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Elektromagnetische Verträglichkeit - Exam
Elektromagnetische Verträglichkeit - Exam Aufgabe 1) Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist die Fähigkeit elektronischer Geräte, in ihrer elektromagnetischen Umgebung ordnungsgemäß zu funktionieren, ohne andere Geräte zu stören. Sie umfasst das geordnete Funktionieren in Gegenwart elektromagnetischer Phänomene und beinhaltet sowohl Emission als auch Immunität. Das Ziel der EMV ist die Minimi...

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Elektromagnetische Verträglichkeit - Exam

Aufgabe 1)

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist die Fähigkeit elektronischer Geräte, in ihrer elektromagnetischen Umgebung ordnungsgemäß zu funktionieren, ohne andere Geräte zu stören. Sie umfasst das geordnete Funktionieren in Gegenwart elektromagnetischer Phänomene und beinhaltet sowohl Emission als auch Immunität. Das Ziel der EMV ist die Minimierung elektromagnetischer Störungen (EMI), was durch Einhaltung entsprechender Normen und Vorschriften geregelt ist. Wichtige Kennzahlen sind die Störfestigkeit (s) und die Störaussendung (e). Mathematisch kann EMV oft durch Ortskurven- und Frequenzoptimierungen darstellbar sein.

a)

a) Erkläre, welche Maßnahmen zur Sicherstellung der EMV bei einem elektronischen Gerät ergriffen werden können. Gehe dabei auf mindestens drei verschiedene Maßnahmen ein und erläutere ihre Wirkungsweise.

Lösung:

a) Erkläre, welche Maßnahmen zur Sicherstellung der EMV bei einem elektronischen Gerät ergriffen werden können. Gehe dabei auf mindestens drei verschiedene Maßnahmen ein und erläutere ihre Wirkungsweise.

  • Abschirmung: Eine grundsätzliche Maßnahme zur Sicherstellung der EMV ist die Abschirmung elektronischer Geräte. Dabei wird ein leitfähiges Material um die elektronischen Komponenten angebracht. Diese Abschirmung wirkt wie ein Faradayscher Käfig und verhindert das Eindringen und Austreten elektromagnetischer Felder. Dadurch werden sowohl interne als auch externe Störungen minimiert.
  • Filterung: Eine weitere wichtige Maßnahme ist die Filterung. Elektronische Schaltungen enthalten Filter, die hochfrequente Störsignale blockieren. Diese Filter können verschiedene Formen haben, wie Tiefpassfilter, Hochpassfilter oder Bandpassfilter, und sind darauf ausgelegt, nur bestimmte Frequenzbereiche durchzulassen, während andere blockiert werden. Auf diese Weise wird die Störfestigkeit erhöht.
  • Verdrillung von Leitungen: Eine praktische Maßnahme zur Reduktion elektromagnetischer Störungen in Leitungen ist das Verdrillen. Hierbei werden Leitungen so miteinander verdreht, dass sich magnetische und elektrische Felder gegenseitig aufheben. Diese Technik ist besonders effektiv bei Datenleitungen und Netzwerkkabeln, denn sie reduziert die Abstrahlung von elektromagnetischen Interferenzen (EMI) und erhöht die Immunität gegenüber externen Störeinflüssen.

c)

c) Betrachte ein elektronisches Gerät, das bei einer Frequenz von 2 MHz betrieben wird. Die festgestellte Störaussendung beträgt 30 dBµV/m. Wenn durch eine Optimierung der Schaltung die Störaussendung um 10 dBµV/m reduziert wird, berechne die neue Störfestigkeit des Geräts und diskutiere die Auswirkungen auf die EMV des Gesamtsystems.

