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30 Nov, 2022 Vistas 1252 Autor: Raza Rabbani

Explicar el funcionamiento del sistema de prueba de inyección de corriente a granel

Para simular el estrés EMI en el entorno operativo previsto, un prueba de inyección de corriente a granel es una RF conducida prueba de inmunidad en el que se inyecta una señal modulada en los cables a través de una sonda de inyección de corriente.
La resistencia del dispositivo bajo prueba (y la placa de circuito impreso relacionada y los componentes externos) a los campos electromagnéticos conectados a los mazos de cables de la línea de comunicaciones se puede evaluar mediante la inyección de corriente masiva (BCI).
Para garantizar el cumplimiento y la confiabilidad del producto mientras se somete a perturbaciones EMI conducidas a través de una sonda de inyección, se utiliza una prueba de inmunidad RF continua conocida como prueba BCI. Las empresas, el ejército y la industria automotriz realizan esta prueba de inmunidad en diferentes niveles y con diferentes frecuencias y restricciones.

Descripción
Se realiza una prueba de inyección de corriente a granel para garantizar que las señales de RF acopladas a los cables de interconexión y las líneas de suministro de energía no degradarán el rendimiento ni se desviarán de las especificaciones del equipo bajo prueba.
Además, revelará la amplitud y frecuencia únicas del mal funcionamiento. Los dispositivos de calibración se utilizan para establecer la potencia directa en la sonda de inyección, que genera corrientes específicas en el dispositivo de calibración para tener en cuenta las impedancias y resonancias de circuito ampliamente variables en los cables. Una sonda de monitoreo de corriente detecta la cantidad real de corriente inyectada.

Prueba de inyección de corriente a granel

Figura: Sistema de prueba de inyección de corriente a granel


Pruebas BCI
La etapa inicial, ya sea la técnica de circuito cerrado o de reemplazo, es siempre la LSBCI-40 calibración de la configuración. Este procedimiento guarda los niveles de prueba y sus configuraciones de energía apropiadas para su uso posterior durante la prueba.

Cómo se mide el BCI
Dependiendo de la métrica y el estándar que se utilice, existen varios métodos diferentes para cuantificar la inyección de corriente a granel. Los voltios se utilizan en aplicaciones comerciales porque están calibrados para una cierta cantidad de energía.
Las mediciones de la corriente en los cables utilizados para los bucles de retroalimentación en vehículos y equipo militar a menudo se realizan en miliamperios-segundo o decibelios (mA o dBuA).

Equipo de prueba BCI

Si bien las herramientas específicas utilizadas para prueba de inyección de corriente a granels puede cambiar dependiendo de la naturaleza de las pruebas que se realicen:

1. Sistema de RF conducida
2. Atenuadores y cargas asociados
3. Sonda de inyección BCI y accesorio
4. Dispositivo y sonda de monitoreo de corriente

Precalibración:

La precalibración se realiza con el dispositivo fijado al dispositivo de calibración para determinar los niveles de potencia directa necesarios para crear los límites de especificación. La pinza recibe energía a través de un acoplador direccional desde la fuente de señal (generador de señal y amplificador). La pinza fuerza la corriente a través de un circuito de 100 ohmios que consta de una terminación de 50 ohmios y un atenuador de 50 ohmios y un analizador/receptor de espectro en los extremos opuestos del aparato.
Utilizará el dispositivo de calibración para asegurar la sonda de inyección.
Conectará un extremo del dispositivo de calibración a una carga de RF de 50 ohmios y 50 vatios, y se necesitará un atenuador de receptor de 50 ohmios y 30 dB para proteger el receptor o el analizador de espectro de la señal. Ambos extremos del dispositivo de calibración tendrán valores de VSWR inferiores a 1.2:1 en el espectro de frecuencias probado.
El generador de señales y el amplificador de potencia proporcionan señales a la sonda de inyección con distintas intensidades. Las limitaciones de corriente de inyección del dispositivo de calibración se han calibrado previamente para dos intensidades de corriente diferentes:
1. Un umbral de corriente por debajo o por encima del cual el dispositivo probado no fallará.
2. Una corriente que interrumpa temporalmente el funcionamiento del dispositivo probado sin dañarlo más allá de la reparación o el límite especificado.

Pasos del procedimiento de precalibración:

  1. Es necesario elevar la señal de prueba a la sonda de inyección hasta que el dispositivo de calibración reciba una corriente en el nivel de aceptación/rechazo.
  2. Es importante realizar un seguimiento de la potencia directa y la potencia inversa requeridas para producir el nivel de corriente de aceptación/rechazo.
  3. Debe elevar la señal de prueba hasta alcanzar los valores de corriente requeridos.
  4. Mantenga un registro de la potencia directa e inversa requerida para producir los niveles de corriente especificados.
  5. Para cubrir una gama más amplia de frecuencias, repita los pasos 1 a 4. El rango de frecuencia utilizado para la calibración puede llegar hasta los 400 MHz.
  6. La potencia total del amplificador necesaria para llegar a los niveles de corriente deseados está determinada por la potencia directa en los pasos 1-4. Se puede determinar el VSWR de la sonda de inyección con la ayuda de la potencia inversa, y al restar la potencia directa de la potencia inversa, se puede determinar la potencia neta otorgada a la carga del dispositivo de calibración.
  7. Debe incluir información de las etapas 1-4 en el informe.

