Setiap produk yang ada di pasaran diharuskan memenuhi Peraturan EMC yang menentukan batas atas untuk emisi konduksi dan radiasi.
Emisi yang dilakukan adalah kebisingannya komponen yang dihasilkan oleh perangkat atau subcircuit dan ditransfer ke perangkat lain atau subcircuit melalui kabel, PCB jejak, bidang daya / arde, atau kapasitansi parasit. Emisi terkonduksi yang muncul pada antarmuka dan kabel daya harus dijaga agar tetap rendah atau mereka dapat merambat melalui kabel dan mencapai perangkat lain, menyebabkan masalah bagi mereka.
Emisi radiasi adalah kebisingannya komponen bahwa seluruh sistem menghasilkan medan elektromagnetik, sehingga dapat merambat melalui udara dan mencapai perangkat lain.
Insinyur mengetahui bahwa perambatan sinyal melalui kabel terjadi tanpa refleksi ketika panjang kabel jauh lebih pendek daripada panjang gelombang sinyal (frekuensi rendah). Inilah sebabnya mengapa emisi konduksi dianggap sebagai masalah untuk frekuensi rendah, di mana model terpusat dapat dipertimbangkan untuk media perambatan sinyal.
Sebaliknya, jika panjang kabel lebih panjang dari panjang gelombang sinyal (frekuensi tinggi), perambatan sinyal di sepanjang kabel akan terjadi tanpa refleksi hanya jika pencocokan impedansi disediakan di sepanjang jalur sinyal. Dalam hal ini, propagasi melalui konduktor dapat dianalisis sebagai a model terdistribusi (teori saluran transmisi), tetapi di dunia nyata, sistem sering menghadirkan konduktor (kabel dan sirkit jejak) yang tidak dirancang sebagai jalur transmisi untuk frekuensi tinggi. Konduktor semacam itu dapat dengan mudah memancarkan sinyal sebagai medan elektromagnetik karena berperilaku seperti antena, bukan saluran transmisi. Inilah mengapa emisi radiasi dianggap sebagai masalah untuk frekuensi tinggi.
Aturan umum bagi desainer adalah mempertimbangkan panjang konduktor kritis yang memisahkan perilaku gabungan dari perilaku terdistribusi sebagai berikut:
LKRITIS= λ /6
Gambar 1. Sistem Lumped vs Sistem Terdistribusi.
Tabel berikut menunjukkan panjang gelombang untuk frekuensi yang berbeda, panjang kritis terkait, struktur yang dimensi tipikal sebanding dengan panjang kritis dan jenis emisi yang biasanya dihasilkan:
Tabel 1. Metode perambatan emisi tipikal untuk frekuensi yang berbeda.
Secara konvensional, breakpoint antara emisi konduksi dan radiasi ditetapkan pada 30MHz, di mana panjang gelombang (di udara bebas) sekitar 10m dan panjang kritis sekitar 1.7m.
Peraturan EMC ditargetkan untuk mengukur emisi dari perangkat dan kabelnya (yang disebut EUT - Peralatan yang Diuji). Mempertimbangkan bahwa dimensi tipikal perangkat dan kabel terkait hingga 1.5m, tabel di atas menunjukkan bahwa emisi yang dipancarkan darinya dapat terjadi hanya untuk frekuensi di atas 30MHz, di mana dimensi konduktor yang merupakan bagian dari EUT dapat kira-kira lebih panjang daripada panjang kritis. Untuk frekuensi di bawah 30MHz, emisi yang dipancarkan tidak terjadi secara signifikan dan umumnya, EUT hanya diminta untuk menguji emisi yang terkonduksi.
Menguji Emisi yang Dilakukan
Pengaturan tipikal untuk pengujian emisi yang dilakukan dari EUT membutuhkan hal-hal berikut:
- Penerima EMI atau penganalisis spektrum (cocok untuk pra-kepatuhan)
- DAFTAR (Jaringan Stabilisasi Impedansi Jalur)
- Pesawat Tanah - EUT, LISN, dan penerima dipasang dan dihubungkan ke bidang arde.
Gambar 2. Pengaturan uji emisi dasar yang dilakukan.
LISN adalah perangkat tiga port yang terhubung ke EUT, penerima, dan catu daya.
Tujuan LISN adalah untuk menyediakan impedansi standar pada RF di seluruh titik pengukuran EUT. LISN memasangkan titik pengukuran EUT ke penerima dan melemahkan (secara virtual menghilangkan) sinyal interferensi yang tidak diinginkan yang datang dari catu daya, untuk mencegah sinyal tersebut mempengaruhi pelaksanaan pengujian.
Ada berbagai jenis LISN untuk menganalisis DC, fase tunggal atau Tiga fase AC. Jenis yang paling umum didefinisikan dalam CISPR 16-1-2 dan memberikan EUT impedansi ekuivalen 50Ω secara paralel dengan 50uH + 5Ω melintasi setiap saluran ke bumi. Ini dinamai tipe "jaringan-V" untuk pasokan fase tunggal, karena impedansi yang distabilkan muncul di setiap lengan "V", antara sambungan saluran atau netral dan bumi.
Gambar3. LISN sirkit untuk setiap baris "jaringan-V"
Gambar 4. Impedansi vs frekuensi pada terminal EUT. Gambar milik Tekbox - panduan pengguna TBLC08.
