfahren zur Erfassung und Bewertung des EMV-
Verhaltens eines elektrischen Gerätes bzw. einer elektri
schen Schaltung bekannt.
Der hier vorgestellte EMV-Sensor ermöglicht die Bewertung
und den Vergleich von EMV-Maßnahmen an digitalen Geräten.
Er arbeitet auf der Basis des geräteinternen Wandlungs
mechanismus von Störgrößen in logische Veränderungen, d. h.
das Störsignal erzeugt bei Überschreiten einer Schalt
schwelle, die auf die Empfindlichkeit der in der Schaltung
verwendeten IC′s abgestimmt ist, ein logisches Signal.
Eine Berücksichtigung der elektromagnetischen Geräteeigen
schaften erfolgt durch die bekannte Meßtechnik nicht.
Aus dem Zeitverlauf von Meßwerten läßt sich erfahrungs
gemäß nur schwer die Entscheidung ableiten, ob ein Gerät
gestört ist oder nicht.
Abgeleitet von diesem Stand der der Technik ist es Aufgabe
der Erfindung, ein Meßverfahren und ein direkt anzeigendes Meßsystem zu
entwickeln, daß in seinen Meßparametern das EMV-Verhalten
des Meßobjektes berücksichtigt und dadurch die Störgröße bzw.
die Gerätestörschwelle möglichst exakt und ohne Rückwir
kungen erfaßt und den Fehlerfall, ggf. mit einer vorheri
gen Warnphase zuverlässig anzeigt.
Mit dem neuen Meßsystem sollen also zu hohe, den ordnungs
gemäßen Betrieb des Gerätes, der Schaltung beeinflussende
Störgrößen signalisiert und die Wirkung von Entstörmit
teln, wie Filter, Trennrelais, Trennübertrager, Stoßspan
nungsbegrenzer und Schirmungsmaßnahmen oder auch anderer
EMV-Maßnahmen in ihrer Betriebszuverlässigkeit überwacht
werden.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe für das Verfahren ist
im Patentanspruch 1 und für die Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens ist im Patent
anspruch 3 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Störgrößen können leitungsgebunden als Störstrom oder
über das im Raum vorhandene elektromagnetische Feld in das
Gerät eindringen.
Das leitungsgebundene Eindringen ist für die Entstehung
von Störgrößen und Funktionsfehlern dominierend. Bei den
meisten Geräten ist nur ein leitungsgebundenes Eindringen
möglich. Selbst wenn Störgrößen über das im Raum wirkende
Feld eindringen, fließen sie als Störstrom über Leitungs
verbindungen ab und können an den Zuführungs-Leitungen
erfaßt werden. Daraus folgt für die Umsetzung des
erfindungsgemäßen Lösungskonzepts, daß der Überwachung der
Geräteleitungen, bis auf spezielle Anwendungen, der Vorgang
einzuräumen ist.
Das erfindungsgemäße Meßsystem besteht im wesentlichen aus
einem Meßsensor, der durch variable Einstellparameter dem
EMV-Verhalten des Gerätes bzw. der Schaltung angepaßt
wird. Bei Annäherung des Wertes der Störgröße an den
Wert, der einem Funktionsfehler entspricht, oder bei
Erreichen dieses kritischen Wertes wird vom Meßsystem ein
Signal erzeugt. Damit verbunden signalisiert das Meßsystem
das Überschreiten seiner durch Einstellparameter festge
legten Störschwelle, wonach weitere erforderliche Aktivi
täten zum Schutz des betreffenden Gerätes bzw. spezieller
Baugruppen initiiert werden können.
Diese Störschwelle kann gleich oder i.a. mit einem defi
nierten Abstand unter die Gerätestörschwelle eingestellt
werden. Das vom Meßsystem erzeugte Signal kann eine War
nung auslösen oder in einem entsprechenden informations
verarbeitenden System weiter verarbeitet werden.
Das Meßsystem ist außerhalb des zu überwachenden Gerätes
angeordnet und besteht aus einer kompakten abgeschlossenen
Einheit.
Die Erfassung der Störgröße durch das Meßsystem kann über
das vom Störstrom ist beeinflußte Magnetfeld des zum Gerät
führenden Kabels und/oder durch Auswertung des vorhandenen
elektrischen Feldes erfolgen.
Auch eine induktive Erfassung der Störgröße ist über die
Induktivität des mit dem Störstrom ist beaufschlagten
Kabels, das zum zu schützenden Gerät führt, möglich.
