EMI 측정장 (1)

1. EMI 측정장(1) • 야외 시험장 (Open Field Test Site) • 정의 • 막힌 환경이 아닌 장소를 의미하는 것으로 그 측정 환경에서 존재하는 물리적인 것은 • 대지뿐이고, 주위에는 물리적 반사물등이 없는 것으로 EMI 측정 규격 속에서 다음의 • 2가지로 정의하고 있다. • - 물리적 환경조건 : SITE 구조의 필요 조건 (SITE 조건) • - SITE ATTENUATION : SITE의 전파 전달 특징 (SITE 평가) • 구비 조건 • - 주위에 반사물이 없을 것(돌출물 크기 : 5 cm 이하) • - 주위에 가공 전선이 없을 것 • - 주위의 전파 환경이 좋을 것(규제치보다 6 dB 이하)

2. EMI 측정장(2) • 금속 대지면 • - 금속판 또는 금속망 사용 • - 금속망일 경우, 최대 눈금 크기 • : 최대 측정 주파수의 0.1λ 이하일 것 ( 1 GHz일 경우 : 3 cm 이하) • 최소 면적 (주변 반사물이 없는 최소한의 면적)

3. EMI 측정장(3) • 전파암실(Anechoic Chamber) • 정의 • 자연환경의 영향(Ambient Noise)에 의해서 측정 효율이 떨어지는 야외시험장을 대용할 • 목적으로 바닥면(Ground Plane)을 제외한 모든 벽면을 전파 흡수체 및 금속판으로 제작 • 된 전파암실을 사용하여 실내에서 전천후로 측정을 용이하게 할 수 있다. • 구비 조건 • - 외부 전파의 차단 (외부 잡음의 영향 제거) • - 내부 전파의 흡수 (전파적으로 무한 공간 실현) • - 야외시험장과 같은 Site Attenuation 특성 확보 (±4 dB) • - Ground Plane은 야외시험장과 같은 조건일 것

4. EMI 측정장(4) • 전파암실(Anechoic Chamber)의 구성 Shield enclosure Antenna mast 1 to 4 m EUT direct turntable reflected Groundplane

5. 주요 EMI 측정 장비(1) 전계강도 측정기(EMI TEST RECEIVER) 측정 주파수 대역별 분해 대역폭 (6 dB 이하) 9 - 150 kHz : 200 Hz CISPR BAND A 0.15 - 30 MHz : 9 kHz CISPR BAND B 30 - 300 MHz : 120 kHz CISPR BAND C 300 – 1000 MHz : 120 kHz CISPR BAND D 검파기 첨두치 검파 (Peak) 준첨두치 검파 (Quasi-peak) 평균치 검파 (Average)

6. 주요 EMI 측정 장비(2) • 안테나 (종류 및 주파수 특성) • 방사 잡음 측정용 안테나는 각국의 방해파 측정기 및 측정법 규격과 함께 규정되어 있다. • 안테나는 전자파의 측정 대상 성분에 따라서 자계 측정용과 전계 측정용으로 나누어 지고, • 또 측정 주파수 대역에 따라 구조, 특성이 다르다. 일반적으로 규격에서 요구하는 전계 • 측정용 안테나는 반파장 Dipole 안테나지만, 광대역 안테나도 정확한 교정으로 Dipole • 안테나와의 상관 관계가 좋다면 사용이 가능하다.

7. 주요 EMI 측정 장비(3) • 안테나의 종류

8. Dipole Antenna Loop Antenna Rod Antenna Horn Antenna Log-periodic Antenna Biconical Antenna

9. 주요 EMI 측정 장비(4) • LISN (Line Impedance Stabilization Network) • 용 도 • - 시험품의 전원 Line으로 전도되는 Noise 전압을 측정할 때의 Transducer로서 사용 • 기 능 • - 방해파 측정기와의 Impedance Matching • - 의사 전원의 Impedance의 부하 • - 주전원 Line으로부터의 외부 Noise 방지 • 특 성 • - Impedance 특성 : 50 Ω 또는 150 Ω • - 주파수 범위 : 9 kHz ~ 30 MHz

