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Bedienungsanleitung E1 - Langer EMV

1. BS 04DB koppelt Magnetfeld zwischen zwei Signalleitungen gegen Masse Es wird untersucht ob eine der beiden Leitungen empfindlich ist Die Empfindlichkeit der Leitungen l sst sich nur aufl sen wenn die Leitungen wie im Bild gen gend Abstand voneinander haben BS 04DB koppelt Magnetfeld zwischen Schirmanschluss und Signalleitungen pig tale eines Steckverbinders Es wird untersucht ob der Signaleingang st rempfindlich ist 31 LANGER 2891728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Magnetfeldquelle BS 05DU Anwendung X E TN N Magnetfeldquelle BS 05D 32 BS 05DU koppelt Magnetfeld um einen SMD Kondensator Im Kondensator wird Spannung induziert Es wird gepr ft ob die induzierte Spannung Fehler verursacht BS 05DU koppelt Magnetfeld selektiv in einen Leiterzug Es wird gepr ft ob die induzierten Spannungen Fehler verursachen BS 05DU koppelt Magnetfeld in einen IC Pin Es wird gepr ft ob die induzierten Spannungen Fehler verursachen Jedes Pin kann einzeln gepr ft werden Damit kann man die St rfestigkeit der Pins untereinander vergleichen Die empfindlichsten Pins lassen sich ermitteln Die genauen St rschwellen lassen sich mit dem IC Testsystem ermitteln www langer emv de Anwendung BS 05D koppelt Magnetfeld in das Pin eines bedrahteten St tzkondensators Es wird gepr ft ob letztlich das Vdd Pin eines ICs empfindlich ist LANGER 2801728 Ba
2. AA LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Die Gew hrleistung verf llt wenn am Produkt eine nicht autorisierte Reparatur vorgenommen wurde das Produkt ver ndert wurde das Produkt nicht bestimmungsgem verwendet wurde 8 Technische Daten Impulsdichte Burst Generator SGZ 21 Abmessungen BxTxH 154x100x62 mm Impulsparameter Anstiegszeit ca 2ns R ckenzeit ca 10 ns Scheitelwerte ca 0 1500 V gleichverteilt Impulsabstand ca 1 ms Ausgang symmetrisch galvanisch getrennt Schaltstrecke mechanische Funkenstrecke Z hler Anzeige 6 stellig 1 MHz Torzeit 1s Optischer Eingang max Frequenz 5 MHz min Impulsbreite 100 ns Lichtwellenleiter 2 2 mm Kunststoff Steckernetzteil 12 Volt 200 mA F r die Pr fung zum CE Zeichen zugrunde gelegte Normen Emission EN 50 081 1 2 Immunit t EN 50 082 1 2 SGZ 21 Impulsdichte S Burst Generator 1 TE E S aA Mane tein a W aiani Stecker lg a N E Eeldgmeueni netzteil Bild 47 Systemkoffer E1 45 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 9 Lieferumfang Pos Bezeichnung Typ Parameter Stck 01 Impulsdichte Burst Generator SGZ 21 1 02 Steckernetzteil 12 Volt 200 mA 1 03 Generatorkabel 2 04 Kabel 250mm 0 64 Kupplungen 2 05 Krokoklemme 2 06 Mikro Kleps 3 07 Lichtwellenleiter O 2 2 mm 1m 1 08 Magnetfeldquelle BS 02 1 09 Magnetfeldquel
3. Aufschluss ber den Betriebszustand des Pr flings liefert h ufig der Datenverkehr auf Bussystemen bzw an Schnittstellen Dabei erweist sich eine genaue Analyse der Daten mit Oszilloskop oder Logikanalysator als zu aufwendig Eine schnelle M glichkeit besteht darin mit dem Z hler des SGZ 21 den Datenstrom zu berwachen Nat rlich stellt sich aufgrund der wechselnden Dateninhalte und der fehlenden Synchronisation zwischen Z hler und Datenpaketen nicht immer ein konstanter Zahlenwert am Z hler ein Meist sind jedoch bestimmten Betriebszust nden bestimmte Zahlenwerte zugeordnet So erkennt der Entwickler z B beim Hochlaufen des Systems nach RESET bestimmte aufeinanderfolgende Zahlenwerte und kann daraus auf den jeweils aktuellen Betriebszustand des Pr flings schlie en W hrend St rfestigkeitsmessungen ist damit erkennbar ob z B auf Grund von St rbeeinflussung das System neu hochl uft Daten ungew hnlich oft neu bertragen werden o Eine genauere Untersuchung der Vorg nge im Pr fling w hrend Burst Messungen ist mit den optischen Systemen OSE m glich Die Signale des optischen Sensors werden ber LWL an ein Oszilloskop bertragen Im Oszilloskop kann man die Signale des Pr flings genau verfolgen Die Wandlung der Lichtsignale in elektrische Signale wird von einem optischen Empf nger des Systems OSE umgesetzt www langer emv de 5 4 Messung der Burst Magnetfelder Um die St rmechanismen im Pr fling zu verstehen ist es vo