Mit einer bevorzugten Ausführungsform des Meßsystems
erfolgt die Erfassung der leitungsgebundenen Störgröße auf
magnetischem Wege. Dabei ist der Sensor des Meßsystems mit
einer Induktionsschleife spezieller Geometrie verbunden.
Diese mit Sensor bzw. Meßsystem gekoppelte Induktions
schleife wird in das um das Zuführungskabel zum Gerät beim
Stromfluß aufgebaute Magnetfeld eingebracht.
Bei Ausbildung der Induktionsschleife in Form einer Acht
wird das Wirksamwerden von nicht zum Kabel gehörenden
Magnetfeldern verhindert. Das beide Teilschleifen glei
chermaßen durchdringende Magnetfeld induziert Spannungen,
die sich in ihrer Größe aufheben.
Das erfindungsgemäße Meßsystem verarbeitet hauptsächlich
impulsförmige Störgrößen, die einen besonders steilen
Anstieg (ns) und kurze Impulsbreiten (ns) besitzen; dazu
gehören Burstimpulse, die durch Schaltvorgänge entstehen,
und ESD-Impulse, die durch elektrostatische Entladungen
hervorgerufen werden.
Diese Impulse können ohne Probleme über galvanische
Trennstellen an die Geräteschnittstelle gelangen und in
das Gerät eindringen. Sie fließen über die parasitären
Kapazitäten (einige pF) der galvanischen Trennstellen und
weiter über induktivitätsarme Leitungen der Geräteschal
tung.
Auf diesem Weg kann der Störstrom an den parasitären
Induktivitäten der Masseleitung (GND) einen Störspannungs
abfall ΔUi erzeugen, der vom IC abgegriffen wird. Diese
Spannung wird als induktive Komponente bezeichnet. Weiter
hin kann der Störstrom ein Magnetfeld erzeugen, das in
Schleifen, die von Signalleiterzügen und Masseleitungen
bzw. der Massefläche (GND) gebildet werden, Spannungen
induziert. Diese Spannungen stehen ebenfalls an IC-Ein
gängen an.
Darüber hinaus kann noch eine elektrische Komponente ent
stehen.
Alle drei Komponenten erzeugen an den IC-Eingängen eine
Störspannung und können vom gleichen Störstrom oder
Störvorgang herrühren.
Bei allen drei Komponenten erzeugt letzlich ein Störstrom
eine Spannung ΔUi am IC-Eingang.
Diese Geräteeigenschaft ist bedingt durch die Gerätegeome
trie, die wiederum durch die Gerätekonstruktion vorgegeben
wird. Sie wird zusammengefaßt unter der Bezeichnung geome
trische Komponente der physischen Robustheit und muß vom
Sensor des Meßsystems nachgebildet werden.
Diese geometrische Komponente der physischen Robustheit
stellt dabei den 1. Parameter des Meßsystems dar, der vom
Sensor nachzubilden ist.
Die Ursache für die unterschiedliche physische Robustheit
liegt zum einen in der verschiedenen IC-Empfindlichkeit,
die herstellerabhängig beziehungsweise schaltkreisfami
lienabhängig (HC, ALS) ist, zum anderen und zum größeren
Teil aber an den geometrischen Verhältnissen auf den Pla
tinen.
Die Störspannung ΔUi besitzt Impulsformen, die Exponen
tialimpulsen oder Einschwingvorgängen ähneln. Die An
stiegszeiten und Impulsbreiten können im ns-Bereich
liegen.
Derartige Impulsbreiten werden vom IC mit der dynamischen
Schaltschwelle bewertet.
Wenn die dynamische Schaltschwelle überschritten wird,
entsteht im IC eine Änderung des logischen Zustandes und
damit Signals d. h., die Schaltsicherheit wird beeinflußt
und es kann zu Funktionsfehlern kommen.
Je kürzer und steiler die äußere Störspannung ist, um so
besser dringt sie in das Gerät ein und erzeugt ΔUi.
Hohe dynamische Schaltschwellen können dabei u. U. leichter
überschritten werden, weil die Eindringfähigkeit über die
Schnittstellen des Gerätes bzw. der Schaltung für schmale,
steile Impulse besser ist.
Langsame, breite Impulse mit geringem Anstieg können nicht
wirksam über die Geräteschnittstellen und die geometrische
Struktur bis an die IC-Eingänge vordringen.