Hinweis: Zur Berechnung der Störfestigkeit können folgende Formeln herangezogen werden:
  • Störaussendung in logarithmischer Form: \(< E_{\text{dB}} = 20 \times \text{log}_{10}\frac{E}{E_{0}}}\)

Lösung:

c) Betrachte ein elektronisches Gerät, das bei einer Frequenz von 2 MHz betrieben wird. Die festgestellte Störaussendung beträgt 30 dBµV/m. Wenn durch eine Optimierung der Schaltung die Störaussendung um 10 dBµV/m reduziert wird, berechne die neue Störfestigkeit des Geräts und diskutiere die Auswirkungen auf die EMV des Gesamtsystems.

Hinweis: Zur Berechnung der Störfestigkeit können folgende Formeln herangezogen werden:
  • Störaussendung in logarithmischer Form: \(E_{\text{dB}} = 20 \times \text{log}_{10}\frac{E}{E_{0}}\)
  • Die Ausgangsstöraussendung beträgt 30 dBµV/m. Diese Angabe entspricht der logarithmischen Einheit, die zur Beschreibung des Emissionspegels verwendet wird. Die Optimierung der Schaltung reduziert nun die Störaussendung um 10 dBµV/m.

    Zunächst berechnen wir die neue Störaussendung:

    Ursprüngliche Störaussendung: 30 dBµV/m

    Reduktion: 10 dBµV/m

    Neue Störaussendung:

    \(E_{\text{neu}} = 30 \text{ dBµV/m} - 10 \text{ dBµV/m} = 20 \text{ dBµV/m}\)

  • Wir berechnen den tatsächlichen Wert der neuen Störaussendung. Der Referenzwert \(E_{0}\) beträgt in der Regel 1 µV/m.

    • Formel zur Umrechnung der Störaussendung: \(E_{\text{dB}} = 20 \times \text{log}_{10}\frac{E}{E_{0}}\)
  • \(20 \text{ dBµV/m} = 20 \times \text{log}_{10}\frac{E}{1 \text{ µV/m}}\)

Ermittle den Linearfaktor \(E\):

  • \( \frac{20}{20} = \text{log}_{10}\frac{E}{1} \)

    \( 1 = \text{log}_{10}(E) \)

    \( E = 10^1 = 10 \text{ µV/m} \)
    • Neue Störfestigkeit des Geräts:

      Durch die Optimierung der Schaltung wurde die Störaussendung um 10 dBµV/m reduziert, was bedeutet, dass der neue Emissionspegel des Geräts 20 dBµV/m beträgt. In linearen Einheiten drückt sich das als 10 µV/m aus.

    Die Auswirkung auf die EMV des Gesamtsystems:

    • Verbesserte Immunität: Durch die Reduktion der Störaussendung wird das Gerät weniger Störungen in seiner Umgebung verursachen, wodurch die Gesamtheit der anderen Geräte in der Nähe besser funktioniert und weniger anfällig für elektromagnetische Störungen wird.
    • Erfüllung von Normen und Vorschriften: Mit einer geringeren Störaussendung erfüllt das Gerät besser internationale Normen (wie z.B. die CE-Kennzeichnung), was eine wichtige Voraussetzung für den Verkauf und die Nutzung in vielen Märkten ist.
    • Bessere Geräteleistung: Eine geringere Störaussendung bedeutet auch, dass das Gerät selbst in einer 'saubereren' elektromagnetischen Umgebung arbeitet, was zu einer insgesamt besseren und zuverlässigeren Leistung führt.

    Aufgabe 2)

    In einem Forschungsinstitut wird die Störanfälligkeit eines neuen Sensornetzes untersucht. Das Sensornetzwerk besteht aus vielen Nodes, die über elektrische Leitungen miteinander verbunden sind und regelmäßig Daten austauschen. Häufige Funktionsstörungen im Netzwerk werden beobachtet, und es wird vermutet, dass diese durch verschiedene Mechanismen elektromagnetischer Störungen verursacht werden. Das Ziel ist es, die genauen Mechanismen zu identifizieren und geeignete Gegenmaßnahmen abzuleiten.

    a)

    Beschreibe detailliert drei mögliche Ursachen für die Funktionsstörungen im Sensornetzwerk. Berücksichtige dabei die in den Studien-Informationen aufgeführten grundlegenden Mechanismen der Störungen. Erkläre für jede Ursache, wie sie zu den beobachteten Funktionsstörungen führen kann.