10. LISN의 구성회로

11. 잡음(EMI Noise)의 분류 • 광대역 잡음 (Broadband Noise) • 충격성 잡음, 열잡음, 기타 비정현파 잡음처럼 전계강도 측정기의 분해 대역폭에 비해 • 넓은 Spectral 성분을 가지고, 또한 그 Spectral 성분이 매우 근접하고 있어서 전계강도 • 측정기에 의해 분리 수신될 수 없는 잡음 • 협대역 잡음 ( Narrowband Noise) • 하나 또는 둘 이상의 Sharp한 Peak로 된 Spectral 성분을 가진 연속파로서, 전계강도 • 측정기의 분해대역폭보다 좁고, 각각의 Spectral 성분이 충분히 떨어져 있어서 전계강도 • 측정기에 의해 분리 수신될 수 있는 잡음

12. 광대역 잡음과 협대역 잡음의 구별 방법

13. EMI 측정(1) Conducted Emission Test • 시험 개념 • - EUT의 Cable(전원 또는 통신선로)을 통하여 전도되는 방해 파를 측정함 • 시험 방법 • - Spectrum analyzer로 Scan(측정대상이 되는 전 주파수 대역을 빠른 속도로 측정) • - Limit Line대비 6dB Margin이내의 스펙트럼 성분을 재 Scan하여 전계 강도계로 • 최종 평가 • 시험 구성(전원일 경우)

14. EMI 측정(1) Radiated Emission Test • 시험 개념 • - EUT(Equipment Under Test)로부터 공간으로 직접 방사되는 방해파 측정 • 시험 방법 • - Spectrum analyzer로 Scan(측정대상이 되는 전 주파수 대역을 빠른 속도로 측정) • Limit Line대비 6dB Margin이내의 스펙트럼 성분을 재 Scan하여 전계강도계로 최종 평가 • 시험구성(전파암실) Antenna mast 1 to 4 m EUT direct turntable reflected Groundplane

15. Electrostatic discharge(ESD) immunity Test(1) • ESD개념 • - 서로 다른 전위의 두 물체 사이에서 직접적인 접촉이나 전자기장에 의한 유도 • 정전하가 교환되는 현상. • - 사람 또는 사물에 의해 축적되어진 전하의 갑작스런 방출에 의해 시스템 성능 저하

16. Electrostatic discharge(ESD) immunity Test(2) • 시험방법 • 인가 부위의 결정 • - 기본적으로 사람의 손이 닿을 수 있는 모든 곳(표면, 케이블, Connect 등), HCP 및 VCP • - 표면 도장이 절연을 목적으로 하지 않는 경우 도장을 벗겨 내고 시험 • 시험 Level의 결정 • - 접촉방전 ±4kV, 기중방전 ±8kV, 적합기준 B등급 • - 사용설명서 상에 제품규격이나 다른 규격이 주어지지 않는다면 일반적인 분류 내에서 • 판정 • 인가방법 • - 각 극성별 최소 10회 이상의 단일방전 • - 방전 시간간격 1초 이상 • 시험 시 주의사항 • - 적절한 온습도를 유지 한다(특히 습도는 시험에 큰 영향을 미친다). • - 각 시험에 맞게 방전 Tip을 사용하여야 한다. • - 시험 인가는 Level I에서부터 목표 Level까지 순차적으로 실시한다. • - 극성 교체 시 충분한 방전(정전기는 EUT에 축적되는 경향이 있다)을 한다.