So ergibt sich ein Verträglichkeitsloch im Anfangsbereich
der dynamischen Schaltwelle.
Dieser Zusammenhang ist nichtlinear. Von einer im Schal
tungsinneren gemessenen Störspannungsamplitude läßt sich
demnach nicht auf eine Beeinflussung schließen.
Die Bewertung der Störspannung mit der dynamischen Schalt
schwelle des IC wird als zweite Sensorkomponente des er
findungsgemäßen Meßsystems genutzt. Daraus folgt, daß die
IC-Empfindlichkeit im Sinne der Auswertung ihrer dynami
schen Schaltschwelle als zweiter Parameter für die Be
schreibung der physischen Robustheit mit dem erfindungsge
mäßen Meßsystem zu erfassen ist.
Der Sensor des Meßsystems weist also zwei einstellbare
Meßparameter auf. Der erste Sensorparameter wird technisch
realisiert durch eine Erfassungseinheit der leitungsgebun
denen Störgröße, die die Geometrie der Schaltung bzw. die
elektromagnetischen Geräteeigenschaften nachbildet. Diese
Erfassungseinheit wirkt zusammen mit einer Baugruppe, die
die Verstellbarkeit der elektromagnetischen Eigenschaften
gewährleistet.
Die Erfassungseinheit besteht aus der o.g. speziell ge
formten Induktionsschleife, die vorzugsweise die Form einer
Acht aufweist. Dabei wirkt die Schleife wie ein Signallei
terzug einer Schaltung.
Als Baugruppe zur Verstellung der elektromagnetischen
Geräteeigenschaften dient ein Spannungsteiler R1.
Sollen beide Störpulspolaritäten erfaßt werden, so wird
einmal an die Induktionsschleife ein schneller Gleich
richter angeschlossen. Zum anderen werden zwei Induktions
schleifen und zwei Meßsensoren eingesetzt, deren Ausgangs
signale logisch miteinander verknüpft werden. Dabei ist
eine Induktionsschleife für den positiven Impuls und die
andere gegensinnig betriebene Schleife für die Verarbei
tung des negativen Impulses vorgesehen.
Der zweite Sensorparameter wird realisiert durch eine
Einheit zur Berücksichtigung bzw. Nachbildung der IC-
Empfindlichkeit. Diese Einheit weist ebenfalls eine Ver
stellfunktion auf.
Die technische Ausführung der Einheit zur Berücksichtigung
und Verstellung der IC-Empfindlichkeit erfolgt durch einen
Vorwiderstand Rv, der dem Eingang E eines IC vorgeschaltet
ist. Anstelle des Vorwiderstandes kann die IC-Empfindlich
keitsverstellung auch durch solche Maßnahmen, wie Poten
tialanhebung oder Tiefpaßeinsatz erfolgen.
Im Meßverlauf entsteht - verursacht durch den leitungsge
bundenen Störstrom ist - die Spannung ΔUi, die auf die
dynamische Schaltschwelle des IC-Eingangs im Meßsensor
einwirkt.
In einer anderen Ausführungsform kann der Meßsensor auch
nur mit einer Verstellmöglichkeit ausgebildet sein. In
diesem Fall besitzt der Sensor eine konstante IC-Empfind
lichkeit; wenn eine andere Empfindlichkeit benötigt wird,
muß ein zweiter Sensor mit anderer Auslegung zur IC-
Empfindlichkeit, d. h. anderer IC-Bestückung benutzt
werden.
Die Empfindlichkeit des Meßsensors kann beispielsweise
durch IC-Steckmodule in diskreten Schritten variiert
werden.
Eine gewisse Empfindlichkeitsverstellung ist auch durch
die Abweichungen bzw. Toleranzen der IC-Kennwerte unter
schiedlicher IC-Familien gegeben.
Zur besseren Auswertung der gemessenen Sensorparameter
wird der Einheit für den zweiten Sensorparameter, die mit
der Erfassungseinheit für den ersten Sensorparameter in
Reihe geschaltet ist und ein logisches Signal S abgibt,
eine Impulsformer-/Treiberstufe sowie eine Anzeige
und/oder Ausgabeeinheit nachgeschaltet.
Der Aufbau der Impulsformerstufe kann beispielsweise nach
DE 42 12 751 A1 erfolgen. In dieser
Schrift wurde eine Schaltungsanordnung zur Messung der
elektromagnetischen Verträglichkeit digitaler Baugruppen
beschrieben.
