Compatiblità elettromagnetica
Le verifiche di compatibilità elettromagnetica (EMC) si svolgono in un ambiente controllato (camera anecoica) tale da attenuare opportunamente sia il fondo proveniente dall’esterno che gli echi generati alle pareti della camera dalle radiazioni emesse dalla strumentazione presente all’interno.
La camera anecoica è sostanzialmente composta da un involucro esterno in alluminio, per la schermatura della radiazione elettromagnetica proveniente dall'esterno, e da un involucro interno (pavimento, soffitto e pareti) composto da mattonelle ferromagnetiche per l’assorbimento della radiazione interna e l’attenuazione degli echi. L’attenuazione degli echi alle alte frequenze (> 1 GHz) richiede tipicamente l’installazione di voluminosi pannelli ferromagnetici con sagome di geometria adeguata (piramidi) e permette di estendere l’efficacia dell’attenuazione ad ordini superiori di frequenza.
Tipica configurazione per verifiche di emissione o suscettività radiata con antenna a doppio corno, nella banda 200 MHz - 2 GHz.
Tipica configurazione per verifiche di suscettività radiata con antenna biconica, nella banda 30 MHz - 200 MHz.
La strumentazione usata per effettuare le verifiche EMC è composta da generatori di segnale, amplificatori, antenne, sonde di iniezione di corrente, trasformatori di accoppiamento, LISN, oscilloscopi, analizzatori di segnale e di spettro, misuratori di campo elettrico o magnetico, compatibili con lo spettro di frequenze e intensità di segnale caratteristici della singola misura.
Le verifiche EMC sono di due tipologie:
- sull’emissione elettromagnetica prodotta dal sistema elettronico sotto osservazione (equipment under test, EUT) e misurata mediante opportuna strumentazione calibrata, allo scopo di accertare i livelli di radiazione emessa e, se richiesto, la compatibilità con i livelli massimi ammessi dall’ambiente in cui il sistema andrà ad operare (ad esempio a bordo di satellite).
- sulla suscettività del istema elettronico sotto osservazione (EUT), rispetto ad interferenze elettromagnetiche esterne, iniettate sul sistema mediante opportuna strumentazione calibrata: viene verificata la correttezza di funzionalità e prestazioni del sistema in presenza di detti stimoli esterni. Se richiesto, i livelli di stimolo sono definiti in base a quelli attesi nell’ambiente in cui il sistema andrà ad operare.
Esempio di spettro di emissione radiata misurato, con limite di riferimento.
Tipica configurazione per verifiche di emissione condotta sulle linee di alimentazione con LISN, nella banda 150 kHz - 10 MHz.
Le verifiche sono tradizionalmente suddivise in condotte e radiate. Nel caso condotto, la misura viene effettuata prelevando/iniettando il segnale (tramite accoppiamenti capacitivi o induttivi) direttamente sui cavi di alimentazione o interfacce analogiche/digitali che connettono EUT all’esterno. Nel caso radiato, la misura viene effettuata prelevando/iniettando il segnale tramite antenna collocata in vicinanza del EUT.
Le verifiche (sia di emissione che di suscettività) possono riguardare andamenti temporali di tipo impulsivo e transitorio, che ricalcano le emissioni elettromagnetiche a seguito di accensione, spengimento o cambio configurazione di un apparato. Oppure possono riguardare emissioni elettromagnetiche continue, come si hanno durante il regolare funzionamento di un apparato, che vengono caratterizzate in funzione della frequenza, mediante una scansione in un dato campo di frequenze con permanenza in ciascuna banda definita per un tempo definito.
Tipica configurazione per verifiche di suscettività condotta con sonda di iniezione di corrente, nella banda 10 kHz - 200 MHz.
Alcune comuni tipologie di verifiche di emissione sono le seguenti.
- Misura della tensione di interferenza iniettata da EUT sulle linee di alimentazione, nella banda 100 kHz - 10 MHz. Questa emissione è dovuta primariamente ai circuiti di regolazione tensione a bordo del EUT. Il segnale di interferenza viene prelevato sulla linea tramite filtro a impedenza controllata (LISN) e misurato da analizzatore di spettro.
- Misura di emissione ambientale di campo elettrico, nella banda 100 MHz - 1 GHz. Questa emissione è dovuta in generale a tutti i circuiti attivi durante il funzionamento del EUT. Il segnale di interferenza viene misurato tramite antenna e analizzatore di spettro.
Alcune comuni tipologie di verifiche di suscettività sono le seguenti.
- Verifica della suscettività del EUT ad interferenza sinusoidale iniettata sui cavi di alimentazione, nella banda 30 Hz - 150 kHz con l’intensità spettrale desiderata. Il segnale di interferenza viene iniettato tramite un trasformatore di accoppiamento.
- Verifica della suscettività del EUT ad interferenza sinusoidale (con modulazione a impulsi) iniettata sui cavi di alimentazione e di segnale, nella banda 10 kHz - 200 MHz con l’intensità spettrale desiderata. Il segnale di interferenza viene iniettato tramite una sonda di iniezione di corrente.
- Verifica della suscettività del EUT a campo elettrico di interferenza sinusoidale (con modulazione a impulsi) generato tramite antenna, nella banda 10 kHz - 40 GHz con l’intensità spettrale desiderata.