Procedimiento de prueba de inyección:

  1. Repita los pasos del Procedimiento de precalibración utilizando esta nueva configuración para la prueba, asegurándose de registrar la lectura actual de la sonda de banda ancha.
  2. Hasta que ocurra una falla o se detecte el nivel de especificación actual utilizando las sondas de banda ancha actuales, la intensidad de la señal debe aumentarse en cada frecuencia de prueba.
  3. Verifique en todos los rangos de frecuencia requeridos. Tome suficientes lecturas de frecuencia para asegurarse de que se hayan identificado todos los rangos de susceptibilidad.
  4. Los niveles de señal deben reducirse hasta que la susceptibilidad deje de ocurrir en frecuencias en las que el dispositivo probado es vulnerable. Tome la misma información que en el Paso 2.

SEGURIDAD:

Tenga cuidado a lo largo de todos estos exámenes. Durante estos experimentos, se producen voltajes y corrientes de RF muy altos. Para evitar lesiones, el personal de prueba debe evitar tocar cualquier parte metálica de la configuración.
Cada alambre y cada longitud de cable debe pasar la prueba del equipo según los requisitos técnicos. El método de prueba enumerará todos los alambres y cables que verificará. La sonda de banda ancha actual debe colocarse desde la sonda de inyección. Para la mayoría de los requisitos, esto es alrededor de 5 cm.
Sujetar sondas de corriente alrededor de cables pelados requiere precaución adicional. Se recomienda desenergizar el elemento de prueba antes de cualquier instalación o desmontaje del equipo de prueba. Si desea protegerse aún más contra una falla de voltaje, debe enrutar todos los cables de la sonda a través del centro de la apertura de las sondas. Los conectores de la sonda de corriente y sus cables no deben tocar la tierra ni los cables cercanos ya que no están aislados.

Sondas de inyección de corriente a granel
Las formas primarias LSBCI-40  Las sondas se clasifican en impedancia de transferencia, rango de frecuencia, administración de energía y cumplimiento de estándares. Al calibrar un sistema, el dispositivo utilizado para la calibración proporciona una impedancia constante. La bisagra de sujeción de la sonda permite abrirla y asegurarla alrededor del dispositivo antes de vincularla al sistema de RF. Estas sondas no son compatibles con ningún otro tipo de dispositivo de calibración.

Sondas de monitoreo de corriente RF

1. Es posible medir corrientes de radiofrecuencia (RF) en cables o alambres sin hacer contacto físico usando dispositivos circulares con ventanas llamados sondas de monitoreo de corriente RF.
2. Las sondas de corriente tienen una amplia variedad de capacidades de sensibilidad, potencia y frecuencia.
3. El rango de radiofrecuencia (RF) de 10 kHz a 400 MHz es de interés principal para las pruebas de inyección de corriente a granel. En las aplicaciones de inmunidad de RF, las sondas de monitoreo de corriente se emplean a menudo para medir la cantidad de energía de RF inyectada en el cable relacionado después de la sonda de inyección.
4. Las sondas más adecuadas para satisfacer las demandas de prueba serán determinadas por los criterios y requisitos para probar BCI que se detallarán más adelante. La sonda o sondas de monitoreo deben incluir el rango de frecuencias probado.

Software
Para la prueba y calibración de RF en una amplia variedad de frecuencias, es necesario el software EMC/EMI. Puede usar el panel frontal de un sistema de RF conducido o una computadora portátil que ejecute un programa apropiado para este propósito. El programa necesita acceso a los controladores correspondientes para cualquier componente independiente (generador de señal, analizador de espectro, etc.) para poder intercambiar datos con ellos.

Realización de pruebas de BCI
La calibración es la etapa inicial en la administración de un LSBCI-40 evaluación, independientemente de si se emplea el enfoque de reemplazo o de circuito cerrado. Una vez completada la calibración, el procedimiento adjunto y cualquier estándar adicional o requisito de prueba especial serán el enfoque principal de las pruebas posteriores.
Debe tomar medidas de atenuación y seguridad antes de realizar cualquier prueba, incluida la calibración. Si bien muchos sistemas están construidos con protección contra pruebas excesivas, aún se pueden producir daños en el equipo si no se utilizan las conexiones y los procedimientos correctos.

Modulación de señal de RF
La modulación de amplitud (AM) y la modulación de amplitud con conservación de pico (AMPC) son los dos tipos de modulación utilizados para las señales en la prueba BCI (AM PC). La técnica de señal AM PC en aplicaciones automovilísticas se utiliza a menudo ya que su pico de modulación coincide con las señales CW.

