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Medidas automotrices del EMC con los osciloscopios

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Este artículo proporciona una cierta penetración en la fabricación de medidas automotrices eficaces de la electromágnetico-compatibilidad usando un osciloscopio.

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Los automóviles de hoy son una amalgamación de la tecnología a partir de tres diversos siglos: motores de combustión del diecinueveavo, sistemas eléctricos del vigésimos, y electrónica del 21ra. La subida rápida de la complejidad electrónica dentro de los vehículos significa muchos más componentes activos y asambleas que nunca, que emiten una cierta cantidad de ruido del RF que pueda afectar a otros componentes activos y asambleas.

Como consecuencia, el ambiente electromágnetico automotriz es abundante con interferencia irradiada y conducida en las frecuencias que se extienden del punto bajo (LF) al alto estupendo (SHF). La imposición de un ruido del RF del dispositivo en otro dispositivo puede dar lugar a veces a inesperado, y a incómodo, los cambios en la operación de sistema.

Con tanto el contenido electrónico dentro de los vehículos, la prueba de la electromágnetico-compatibilidad (EMC) ha llegado a ser más esencial y desafiando. En este artículo, discutiremos algunas técnicas para usar los osciloscopios para ayudar con los requisitos de prueba rigurosa.

Fabricación la mayor parte de la memoria de la adquisición

Considere el 7637-2:2011 estándar automotriz del ISO. Su especificación incluye la compatibilidad electromágnetica de los transeúntes eléctricos conducidos que afectan al equipo instalado en los vehículos de pasajeros accionados por 12 - y las baterías 24-V. La forma transitoria característica tiene un rato de subida rápido que requiere una alta tasa de muestreo pero tiene un ciclo de trabajo ultrabajo del pulso de solamente 0,003%. Esto crea una tensión enorme en recursos del osciloscopio como las luchas del alcance para sostener una alta tasa de muestreo durante períodos muy largos de la captura.

Como un ejemplo, refiriendo al cuadro 1, el osciloscopio ha consumido ya 50 millones de puntos de muestra para adquirir simples 10 pulsos del pulso 2A del 7637-2:2011 del ISO. Como aparte, el osciloscopio usado para estas medidas es el pedazo WavePro804 HD, un 8-GHz, instrumento del cuatro-canal con una tasa de muestreo máxima de 20 Gsamples/s y 100 Mpoints/canales de Teledyne LeCroy 12 de memoria de la adquisición.

Debido al ciclo de trabajo bajo del pulso transitorio automotriz, tal captura consume una gran cantidad de memoria del osciloscopio aunque el pulso del interés reside dentro de una pequeña parte de esa memoria. Porque la frecuencia de muestreo = ventana de la captura de la profundidad/del tiempo de la memoria, y los pulsos atraviesan una extensión grande del tiempo, usando menos memoria daría lugar a una reducción de la tasa de muestreo, que a su vez degradaría el tiempo de la subida de pulso.

Para ignorar el tiempo muerto entre los pulsos del interés, y maximizar los recursos del osciloscopio aplicados a los pulsos del interés, uno pudo utilizar un modo secuencial de la captura. En la exhibición de la dual-rejilla, la ventana de la captura del tiempo total es 5 segundos, con un enfoque adentro la rejilla más baja de 90 µs.

El cuadro 2 muestra el mismo tren de pulso estándar automotriz del pulso 2A del ISO 7637-2, adquirido con una captura secuencial. En este caso, el tiempo muerto entre los pulsos se quita, y la memoria se consume solamente con los 0,003% pulsos del tiempo de utilización del interés.

Considere los ajustes de la base de tiempo de fig. 1, en los cuales el osciloscopio capturó 5 segundos de datos en 10 Msamples/s, consumiendo 50 millones de puntos de muestra para capturar solamente 10 pulsos. Por el contrario, en fig. 2, el osciloscopio capturó 80 pulsos en 50 Msamples/s (una tasa de muestreo más alta 5X), pero consumió solamente 5000 puntos de muestra por pulso, o total de los kpoints de 80 el × 5000 = 400. Esto da lugar a 8X el número de pulsos capturados, a una tasa de muestreo más alta 5X, mientras que solamente consume los 400k/50M = 1/125, o 0,8% como mucha memoria total de la adquisición.

Observe la información del reloj fechador muestra que ocurrió un pulso 2A del ISO 7637-2 constantemente cada ms 500, a excepción de las dos anomalías principales. Éstos fueron capturados del simulador transitorio, con la sincronización irregular del inter-segmento de 240 µs y del ms 489, respectivamente.

Después de la tendencia

Otro estándar automotriz importante es 10605:2008 del ISO, que se basa en parte en IEC 61000-4-2. El 10605:2008 del ISO especifica los métodos de prueba de la electrostático-descarga (ESD) para evaluar los módulos electrónicos del vehículo. Se aplica al ESD en asamblea así como al ESD causado por el personal de servicio y los inquilinos. Un requisito del estándar es la medida de 10 parámetros consecutivos del pulso. El desafío planteado por esta medida a los ingenieros de pruebas ha estado manteniendo un expediente de las medidas consecutivas del pulso mientras que se substituyen por adquisiciones subsiguientes.

Una técnica recientemente desarrollada aplica a un operador matemático de la tendencia a los parámetros del pulso del 10605:2008 del ISO para representar cronológicamente el resultado de la medida gráficamente (mostrado en una captura viva del pulso en el cuadro 3). La función de la matemáticas de la tendencia en los osciloscopios de Teledyne LeCroy es una forma de onda integrada por las medidas del parámetro dispuestas en el orden que las medidas fueron hechas. Hay un valor para cada medida y la función de la matemáticas traza los valores medidos contra el número de orden. Las tendencias pueden contener hasta 1 millón de valores discretos de la medida del parámetro.

Una variación de este acercamiento es la función de la matemáticas de la pista, que, como la función de la tendencia, consiste en valores de parámetro medidos en el orden que fueron tomados. Pero los datos se sincronizan escala de tiempo, de modo que la forma de onda de la pista sea tiempo-coherente con el rastro de la fuente.

Por lo tanto, si, por ejemplo, usted midiera período del pulso, la función de la pista mostraría un solo valor del período para la duración de cada ciclo en la forma de onda de la fuente. Esto significa que la función de la pista traza valores de parámetro contra tiempo. Debido a la sincronización de tiempo, la función de la pista contiene muchos valores intencionalmente redundantes, pues el número de puntos en la función de la pista es idéntico al número de muestras en la forma de onda de la fuente.

El cuadro 4 muestra la disposición de prueba relevante de la verificación del ESD para la prueba automotriz del 10605:2008 del ISO. El simulador transitorio del ESD inyecta pulsos del ESD en la blanco protegida de la actual-desviación. Una cadena del atenuador que consiste en un atenuador 20-dB en la salida de la blanco de la actual-desviación conforme a un atenuador 6-dB en la entrada del osciloscopio reduce el 2000 típico - a la salida de 8000-V ESD dentro de la gama 5-V del 50-Ω del osciloscopio juntó la entrada. La resolución vertical de 12 pedazos del osciloscopio de WavePro804 HD capturó al detalle fino del transeúnte de la electrostático-descarga.

Usando capacidades del osciloscopio tales como modo secuencial de la medida, y funciones de la matemáticas tales como tendencias y/o pistas, pueden ayudar a hacer la memoria la mayor parte del su instrumento y los recursos del muestreo. Estas capacidades son especialmente útiles en el ambiente exigente de la prueba automotriz de la conformidad del EMC.