市場に出回っている各製品は、 EMC規制 伝導性および放射性エミッションの上限を定義します。
伝導性エミッション ノイズです コンポーネント デバイスまたはサブサーキットによって生成され、ケーブルを介して別のデバイスまたはサブサーキットに転送されるもの、 PCB トレース、電源/グランドプレーン、または寄生容量。 インターフェイスおよび電源ケーブルに現れる伝導性エミッションは低く保つ必要があります。そうしないと、ケーブルを介して伝播して他のデバイスに到達し、問題を引き起こす可能性があります。
放射性エミッション ノイズです コンポーネント システム全体が電磁界として生成されるため、空気中を伝播して他のデバイスに到達できます。
エンジニアは、ケーブルの長さが信号の波長（低周波数）よりもはるかに短い場合、ケーブルを介した信号の伝搬が反射なしで発生することを知っています。 これが、伝導性エミッションが低周波数の問題と見なされる理由です。低周波数では、信号伝搬媒体の集中モデルを検討できます。
逆に、ケーブルの長さが信号の波長（高周波）よりもはるかに長い場合、ケーブルに沿った信号の伝搬は、信号経路に沿ってインピーダンス整合が提供されている場合にのみ反射なしで発生します。 この場合、導体を介した伝搬は次のように分析できます。 分散モデル (伝送線路理論) しかし、現実の世界では、システムには導体 (ケーブルとケーブル) が存在することがよくあります。 回路 トレース）は、高周波の伝送線路として設計されていません。 このような導体は、伝送線路ではなくアンテナのように動作するため、信号を電磁場として容易に放射できます。 これが、放射エミッションが高周波の問題とみなされる理由です。
設計者の一般的な経験則は、 臨界導体長 これは、次のように、集中動作を分散動作から分離します。
LCRITICAL= λ/6
図1.集中システムと分散システム。
次の表は、さまざまな周波数の波長、関連する臨界長、一般的な寸法が臨界長に匹敵する構造、および通常生成されるエミッションのタイプを示しています。
表1.さまざまな周波数での一般的なエミッション伝播方法。
従来、伝導放射と放射放射の間のブレークポイントは30MHzに設定されており、波長（自由空気中）は約10m、臨界長は約1.7mです。
EMC規制は、デバイスとそのケーブル（いわゆる EUT –テスト中の機器）。 デバイスと関連ケーブルの一般的な寸法が最大1.5mであることを考慮すると、上記の表は、デバイスからの放射エミッションが30MHzを超える周波数でのみ発生する可能性があることを示しています。この場合、EUTの一部である導体の寸法は臨界長。 30MHz未満の周波数の場合、放射エミッションはそれほど発生せず、一般に、伝導エミッションについてのみEUTをテストすることが要求されます。
伝導性エミッションのテスト
EUTからの伝導性エミッションをテストするための一般的なセットアップには、以下が必要です。
- EMIレシーバー またはスペクトラムアナライザー（事前コンプライアンスに適しています）
- リスン （ラインインピーダンス安定化ネットワーク）
- グランドプレーン – EUT、LISN、およびレシーバーは、グランドプレーンに配置され、接続されています。
図2.基本的な伝導エミッションテストのセットアップ。
LISNは、EUT、レシーバー、および電源に接続されているXNUMXポートデバイスです。
LISNの目的は、EUT測定ポイント全体のRFで標準化されたインピーダンスを提供することです。 LISNは、EUTの測定ポイントを受信機に結合し、電源からの不要な干渉信号を減衰（実質的に排除）して、そのような信号がテストの実行に影響を与えないようにします。
DC、単相、または解析用のさまざまなタイプの LISN があります。 3相 交流。 最も一般的なタイプは CISPR 16-1-2 で定義されており、EUT に対して各ラインとアース間の 50uH + 50Ω と並列で 5Ω の等価インピーダンスを示します。 安定したインピーダンスがラインまたは中性点とアース接続の間の「V」の各アームに現れるため、単相電源用の「V ネットワーク」タイプと呼ばれます。
図3。 リスン 回路 「Vネットワーク」の各回線ごとに
図4.EUT端子でのインピーダンスと周波数。 Tekboxの画像提供–TBLC08ユーザーマニュアル。
受信機で測定されたノイズは、EMC規制によって提供されるノイズ制限と比較する必要があります。 単相デバイスの場合、ノイズ測定は各ライン（フェーズおよびニュートラル）に対して繰り返す必要があります。