    Lösung:

    Im Kontext der Untersuchung der Störanfälligkeit eines neuen Sensornetzes können folgende drei mögliche Ursachen für die Funktionsstörungen berücksichtigt werden:

    • Elektromagnetische Interferenzen (EMI): Elektromagnetische Interferenzen entstehen, wenn elektrische Geräte elektromagnetische Felder erzeugen, die die Signale im Sensornetzwerk stören. Diese Störungen können durch nahegelegene elektrische Geräte, wie Motoren, Transformatoren oder sogar Mobiltelefone, verursacht werden. EMI kann zu Datenverlust, Signalverzerrung und Fehlfunktionen der Sensoren führen, indem es die Kommunikation zwischen den Nodes beeinträchtigt.
    • Übersprechen (crosstalk): Bei Übersprechen handelt es sich um ein Phänomen, bei dem Signale von einer elektrischen Leitung ungewollt in eine benachbarte Leitung übertragen werden. Da die Leitungen im Sensornetzwerk eng beieinander liegen, kann es bei starkem Signalsenden zu Störungen in benachbarten Leitungen kommen. Dies führt zu Datenkorruption und Kommunikationsstörungen, da die ursprünglichen Signale verfälscht und schwer zu entziffern werden.
    • Leitungsstörungen durch Spannungsabfälle: Spannungsabfälle auf den elektrischen Leitungen des Netzwerks können auftreten, wenn die Leitungen zu lang oder von minderwertiger Qualität sind. Diese können durch zu hohe Widerstände oder schlechte Verbindungen verursacht werden. Spannungsabfälle führen dazu, dass die Spannung an den Nodes nicht ausreicht, um zuverlässige Datenübertragungen zu gewährleisten, wodurch Signale abgeschwächt oder verzerrt werden und es zu Fehlfunktionen kommt.

    b)

    Zur Analyse der leitungsgebundenen Störungen soll eine mathematische Modellierung durchgeführt werden. Stelle eine Gleichung auf, die die Übertragung der Störungen über eine elektrische Leitung beschreibt, unter Berücksichtigung des Frequenzverhaltens und der Dämpfung in den Leitungen. Erkläre die Bedeutung der verwendeten Parameter in der Gleichung.

    Lösung:

    Um die Übertragung von leitungsgebundenen Störungen über eine elektrische Leitung mathematisch zu modellieren, können wir eine Gleichung aufstellen, die das Frequenzverhalten und die Dämpfung berücksichtigt. Eine häufig verwendete Modellierung ist die Übertragungsleitungsgleichung. Diese kann beispielsweise durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

     V(x, t) = V_0 * e^(-αx) * cos(ωt - βx) 
    • V(x, t): Die Spannung an einem Punkt x der Leitung zum Zeitpunkt t. Diese beschreibt, wie sich die Störungen entlang der Leitung ausbreiten.
    • V_0: Die Amplitude der Störung. Dies ist die maximale Spannung der Störung ohne Dämpfung.
    • α (Alpha): Der Dämpfungskoeffizient der Leitung. Dieser Parameter beschreibt, wie stark die Spannung entlang der Leitung reduziert wird. Eine höhere Dämpfung bedeutet, dass die Störungen schneller abgeschwächt werden.
    • x: Der Abstand entlang der Leitung.
    • ω (Omega): Die Winkelgeschwindigkeit der Störung, die mit der Frequenz f der Störung in Zusammenhang steht. Diese ist über die Beziehung \[ω = 2πf\] definiert.
    • t: Die Zeit.
    • β (Beta): Der Phasenkonstante, die die Phasengeschwindigkeit der Störung entlang der Leitung beschreibt.

    Die Gleichung beschreibt, wie die Spannung einer Störung entlang einer Leitung in Abhängigkeit von der Zeit t und der Position x variiert. Die Exponentialfunktion \[e^(-αx)\] stellt die Dämpfung dar, während der Kosinus-Term \[cos(ωt - βx)\] das Frequenzverhalten und die Phasenverschiebung beschreibt.