17. Radiated immunity Test(1) • 시험 개념 • - EUT가 높은 전계강도 환경에 노출 되었을 때 요구되는 성능을 발휘할 수 있는 내성 • 시험구성

18. Radiated immunity Test(2) • 시험방법 • 인가 부위 • - 상하 면을 제외한 4면에 대하여 시험(Antenna Polarization : 수직/수평 모두 시험) • 시험 Level의 결정 • - 3V/m, 주요 적합기준 A등급. • - 사용설명서 상에 제품규격이나 다른 규격이 주어지지 않는다면 일반적인 분류 내에서 • 판정 • 인가 방법 • - 80MHz~1GHz, 1% Step., AM Modulation • 주의 사항 • - 시험 대상이 되는 면과 Field Uniformity를 측정한 면은 시험 시 일치 • - 사용 설명서에 표시된 대로 배선 • - 적절한 온 습도를 유지 • - 주변기기와의 통신을 목적으로 하는 배선도 Field Uniformity 면과 일치 • - 배선의 길이가 1m를 초과하는 경우 1m의 길이가 되게 0.3~0.4m의 길이로 • 팔자형태로 묶는다 • - 시험인가 시 시료의 상태를 모니터링 하여야 한다(모니터링 방법은 개발자와 상의)

19. EFT/Burst immunity Test(1) • EFT/Burst 개념 • - 매우 빠른 노이즈 펄스의 연속으로 전기적 빠른 과도현상에 대한 내성시험 임 • 시험구성 Conductive Coupling EFT/Burst 개념

20. EFT/Burst immunity Test(2) • 시험방법 • 인가 부위 • - 전원공급단자, 접지단자, Data입출력단자, 제어단자 • 시험 Level의 결정 • - 입력교류전원공급단자는 첨두값 1kV, 반복률 5kHz, 주 적합기준 B등급 • - 입력교류전원공급단자 외는 첨두값 0.5kV, 반복률 5kHz, 주 적합기준 B등급. • - 사용설명서 상에 제품규격이나 다른 규격이 주어지지 않는 다면 일반적인 분류내에서 • 판정 • 인가방법 • - 입력교류/직류전원단자는 CDN(Coupling/Decoupling Network)를 사용하여 직접 인가. • - Data입출력단자, 제어단자는 Coupling Clamp를 사용하여 인가 • 주의사항 • - 시험 대상이 되는 케이블의 길이가 1m를 초과하는 경우 직경 0.3~0.4m의 원으로 만들어 • 0.1m높이의 비전도성 Table위에 두어야 한다. • - 시험대상이 되는 케이블이 여러 개 일 경우 각 케이블에 대해 독립적으로 시험 • - 적절한 온 습도를 유지하며 시험 시 시료의 상태를 모니터링 한다.

21. AE EUT L N Coupling/ De-coupling Network G 전원코드 신호선 제어선 GND평면 Surge발생기 Surge 출력 Surge immunity test(1) • Surge 개념 • - Surge는 높은 에너지(낙뢰), 짧은 시간 폭의 펄스로 상징 • - Indoor는 6kV이내, Outdoor는 10kV이상 • 시험구성 Conductive Coupling

22. Surge immunity test(2) • 시험구성 • 인가 부위 • - EUT에 접속되는 케이블(내 Surge의 가능성이 있는)에 인가함. • 시험 Level의 결정 • - 0.5 – 4kV • - 사용설명서 상에 제품규격이나 다른 규격이 주어지지 않는다면 일반적인 분류 내에서 • 판정 • 인가 방법 • - 대상 단자에 CDN(Coupling/Decoupling Network)를 사용하여 직접 인가. • 주의 사항 • - 라인-라인, 라인-접지간에 인가 단계적으로 전압을 상승 시키면서 시험 • - 오 동작 가능성을 확인하기 위해 충분한 횟수의 정,부의 시험펄스 인가 • - 시험인가 시 시료의 상태를 모니터링(모니터링 방법은 개발자와 상의하여 결정)

23. Conducted Immunity Test(1) • 시험 개념 • - 전원선/통신선을 통해 외래의 전도 방해파에 견디어 내는 내성 • 시험구성 보조장치1 보조장치2 EUT CDN CDN 대지기준면 T T2 고주파 발생기 T = 50Ω부하, T2 = 전력감쇠기(6dB), CDN = 결합 및 감 결합 회로망