図5.さまざまなメーカーの単相LISN9KHz-30MHz。 NARDAとTekboxの画像提供。
上記の基本的なテストセットアップでは、後で説明するように、通常、伝導ノイズの一部が寄生パラメータの影響を受ける可能性があるため、グランドプレーンはテスト環境を標準化するための基本的な役割を果たします。
EMIレシーバーは、LISNのように、EMIテスト用に設計された特定のデバイスです。 これは、この記事で取り上げていないさまざまな側面で一般的なスペクトラムアナライザとは異なりますが、最初のアイデアとして、特定のEMIテスト機能を備えたスペクトラムアナライザと見なすことができます。
- グローバルEMC規制に従ってパラメータをスキャンします（つまり、保持時間、分解能帯域幅（RBW）、検出器など）
- LISN の制御によるテストの自動実行と、AC 電源 (単相または 3相)
- スキャンビュー、構成、およびテスト結果の保存のためのソフトウェアインターフェイス
図6.EMI受信機。 NARDAの画像提供
スペクトラムアナライザは、設計および検証プロセス中に製品のコンプライアンス前テストを実行する場合、EMIレシーバのより安価な代替品になります。 完全なコンプライアンス前テストセットアップ（LISN +スペクトラムアナライザ+グランドプレーン）は、2000ドル未満で購入できます。これは、中小企業にとってもリーズナブルな価格です。 このような限られたコストで、製品からの伝導エミッションのスキャンを行い、過度のノイズエミッションを発見し、修正を行ってから、認定されたテストラボで最終コンプライアンステストを行うことができます。
排出物によって生成される副産物の許容レベルを規制する多数の統治機関があります。 グローバルな標準化団体はIEC（国際電気標準会議）です。
地域レベルでは、IECによってリリースされたEMC規格に基づいて規制のローカル実装を提供するさまざまな機関があります。米国では、排出量に関する最も一般的な規制はFCC（Federal Communications Commission）によって発行されますが、ヨーロッパではCEN / CENELEC組織によって発行されました。
次の表は、伝導性および放射性エミッションの主な製品規格を示しています。
| 製品部門 | EN規格 | 米国標準 |
| マルチメディア機器（MME） | EN 55032 | FCCパート15 |
| 産業、科学、医療機器（ISM） | EN 55011 | FCCパート18 |
| 照明器具 | EN 55015 | FCCパート15/18 |
表2.伝導性および放射性エミッションの主な製品規格
各規格は、伝導および放射エミッションの条件、試験方法、および制限を規制するために開発されています。 例として、標準EN55032およびFCCパート15を調べることができます。
標準EN55032 ヨーロッパでは、マルチメディアの場合、9kHz〜400GHzの周波数範囲の信号の伝導および放射エミッションを規制します）：定格RMS供給電圧が600Vを超えない機器。 デバイスはXNUMXつのクラスに分けられます。
- クラスB （商用）：これは、住宅および家庭環境で使用されるデバイスに適用されます。 クラスBで定義されている排出量の下限を下回る排出量が必要です。
- クラスA （産業用）：これは、クラスBの制限を超えるすべてのデバイスに適用されます。 この場合、デバイスはクラスAに定義された制限を下回るエミッションを持っている必要があり、住宅地で干渉を引き起こす可能性があるため、デバイスのマニュアルには警告通知が必要です。
図7.EN55032クラスAおよびクラスBの伝導エミッション制限。 テキサスインスツルメンツの画像提供。
同様に、米国市場向けに設計された製品は、 標準FCCパート15、サブパートB（意図しないラジエーター）、セクション15.107（伝導限界）。伝導放出限界はEN 55032に記載されているものと同等です。FCCパート15でも、デバイスはXNUMXつのクラスに分類されます。
- クラスB：商業、ビジネス、および産業環境での使用にもかかわらず、住宅環境での使用を目的として販売されているデジタルデバイス。
- クラスA：商業、産業、またはビジネス環境で使用するために販売されているデジタルデバイス。 一般向けに販売されているデバイス、または家庭での使用を目的としたデバイスは除きます。