Kebisingan yang diukur dengan penerima harus dibandingkan dengan batas kebisingan yang disediakan oleh peraturan EMC. Untuk perangkat satu fase, pengukuran kebisingan harus diulangi untuk setiap saluran (fase dan netral).
Gambar 5. Fase tunggal LISN 9KHz-30MHz dari produsen yang berbeda. Gambar milik NARDA dan Tekbox.
Dalam pengaturan pengujian dasar yang disajikan di atas, bidang tanah membuat peran mendasar untuk menstandarkan lingkungan pengujian, karena biasanya bagian dari kebisingan yang dilakukan dapat dipengaruhi oleh parameter parasit, seperti yang akan dijelaskan nanti.
Penerima EMI adalah perangkat khusus yang dirancang untuk pengujian EMI, seperti LISN. Ini berbeda dari penganalisis spektrum umum untuk berbagai aspek yang tidak tercakup dalam artikel ini, tetapi sebagai gagasan pertama, ini dapat dianggap sebagai penganalisis spektrum dengan fitur pengujian EMI khusus:
- memindai parameter sesuai dengan peraturan EMC global (yaitu waktu tunggu, bandwidth resolusi (RBW), detektor, dll)
- pelaksanaan tes secara otomatis dengan kontrol LISN dan beralih di antara fase saluran jika pasokan AC (fase tunggal atau Tiga fase)
- antarmuka perangkat lunak untuk tampilan pemindaian, konfigurasi dan penyimpanan hasil tes
Gambar 6. Penerima EMI. Gambar milik NARDA
Penganalisis spektrum dapat menjadi pengganti yang lebih murah untuk penerima EMI saat melakukan pengujian pra-kepatuhan produk selama proses desain dan verifikasi. Pengaturan uji pra-kepatuhan lengkap (LISN + spectrum analyzer + ground plane) dapat dibeli dengan harga kurang dari $ 2000, harga yang wajar juga untuk perusahaan kecil. Untuk biaya terbatas seperti itu, dimungkinkan untuk memindai emisi yang terkonduksi dari suatu produk, menemukan emisi kebisingan yang berlebihan, dan melakukan koreksi sebelum pergi ke lab uji terakreditasi untuk uji kepatuhan akhir.
Ada banyak badan pengatur yang mengatur tingkat emisi yang diizinkan dari biproduk yang dihasilkan. Badan standardisasi global adalah IEC (International Electrotechnical Commission).
Di tingkat regional, ada badan yang berbeda untuk memberikan implementasi peraturan lokal berdasarkan standar EMC yang dikeluarkan oleh IEC: di Amerika Serikat, peraturan paling umum tentang emisi dikeluarkan oleh FCC (Federal Communications Commission), sedangkan di Eropa mereka dikeluarkan oleh FCC (Federal Communications Commission). dikeluarkan oleh organisasi CEN / CENELEC.
Tabel berikut menunjukkan standar produk utama untuk emisi konduksi dan radiasi:
| Sektor produk | Standar EN | Standar AS |
| Peralatan multimedia (MME) | EN 55032 | FCC Bagian 15 |
| Peralatan industri, ilmiah dan medis (ISM) | EN 55011 | FCC Bagian 18 |
| Peralatan penerangan | EN 55015 | FCC Bagian 15/18 |
Tabel 2. Standar produk utama untuk emisi konduksi dan radiasi
Setiap standar dikembangkan untuk mengatur istilah, metode pengujian dan batasan emisi konduksi dan radiasi. Sebagai contoh kita dapat memeriksa standar EN 55032 dan FCC Part 15.
Grafik standar EN 55032 mengatur di Eropa emisi yang dihantarkan dan dipancarkan sinyal dalam rentang frekuensi 9kHz hingga 400GHz untuk multimedia): peralatan yang memiliki tegangan suplai RMS terukur tidak melebihi 600V. Perangkat dibagi dalam dua kelas:
- Kelas-B (komersial): ini berlaku untuk perangkat yang digunakan di lingkungan perumahan dan rumah tangga. Mereka harus memiliki emisi di bawah batas emisi yang lebih rendah yang ditentukan untuk Kelas-B.
- Kelas A (industri): ini berlaku untuk semua perangkat yang melebihi batas Kelas-B. Dalam hal ini perangkat harus memiliki emisi di bawah batas yang ditentukan untuk Kelas-A dan dapat menyebabkan gangguan di daerah pemukiman, jadi manual perangkat harus memiliki pemberitahuan peringatan.
Gambar 7. EN 55032 Kelas A dan Kelas B melakukan batas emisi. Gambar milik Texas Instruments.
Demikian pula, produk yang dirancang untuk pasar AS harus sesuai dengan batas setara yang ditetapkan oleh Standar FCC Bagian 15, subbagian B (radiator tidak disengaja), bagian 15.107 (batas terkonduksi), di mana batas emisi konduksi setara dengan yang diberikan dalam EN 55032. Juga dalam FCC Bagian 15, perangkat dibagi dalam dua kelas:
- Kelas-B: perangkat digital yang dipasarkan untuk digunakan di lingkungan perumahan meskipun digunakan di lingkungan komersial, bisnis, dan industri.
- Kelas A: perangkat digital yang dipasarkan untuk digunakan dalam lingkungan komersial, industri atau bisnis; eksklusif dari perangkat yang dipasarkan untuk digunakan oleh masyarakat umum, atau dimaksudkan untuk digunakan di rumah.