24. Conducted Immunity Test(2) • 시험방법 • 인가 부위 • - 전원공급단자, 접지단자, Data 입출력단자, 제어단자 • 시험 Level의 결정 • - 1V, 3V, 10V • - 사용설명서 상에 제품규격이나 다른 규격이 주어지지 않는다면 일반적인 분류 내에서 • 판정 • 인가 방법 • - CDN을 사용한 인가 • - EM Clamp를 사용한 인가 • - Current Injection Probe를 사용한 인가 • 시험 시 주의 사항 • - 적절한 온 습도를 유지 한다. • - 잡음 인가방법에 따른 적절한 배선(사용설명서에 명시된 케이블사용)을 선택 한다. • - 시험인가 시 시료의 상태를 모니터링 하여야 한다.(모니터링 방법은 개발자와 상의하여 • 결정한다)

25. Power frequency magnetic field Immunity Test(1) • 시험 개념 • - 전원 주파수 자기장에 노출된 장비의 내성 • - 주요 대상 : CRT를 사용하는 모니터, 자기장에 의해 영향을 받을 수 있는 제품 류 • 시험구성

26. Power frequency magnetic field Immunity Test(2) • 시험방법 • 인가 부위 • - 유도 코일을 사용하여 EUT에 대해 수평 및 수직편파로 자기장 인가 • 시험 Level의 결정 • - 1A – 100A • - 사용설명서 상에 제품규격이나 다른 규격이 주어지지 않는다면 일반적인 분류 내에서 • 판정 • 인가 방법 • - 유도코일을 사용한 인가 • 시험 시 주의 사항 • - 적절한 온 습도를 유지 한다. • - 모든 케이블은 그 길이 1m에 걸쳐 자기장에 노출되어야 한다. • (사용설명서에 명시된 케이블사용) • - 시험인가 시 시료의 상태를 모니터링 하여야 한다

27. Voltage dips, short, interruption & Variation Immunity Test(1) • 시험 개념 • - 공급전원의 전압 강하, 순간 정전 및 전압 변동이 일어날 때 전기 및 전자장비가 • 데이터를 잃거나 데이터 왜곡을 일으키는지, 또 주전원 전압이 회복된 후 장비가 • 올바르게 작동하는지 등의 내성 평가 • 시험구성

28. Voltage dips, short, interruption & Variation Immunity Test(2) • 시험방법 • 인가 부위 • - 전원공급단자 • 시험 Level의 결정 • - 0%, 40%와 70%의 전압강하와 이에 상응하는 100%, 60%와 30%의 순간정전 • 인가 방법 • - EUT의 전원단에 직접인가 • 시험 시 주의 사항 • - 적절한 온 습도를 유지 한다. • - 각각의 시험 간격이 최소 10s의 간격을 갖는 연속적인 3개의 전압강하/순간정전의 • 지속시간과 시험레벨의 선택된 조합으로 시험이 실시 • - 시험인가 시 시료의 상태를 모니터링 하여야 한다 • - 전원 공급 전압의 급격한 변화가 전압의 영점교차에서 발생하도록 한다.

29. 방해파 측정환경 및 설비(1) • 측정 설비의 조건 및 규격 • - 국제 : CISPR Pub. 16, 16-1 • - 미국 : ANSI C 63.4 • 주요측정 설비류 • - 야외시험장(OATS-Open Field Test Site) • · Radiated Emission 측정 주변에 반사물체 및 주변잡음이 없을 것 • ·대지면 지형은 평탄/수평일 것, 시험장 감쇄량 조건에 적합할 것 단점 : 주변잡음의 과다로 신속한 측정 및 기온영향으로 Data 재현성이 어려움

30. 방해파 측정환경 및 설비(1) • 주요 측정 설비류 • - 전자파암실(Anechoic Chamber) - Open Site 대용 시험장 • ·내부전파의 차단, 내부전파의 흡수 • ·야외시험장과 동일한 시험장 감쇄량 구현 • (장점) 주위 전자파 및 기온의 영향이 없고, 측정속도가 빠름 • (단점) 고가(高價) • - 차폐 실험실(Shield Room) • ·용도 : 전원 전도 방해파 측정, 방해파 전력 측정 • - 측정기기류 • ·안테나, 수신기(Receiver), LISN, Absorbing Clamp

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