Als Anzeige- und/oder Ausgabeinheit werden alternativ
eingesetzt eine LED-Anzeige, ein potentialfreier Ausgang
(Relais) für langsame Anzeigevorgänge, Einkopplung in
einen LWL mit Optokoppler, Transistorausgang sowie spezi
fische Datentreiber für schnelle, synchrone Anzeigevor
gänge.
Bei Überwachung des zu schützenden Gerätes über längere
Zeiträume kann das als kompaktes geschlossenes Gerät
ausgeführte Meßsystem mit integriertem Meßsensor am
Kabelbaum der Leitungszuführung befestigt werden. Zur
Befestigung selbst sind handelsübliche Kabelbinder, Clipse
und ähnliches einsetzbar.
Als Anwendungsgebiete für das erfindungsgemäße Meßsystem,
den Meßsensor seien beispielhaft genannt:
- - die Überwachung bestimmter Kabel in einem Kabelschrank,
- - die Überwachung eines kompletten Kabelbaumes innerhalb und außerhalb eines Kabelkanals,
- - die Überwachung ausgewählter Leitungsadern,
- - Überwachungsmaßnahmen direkt am Geräteeingang im Gleich takt oder auch im Gegentakt.
Aus den vielfältigen Anwendungsvorteilen seien hervorge
hoben.
Der erfindungsgemäße Meßsensor kann, ohne daß das Gerät
geöffnet werden muß, von außerhalb angeschlossen werden.
Damit verbunden ist die Unabhängigkeit des Meßsystems vom
Meßobjekt und eine einfache Handhabung.
Die EMV-Geräteeigenschaften können mittels der beiden
Sensorparameter am Meßsystem eingestellt werden.
Es läßt sich durch diese Einstellparameter ein definierter
Abstand zur Gerätestörschwelle einstellen.
Der erfindungsgemäße Meßsensor liefert die Entscheidung
"eingestellte Störschwelle überschritten" sofort, ohne daß
langwierige Auswertungen vorgenommen werden müssen.
Das Ausgangssignal ist ein Binärsignal und läßt sich ein
fach mit bekannten Mitteln weiterverarbeiten.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all
gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch
beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung
aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen
Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 Blockschaltbild des Meßsystems mit einem Meßsensor,
der zwei Verstellmöglichkeiten aufweist;
Fig. 2 Blockschaltbild des Meßsystems mit einem Meßsensor
für nur eine Verstellmöglichkeit;
Fig. 3 Blockschaltbild des Meßsystems mit Angabe aller
Baugruppen für einen Meßsensor mit zwei Verstell
möglichkeiten;
Fig. 4 ausgeführte Schaltung auf der Grundlage des Block
schaltbildes nach Fig. 3;
Fig. 5 Befestigung eines kompakt ausgeführten Meßsystems/
Meßsensors an einer Leitungszuführung.
In Fig. 1 wird das Meßsystem mit zwei
Verstellmöglichkeiten für den Meßsensor anhand eines
Blockschaltbildes dargestellt.
Die leitungsgebundene Störgröße 11 wird von einer Erfas
sungseinheit 4 aufgenommen und kann in ihrer Größe durch
eine Baugruppe 5 zur Verstellung der elektromagnetischen
Eigenschaften verändert werden. Diese Veränderung bzw.
Verstellung entspricht dabei dem ersten Sensorparameter,
der die geometerische Komponente der physischen Robustheit
des zu überwachenden Gerätes nachbildet.
Mit der Einheit für den zweiten Sensorparameter 6 wird die
IC-Empfindlichkeit des zu überwachenden Gerätes berück
sichtigt und damit die zugehörige dynamische Schaltschwel
le nachgebildet. Die Impulsformer-/Treiberstufe 9 und die
nachgeschaltete Anzeigeeinheit 10 komplettieren das Meß
system bzw. den Meßsensor.
Alle Bauelemente bzw. Baugruppen sind in Reihe geschaltet.
Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild für ein erfindungsgemäßes
Meßsystem, wobei der integrierte Meßsensor nur eine Ver
stellmöglichkeit für die Nachbildung der elektromagneti
schen Geräteeigenschaften aufweist.
Die Einheit 6 für den zweiten Sensorparameter besitzt eine
feste IC-Empfindlichkeit. Die IC-Empfindlichkeit dieses
Meßsystems kann nur durch Austausch des verwendeten ICs
erfolgen, was beispielsweise über Aufsteckmodule möglich
ist.