    Aufgabe 3)

    In einem Produktionswerk treten elektromagnetische Störungen auf, die die Funktion von empfindlichen Informatiksystemen beeinträchtigen. Du sollst eine Methode zur Erkennung und Analyse der Ursachen für diese Störungen entwickeln. Dabei stehen Dir folgende Messinstrumente zur Verfügung: ein Oszilloskop, ein Spektrumanalysator, und eine Nahfeldsonde.

    a)

    Teilaufgabe 1: Beschreibe, wie du vorgehst, um interne und externe Störquellen im Produktionswerk zu identifizieren. Nutze dabei alle zur Verfügung stehenden Messinstrumente. Erkläre, welche typischen Störquellen du erwarten kannst und wie diese durch die Messungen erkannt werden können.

    Lösung:

    Teilaufgabe 1: Hier sind die Schritte, die du unternehmen kannst, um interne und externe Störquellen im Produktionswerk zu identifizieren, unter Nutzung der zur Verfügung stehenden Messinstrumente:

    • Beginne mit einer Grundlagenerfassung: Führe eine Untersuchung des gesamten Produktionsbereichs durch, um die potenziellen Quellen für elektromagnetische Störungen (EMI) einzuschätzen.
    • Verwende das Oszilloskop:
      • Das Oszilloskop kann helfen, zeitabhängige Störsignale zu messen.
      • Verbinde das Oszilloskop zunächst mit den Informatiksystemen und untersuche deren Ausgang auf anomale elektrische Signale. Suchen nach Spitzen oder anderen Unregelmäßigkeiten im Signal.
      • Mache Messungen zu verschiedenen Tageszeiten und an verschiedenen Stellen, um ein umfassendes Bild der Störungen zu erhalten.
    • Nutze den Spektrumanalysator:
      • Der Spektrumanalysator ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Frequenzanalyse, das dir ermöglicht, die Frequenzkomponenten der Störsignale zu identifizieren.
      • Führe eine Analyse der elektromagnetischen Umgebung durch: Suche nach atypischen Frequenzen oder Frequenzbereichen, die Hinweise auf Störquellen geben können.
      • Vergleiche die gemessenen Frequenzen mit den Spezifikationen deiner Geräte, um zu sehen, ob diese Frequenzen möglicherweise Störungen verursachen.
      • Hole Dir auch reguläres Spektrum zur Referenz, um Unterschiede zu identifizieren.
    • Einsatz der Nahfeldsonde:
      • Die Nahfeldsonde eignet sich besonders zur Lokalisierung von Störquellen in der unmittelbaren Umgebung von Geräten bzw. Systemen.
      • Untersuche mit der Nahfeldsonde die Umgebung der Informatiksysteme cm für cm, um spezifische Hotspots für EMI zu entdecken.
      • Führe detaillierte Messungen an Kabeln, Steckverbindungen, Stromversorgungen und anderen potenziellen Störstellen durch.
    • Typische Störquellen, die du erwarten kannst:
      • Interne Quellen:
        • Elektromotoren und andere schwere Maschinen
        • Schaltregler und Schaltnetzteile
        • Frequenzumrichter
        • Fluoreszierende Beleuchtung
        • Schlechte Erdung oder falsche Abschirmung
      • Externe Quellen:
        • Mobiltelefone und WLAN-Geräte
        • Rundfunksender und andere drahtlose Übertragungen
        • Externe elektrische Systeme oder Verkabelung
        • Nebenliegende industrielle Anlagen mit hoher elektromagnetischer Emission
    • Durchführung und Dokumentation:
      • Dokumentiere alle Messungen genau, einschließlich Datum, Uhrzeit und Ort.
      • Erstelle eine Tabelle und grafische Darstellungen der erfassten Daten zur leichteren Analyse.
      • Führe eine Korrelation der gemessenen EMI mit den auftretenden Problemen in den Informatiksystemen durch, um mögliche Zusammenhänge herzustellen.