Método de sustitución para pruebas BCI
Los niveles de potencia suministrados durante la calibración se utilizan como el factor principal en el enfoque de reemplazo para las pruebas de BCI y pueden limitar la corriente en función de la impedancia de la línea del EUT.
La calibración implica que el sistema determine la cantidad de energía necesaria para inducir una cantidad específica de corriente en una carga de 50 ohmios en un cierto rango de frecuencia. Por lo tanto, la prueba del EUT/DUT utilizará el mismo nivel de potencia asociado con la impedancia de 50 ohmios.

Método de circuito cerrado
La técnica de circuito cerrado (también conocida como circuito de nivelación) utiliza una sonda de monitoreo de corriente para evaluar los niveles de corriente y luego ajusta la potencia de RF para mantener una corriente constante a través de las conexiones conectadas.
Los ajustes se realizan en función de las lecturas de la sonda de monitoreo de corriente (a menudo en mA o dBA). El enfoque de circuito cerrado se utiliza para mantener niveles de corriente constantes en función de las estimaciones de potencia derivadas del procedimiento de calibración.
Dado que el DUT/EUT con mayor impedancia puede demandar mucha más potencia, la potencia se ajusta dentro de una tolerancia para garantizar que no se exceda la potencia requerida.

Pre-cumplimiento/Resolución de fallas de inmunidad
Los costos asociados con las pruebas de inmunidad radiada pueden ser prohibitivos y, por lo general, hay poco tiempo para realizar cambios significativos en el producto mientras está en el laboratorio. A veces, especialmente en rangos de frecuencia más bajos, una prueba de BCI puede proporcionar resultados comparables a los obtenidos con un EUT/DUT sometido a las mismas tensiones físicas o ambientales.
Las pruebas comerciales de inmunidad radiada y realizada proporcionan valores de prueba similares (10 V/m y 10 V, por ejemplo). Esto hace posible realizar pruebas de RF para diagnosticar fallas de EUT/DUT radiadas a precios mucho más bajos. La impedancia de la fuente y la frecuencia de interés serán los dos factores más importantes en esta prueba.
Esta técnica sobresale durante las pruebas radiadas cuando es más probable que ocurra el acoplamiento a los cables que conducen al EUT/DUT a frecuencias más bajas. La probabilidad de un acoplamiento exitoso en los cables disminuye a medida que aumenta la frecuencia, lo que hace que este enfoque sea menos atractivo. LISUN tiene el mejor sistema de prueba

Solución de problemas de configuración de prueba BCI

Verifique las conexiones
Cuando algo no funciona bien en la configuración de un sistema, lo primero es verificar todas las conexiones. Un acoplador direccional dual con un amplificador externo enfatiza la importancia de esta función, ya que puede alternar muchas más conexiones.
Tenga cuidado de verificar dos veces el roscado de los conectores de RF cuando esté inspeccionando las otras conexiones. Puede ser difícil ver si la conexión está bien atornillada si las piezas están viejas o desgastadas. Puede hacer que cada conexión sea segura apretándola manualmente.

Verificar atenuadores
RF La mayoría de los atenuadores son bastante resistentes, aunque aún pueden producirse daños por sobrecarga o transporte. Si un atenuador deja de funcionar, no podrá calibrarse a ningún volumen. Se recomienda que mientras se revisan las conexiones, se reemplace cada atenuador por separado y se realice la calibración para descubrir cuál está defectuoso.
También es factible descartar los atenuadores como posibles fuentes de interferencia probándolos antes de instalarlos en la configuración. Use un medidor de potencia y un sensor para asegurarse de tener la cantidad correcta de atenuación.

Comprobar software
Muchos tipos diferentes de LSBCI-40 Las necesidades pueden satisfacerse mediante la interfaz de usuario y el software EMC/EMI del equipo de prueba. La complejidad de las técnicas y configuraciones de prueba y la inexperiencia con el software pueden generar una amplia variedad de problemas.
Una configuración fallida puede deberse a un error tan pequeño como un error tipográfico en los datos ingresados ​​o una elección incorrecta de criterios. Antes de iniciar un nuevo procedimiento de prueba, se recomienda verificar los criterios. A menudo, puede solucionar problemas de software consultando el manual del usuario u otros recursos para asegurarse de que se hayan cumplido ciertos requisitos.

Evaluación del amplificador de RF
El amplificador de potencia de RF es una parte delicada de cualquier configuración de prueba de RF. La esperanza de vida de los amplificadores varía según el fabricante, pero todos deben probarse con frecuencia para asegurarse de que siguen funcionando correctamente.
Las discrepancias en las clasificaciones de potencia pueden indicar que el amplificador tiene la culpa. Es posible que el amplificador no pase una prueba de frecuencia o que no alcance un nivel de volumen específico según la gravedad del daño.

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