Fig. 3 veranschaulicht das erfindungsgemäße Meßsystem mit
zwei verstellbaren Sensorparametern anhand eines
Blockschaltbildes, in das alle für die Ausführung eines
derartigen Meßsensors erforderlichen Baugruppen bzw.
Bauelemente eingezeichnet sind.
Eine ausgeführte Schaltung auf der Grundlage dieses Block
schaltbildes nach Fig. 3 ist in Fig. 4 dargestellt.
Die in Form einer Acht ausgeführte Induktionsschleife 4
erfaßt das durch den über die Anschlußleitung 3 für das zu
überwachende Gerät 2 fließenden Störstrom ist verursachte
Magnetfeld.
In der Induktionsschleife 4 wird eine Spannung ΔUio indu
ziert. Mit der Induktionsschleife werden die elektromagne
tischen Geräteeigenschaften nachgebildet. Die Schleife
verhält sich ähnlich wie ein Signalleiterzug in einer
Geräteschaltung. Die Stärke der Kopplung läßt sich durch
einen Spannungsteiler R1 (Bauelement 5) variieren.
Es entsteht die Spannung ΔUi, die auf die dynamische
Schaltschwelle eines IC-Eingangs (Bauelement 7) wirkt.
Durch den Vorwiderstand Rv (Bauelement 8) wird die IC-
Empfindlichkeit verändert.
Der Eingang E stellt den Eingang eines IC dar, der eine
definierte dynamische Schaltschwelle besitzt und zu einer
bestimmten IC-Familie gehört. Am Eingang E wird ΔUi in
ein logisches Signal S umgewandelt. Durch den Impulsformer
9.1 wird das logische Signal in ein Signal L definierter
Länge umgewandelt. Das logische Signal S hat die Dauer
von einigen ns und wird von der Impulsformerstufe 9.1
verlängert, so daß es weiter verarbeitbar ist.
Das Ausgangssignal des Treibers 9.2 kann z. B. ein Relais
10.2 ansteuern.
Weiterhin kann als Anzeige- oder Ausgabeeinheit 10 dem
Treiber 9.2 eine LED 10.1 nachgeschaltet werden, mit der
das Signal direkt am kompakten Meßsystem/Meßsensor sicht
bar gemacht werden kann. Dazu ist die LED-Anzeige auf der
Frontseite in das Gehäuse des Meßsystems/Meßsensors inte
griert, s. auch Fig. 5.
Eine andere Anzeigemöglichkeit ist mit Optokoppler und
Lichtwellenleiter LWL (Baugruppe 10.3) gegeben.
Alternative Bauelemente 8 zur Verstellung der IC-Empfind
lichkeit sind in Fig. 4 mittels einer IC-Empfindlichkeits
verstellung durch Potentialanhebung 8.1 sowie durch Tief
paß 8.2 dargestellt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante für die Befestigung
des kompakt ausgeführten Meßsystems/Meßsensors 1 an einer
Kabelzuführung 3.
Sichtbar wird die Kabelbefestigung mittels Kabelbinder 12
am Gehäuseboden des Meßsystems/Meßsensors 1, s. Darstel
lung der Rückseite in Fig. 5.1. Hier ist auch das Sensor
kabel 13 eingezeichnet, daß an 24 V Hilfsenergie ange
schlossen wird.
Fig. 5.2 ist ein Blick auf die Frontseite des an der
Kabelzuführung 3 montierten Meßsystems/Meßsensors 1 mit
der im Gehäuse integrierten LED-Anzeige 10.1.