    Aufgabe 4)

    Ein Mikrocontroller-basierter Sensorknoten ist in einem industriellen Umfeld installiert. In letzter Zeit wurden unregelmäßige Fehlfunktionen des Systems gemeldet, die auf elektromagnetische Störungen zurückzuführen zu sein scheinen. Basierend auf den Störsenkenmerkmalen und den Verhaltensweisen von Quellen elektromagnetischer Störungen, analysiere die möglichen Ursachen und stelle Lösungsansätze dar.

    a)

    a) Bestimme die möglichen internen und externen Quellen von elektromagnetischen Störungen, die die Fehlfunktionen des Mikrocontroller-basierten Sensorknotens verursachen könnten. Gehe dabei auf die wichtigsten Charakteristika wie Frequenz, Amplitude und Dauer der Störung ein.

    Lösung:

    Lösungsansatz:

    • Interne Quellen elektromagnetischer Störungen:
      • Taktgeber und Oszillatoren: Diese Geräte erzeugen interne Signale mit spezifischen Frequenzen und Amplituden, die elektromagnetische Störungen verursachen können. Zum Beispiel kann ein Taktgeber eine Frequenz von einigen MHz bis zu GHz haben. Falls diese Frequenzen nicht genügend abgeschirmt sind, können sie andere Schaltkreise stören.
      • Schaltregler: Diese Stromversorgungskomponenten erzeugen hochfrequente Schaltstörungen. Typische Frequenzen liegen im Bereich von 20 kHz bis hin zu mehreren MHz, je nach Design des Reglers. Diese Störungen können sich als Spannungsspitzen mit hoher Amplitude und kurzer Dauer äußern.
      • Datenleitungen: Hochgeschwindigkeitsdatenleitungen können elektromagnetische Strahlung erzeugen. Diese Störungen treten meist in Form von unregelmäßigen Mustern und mit variierenden Amplituden auf, abhängig von den übertragenen Daten.
    • Externe Quellen elektromagnetischer Störungen:
      • Industrielle Maschinen: Große Motoren, Schweißgeräte und andere industrielle Maschinen erzeugen häufig hochfrequente elektromagnetische Störungen. Diese können variable Frequenzen und hohe Amplituden aufweisen und über die Luft oder über elektrische Leitungen übertragen werden.
      • Funkkommunikationsgeräte: Geräte wie WLAN-Router, Mobiltelefone und andere Funksender erzeugen Funkwellen im Bereich von MHz bis GHz. Diese Störungen können durch die Luft übertragen werden und in den Mikrokontroller-basierte Sensorknoten einwirken.
      • Elektrostatische Entladung (ESD): ESD-Ereignisse können plötzliche, kurze Impulse mit extrem hohen Amplituden und sehr kurzen Dauern erzeugen. Diese können durch die Luft oder durch direkte Berührung auf den Sensorknoten übertragen werden.

    b)

    b) Diskutiere den Unterschied zwischen Rauschen und gezielten Störungen sowie zwischen Wideband- und Narrowband-Störungen. Welche Arten von Störungen sind in einem industriellen Umfeld wahrscheinlich und warum?

    Lösung:

    Lösungsansatz:

    • Unterschied zwischen Rauschen und gezielten Störungen:
      • Rauschen: Rauschen ist eine unabsichtliche, zufällige und weitgehend unvermeidbare elektrische Störung. Es entsteht durch thermische Bewegungen von Elektronen in elektrischen Bauteilen, und kann auch durch andere elektronische Geräte erzeugt werden. Rauschen hat in der Regel keine spezifische Frequenz und kann sich über ein breites Spektrum von Frequenzen erstrecken. Es ist kontinuierlich und hat relativ niedrige Amplitude.
      • Gezielte Störungen: Im Gegensatz zum Rauschen handelt es sich hierbei um absichtliche oder unabsichtliche, periodische oder aperiodische Signale, die spezifische Frequenzeigenschaften haben. Diese Störungen können von Quellen wie Schalterflanken, Funksendern oder anderen elektronischen Schaltungen stammen. Gezielt bedeutet hier, dass die Störungen durch klar definierbare Quellen hervorgerufen werden können.
    • Unterschied zwischen Wideband- und Narrowband-Störungen:
      • Wideband-Störungen: Diese Art von Störungen erstreckt sich über ein breites Frequenzspektrum. Beispiele hierfür sind elektromagnetische Rauschen oder Störungen von Breitbandsendern. Wideband-Störungen sind schwerer zu filtern, da sie einen großen Frequenzbereich abdecken.
      • Narrowband-Störungen: Diese Störungen sind auf einen schmalen Bereich von Frequenzen beschränkt. Beispiele könnten spezifische Signale von Funksendern oder geplante elektrische Signaturen sein. Narrowband-Störungen sind meist einfacher zu identifizieren und zu filtern, da sie eine definierte Frequenz haben.
    • Störungen in einem industriellen Umfeld:
      • Hochfrequente Störungen von industriellen Maschinen: Industrielle Maschinen und Anlagen wie Motoren, Schweißgeräte und Hochfrequenzheizungen erzeugen oft hohe Amplituden und breitbandige Störungen.
      • Funkkommunikationsstörungen: In industriellen Umgebungen gibt es häufig funkgesteuerte Geräte und WLAN-Netze, die Narrowband-Störungen verursachen können.
      • Elektrostatische Entladungen (ESD): ESD-Ereignisse sind häufig in industriellen Umgebungen anzutreffen und erzeugen kurzzeitige, hochintensive Störungen.

    c)

    c) Beschreibe die verschiedenen Kopplungsmechanismen (galvanisch, kapazitiv, induktiv, elektromagnetisch), durch die die elektromagnetischen Störungen zu den Fehlfunktionen des Sensorknotens führen könnten. Erläutere, wie jeder dieser Mechanismen im konkreten Fall wirken könnte.

    Lösung:

    Lösungsansatz:

    • Galvanische Kopplung:Bei der galvanischen Kopplung werden Störungen direkt über leitende Verbindungen (z.B. Kabel oder Leiterbahnen) übertragen. In einem industriellen Umfeld kann dies beispielsweise durch gemeinsame Masseverbindungen oder Stromversorgungsspannungen geschehen. Wenn ein Hochfrequenzgerät oder eine Maschine Störungen auf die Stromversorgungsleitung injectiert, können diese Störungen direkt auf den Sensorknoten gelangen und dessen Funktion beeinträchtigen.
    • Kapazitive Kopplung:Kapazitive Kopplung tritt auf, wenn zwei Leiter in der Nähe voneinander angeordnet sind und sich ein elektrisches Feld zwischen ihnen aufbaut. Diese Art von Kopplung ist häufig in Umgebungen mit hohen Spannungen oder bei schnellen Schaltvorgängen zu finden. In einem industriellen Umfeld könnten intensive elektrische Felder von Maschinen oder elektronischen Geräten kapazitiv auf die Schaltkreise des Sensorknotens einwirken und Störungen verursachen.
    • Induktive Kopplung:Induktive Kopplung entsteht durch sich ändernde Magnetfelder, die benachbarte Leiter durchdringen und in ihnen Spannungen induzieren. Diese Spannung kann dann Störungen verursachen. In industriellen Umgebungen treten häufig starke Magnetfelder um Motoren, Transformatoren oder Elektromagneten auf, die induktive Kopplungseffekte auf dem Sensorknoten auslösen können.
    • Elektromagnetische Kopplung (Radiated Coupling):Elektromagnetische Kopplung erfolgt durch elektromagnetische Wellen, die im freien Raum von einer Quelle zu einem Ziel, wie dem Sensorknoten, gesendet werden. Funkgeräte, WLAN-Signale oder andere Hochfrequenzsender sind Beispiele für Quellen elektromagnetischer Kopplung. Diese können den Mikrokontroller direkt durch die Luft beeinflussen und Fehlfunktionen verursachen, besonders wenn der Sensorknoten keine ausreichende Abschirmung besitzt.
    • Konkrete Wirkweise im Fall des Sensorknotens:
      • Galvanische Kopplung: Eine unzureichende Erdung oder schlecht designte Stromversorgung kann dazu führen, dass elektrische Störungen direkt in den Sensorknoten eingespeist werden, was zu Fehlfunktionen führt.
      • Kapazitive Kopplung: Hohe Schaltfrequenzen und Spannungsspitzen von benachbarten Maschinen könnten kapazitiv auf empfindliche Schaltungsteile im Sensorknoten wirken und Störungen verursachen.
      • Induktive Kopplung: Starke Magnetfelder von Motoren oder Transformatoren könnten Spannungen in den Leitungen des Sensorknotens induzieren, was zu intermittierenden Störungen führt.
      • Elektromagnetische Kopplung: Nahegelegene Funksender oder andere Hochfrequenzstrahlungsquellen könnten elektromagnetische Interferenzen verursachen, die die Sensoren und den Mikrokontroller stören.