Claims (11)
1. Verfahren zur Erfassung und Bewertung des EMV-Verhal
tens eines elektrischen Gerätes oder einer elektrischen
Schaltung auf der Basis des geräteinternen Wandlungsmecha
nismus von Störgrößen in logische Veränderungen, wobei das
erzeugte Störsignal bei Überschreiten einer Schaltschwel
le, die auf die Empfindlichkeit der in der Schaltung ver
wendeten integrierten Schaltkreise (IC′s) abgestimmt ist, ein logisches Signal
erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßsystem (1) eingesetzt
wird, das die Empfindlichkeit des elektrischen Gerätes (2)
und/oder spezieller Gerätebaugruppen im Sinne der vorhan
denen physischen Robustheit des Gerätes (2) oder der elek
tronischen Schaltung nachbildet, wobei eine Sensorkom
ponente des Meßsystems (1) als 1. Parameter die geometri
sche Komponente der physischen Robustheit und eine weitere
Sensorkomponente als 2. Parameter die IC-Empfindlichkeit
nachbildet und die Erfassung der Störgröße (11) durch das
Meßsystem (1) kontinuierlich oder in diskreten Schritten
während einer vorgegebenen Meßzeit mittels des vom Stör
strom ist erzeugten Magnetfeldes des zum Gerät (2)
führenden Kabels (3) und/oder über das vorhandene elektri
sche Feld und/oder auf induktivem weg durch Auswertung des
an der Induktivität des Kabels oder der Leitung (3)
erzeugten Spannungsabfalls erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der 1. Sensorparameter, der
die Geometrie der Schaltung, des elektrischen Gerätes (2)
nachbildet, durch eine Erfassungseinheit (4) für die
leitungsgebundene Störgröße (11) und eine Baugruppe (5)
zur Verstellung der elektromagnetischen Eigenschaften
und der 2. Sensorparameter durch eine Einheit (6) zur
Nachbildung und Verstellung der IC-Empfindlichkeit reali
siert wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsystem (1) einen Meß
sensor mit zwei Verstellmöglichkeiten für die geometrische
Komponente der physischen Robustheit des zu bewertenden
Gerätes (2) und die IC-Empfindlichkeit besitzt und der
Reihenschaltung von Erfassungseinheit (4) für die Stör
größe, der Baugruppe (5) für die Verstellung der elektro
magnetischen Eigenschaften sowie der Einheit (6) für die
Nachbildung der IC-Empfindlichkeit eine Impulsformer-/Trei
berstufe (9) sowie eine Anzeige- und/oder Ausgabeeinheit (10)
nachgeschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsystem (1) einen
Meßsensor mit lediglich einer Verstellmöglichkeit für die
Nachbildung der elektromagnetischen Geräteeigenschaften
(Geometrie der Schaltung) aufweist, wobei die IC-Empfind
lichkeit mit einem bestimmten IC nachgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Erfassung der leitungs
gebundenen Störgröße (11) auf magnetischem Wege das Meß
system (1) mit dem integrierten Meßsensor mit einer Induk
tionsschleife (4) als Erfassungseinheit gekoppelt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsschleife (4) die
geometrische Form einer Acht aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß als Baugruppe (6) zur Verstel
lung der elektromagnetischen Geräteeigenschaften ein Span
nungsteiler R1 vorgesehen ist, der der Induktionsschleife
(4) nachgeschaltet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (6) zur
Berücksichtigung bzw. Verstellung der IC-Empfindlichkeit
durch einen IC (7) und einen Vorwiderstand Rv (8)
realisiert ist, wobei der Vorwiderstand Rv dem Eingang E
des IC (7) vorgeschaltet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die IC-Empfindlichkeitsver
stellung mittels Potentialanhebung (8.1) oder Tiefpaß
(8.2) ausgeführt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die IC-Empfindlichkeit in
diskreten Schritten durch Austausch der IC-Module (7)
einstellbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsystem (1) mit dem
Meßsensor als kompaktes geschlossenes Gerät aufgebaut
ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934330345 DE4330345C1 (de) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung und Bewertung des EMV-Verhaltens eines elektrischen Gerätes |
AT94113567T ATE180574T1 (de) | 1993-09-08 | 1994-08-31 | Mess- und experimentiersystem zur erfassung und bewertung des emv-verhaltens elektrischer geräte, baugruppen und schaltungen |
DE59408305T DE59408305D1 (de) | 1993-09-08 | 1994-08-31 | Mess- und Experimentiersystem zur Erfassung und Bewertung des EMV-Verhaltens elektrischer Geräte, Baugruppen und Schaltungen |
EP94113567A EP0642028B1 (de) | 1993-09-08 | 1994-08-31 | Mess- und Experimentiersystem zur Erfassung und Bewertung des EMV-Verhaltens elektrischer Geräte, Baugruppen und Schaltungen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19934330345 DE4330345C1 (de) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung und Bewertung des EMV-Verhaltens eines elektrischen Gerätes |
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Cited By (3)
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1993
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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LANGER, G.: Hochgenaue EMV-Modellierung. In: Elektronik-Journal 1992, H. 11, S. 44,46,48,50 * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114200371B (zh) * | 2021-08-09 | 2023-07-11 | 威凯检测技术有限公司 | 一种用于静电放电抗扰度试验的能力验证装置 |
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