    d)

    d) Identifiziere die relevanten Normen und Grenzwerte (z.B. CISPR, FCC), die für den Betrieb des Sensorknotens in Betracht gezogen werden müssen. Beschreibe, wie das Einhalten dieser Normen überprüft und gewährleistet werden kann.

    Lösung:

    Lösungsansatz:

    • Relevante Normen und Grenzwerte:
      • CISPR (Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques): Diese Normen, insbesondere CISPR 11, CISPR 22 und CISPR 32, legen Grenzwerte und Messmethoden für leitungsgebundene und abgestrahlte Störgrößen fest, die von elektrischen und elektronischen Geräten erzeugt werden.
      • FCC (Federal Communications Commission): Die FCC regelt die elektromagnetische Verträglichkeit in den USA. Insbesondere sind hier die Regelungen von FCC Part 15 zu beachten, die Grenzwerte für unbeabsichtigte Strahlung und leitungsgebundene Störungen festlegen.
      • EN 55032: Diese Norm ist die europäische Version der CISPR 32 und behandelt die Anforderungen an Multimedia-Geräte hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit.
      • IEC 61000-4-2 (ESD), IEC 61000-4-3 (Radiated Immunity), IEC 61000-4-4 (EFT/Burst Immunity): Diese Normen betreffen die Testmethoden und Grenzwerte zur Überprüfung der Immunität elektronischer Geräte gegen verschiedene Arten von elektromagnetischen Störungen.
    • Überprüfung und Gewährleistung der Einhaltung:
      • EMV-Prüfungen (Elektromagnetische Verträglichkeit): Geräte sollten in akkreditierten Laboren getestet werden, die über die geeignete Ausrüstung und Fachkenntnis verfügen, um die Einhaltung der relevanten Normen zu messen und zu zertifizieren. Dies umfasst Leitungsgebundene Störungsmessungen, abgestrahlte Störungsmessungen und Immunitätstests.
      • Design- und Layout-Überprüfungen: Bereits in der Entwicklungsphase sollte das Sensorknoten-Design auf EMV-Compliance überprüft werden. Dies kann durch Simulationstools und durch Anwendung bewährter Designregeln erreicht werden, wie z.B. Schirmung, Filterung und Erdungstechniken.
      • Regelmäßige Audits und Überprüfungen: Nach der Zertifizierung sollten regelmäßige Audits der Produktionslinien und EMV-Überprüfungen auch bei späteren Produktionschargen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass weiterhin alle Grenzwerte und Normen eingehalten werden.
      • Schulung und Sensibilisierung: Entwicklungsteams sollten regelmäßig in EMV-Praktiken und den relevanten Normen geschult werden, um sicherzustellen, dass die Einhaltung dieser Standards bereits im Designprozess berücksichtigt wird.
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