4. rstrom leitungsgebunden bzw ber gro e Kapazit ten im nF Bereich durch den Pr fling so findet er einen im Bereich des Pr flings durchgehend niederohmigen Weg vor Das bedingt gro e St rstr me mit entsprechend starken Magnetfeldern Hier sind nur sehr kleine elektrische Felder zu erwarten Das Auftreten des gesuchten Funktionsfehlers in dieser Situation deutet auf eine magnetische Beeinflussung hin Bei Pr flingen mit mehreren Flachbaugruppen bzw mit gro en Baugruppen ist es sinnvoll den St rstrom nur durch einzelne Flachbaugruppen oder Baugruppenabschnitte zu leiten und sich so an den empfindlichen Bereich heranzuarbeiten 19 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Das erfordert unterschiedlichste Einkoppelvarianten in den Pr fling z B St rstrom kann durch galvanische Verbindung beider Generatorausg nge mit dem Masse System des Pr flings durch Abschnitte des Masse Systems gespeist werden St rstrom kann in Masse eingespeist und ber Vec zur ckgef hrt werden St rstrom kann in die Prim rseite eines Trafos bertragers oder Optokopplers eingespeist und ber die Sekund rseite wieder zur ckgef hrt werden Bei Arbeiten mit Spannungen gt 42 V sind entsprechende Schutzma nahmen vorzusehen Bei der zweipoligen Einkopplung werden beide Generatorausg nge mit dem Pr fling verbunden SGZ 21 Burstgenerator Burststrom Bild 19 Zweipoliges Einspeisen mit
5. st 15 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Signalleiterzug des Pr flings Bild 15 Nat rliche St rschwelle durch Einbringen des Sensors S31 an einen Signalleiterzug des Pr flings Im Bild 15 wird f r den gleichen Vorgang ein originaler Leiterzug des Pr flings verwendet Wenn diese Signalleitung mit hochfrequenten Signalfolgen belegt ist dann kann man das Impulsdichteverfahren nach Anordnung Bild 13 anwenden Im SGZ 21 ist die Impulsfolge nicht wie im Bild 12 rampenf rmig nach Amplitude geordnet sondern der Impulsfolge ist die Amplitude u in ihrer H he stochastisch verteilt GTi ul Li _n 11 Hihi m llis St rschwelle kV stochastisch verteilt Bild 16 Die Impulse werden vom SGZ 21 fortlaufend und in ungeordneter Reihenfolge erzeugt Eine Synchronisation zwischen Generator und Z hler ist nicht notwendig Der Startzeitpunkt hat keinen Einfluss auf das Ergebnis Die Anzahl der gemessenen Impulse h ngt sowohl vom Pr fling als auch von der Einstellung des Reglers Intensit t ab Das System arbeitet optimal wenn die gr te gemessene Impulszahl den Wert 2000 nicht berschreitet Gegebenenfalls sollte die Intensit t verringert werden z146 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 4 Voraussetzungen zur Entst rung eines Pr flings Eine gute Voraussetzung f r die Arbeit mit dem E1 sind die beim Test nac
6. 21 angesteckt Die Generatorkabel Bild 3 enden mit zweipoligen 0 64 mm Steckerstiften Beide Stifte sind mit der Ader des Kabels verbunden Von jedem Generatorkabel wird nur jeweils ein Steckerstift benutzt um das 250 mm lange Verl ngerungskabel anzustecken Bild 5 Bild 3 Generatorkabel unten 2 Verl ngerungskabel oben ber Krokoklemme oder Micro Kleps Bild 4 erfolgt die Verbindung mit dem Pr fling Nach Bedarf k nnen die im E1 enthaltenen Feldquellen direkt an die Verl ngerungskabel angesteckt werden LANGER 2591728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Bild 5 SGZ 21 mit angeschlossenen Generatorkabeln einer Krokoklemme und einem Mikro Kleps 2 1 4 Vorbereitung des SGZ 21 als Impulsdichtez hler und zur Signal berwachung Der Lichtwellenleiter muss bis zum Anschlag in den Eingang eingeschoben und mit der Rendelschraube fest gedreht werden Bild 6 BURSTGENERATOR 2 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 2 2 Feldquellen Die Feldquellen werden vom SGZ 21 mit St rstrom gespeist und erzeugen je nach Feldquelle magnetische oder elektrische Pulsfelder Diese Pulsfelder haben vergleichbare Feldst rken wie sie bei Normpr fungen von den Burststr men auf Baugruppen entstehen Damit k nnen kleine Bereiche des Pr flings bzw einzelne Leiterz ge mit definierten St rgr en beaufschlagt werden Die im E1 enthaltenen Feldquellen sind so o
7. Im Zubeh r des E1 sind f nf Feldquellen enthalten die elektrische Felder erzeugen Die unterschiedliche Gestaltung der Sondenk pfe erm glicht zwei unterschiedliche Messungen a Bestimmung der Empfindlichkeit eines IC Pin einer Leitung b Lokalisierung von Schwachstellen im Layout Die einzelnen Feldquellen unterscheiden sich durch die Gr e der Auskoppelelektrode im Sondenkopf ES 08D ist eine Tastspitze zur Bestimmung der Empfindlichkeit eines IC Pins einer Leitung Die Tastspitze besitzt im Inneren eine galvanische Trennstelle mit kapazitiver Kopplung ca 1 pF Die Tastspitze eignet sich besonders f r sehr kleine Strukturen Zum Test wird die Tastspitze mit dem Pin Leiterzug kontaktiert und durch nderung der Intensit t am SGZ 21 Regler Intensit t die Empfindlichkeit des Pins ermittelt Die Feldquelle ist zweipolig anzuschlie en Ein Leiter geht ber eine Koppelkapazit t von 1 pF auf die Tastspitze Der zweite Leiter geht auf eine Gegenelektrode Dies verhindert dass ungewollt St rstrom durch den Pr fling flie t und dadurch andere Gebiete beeinflusst werden Anschluss zweipolig LANGER 2 91728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de ES 05D ist eine Feldquelle zur Bestimmung der Empfindlichkeit eines IC Pins einer Leitung oder einzelner Bauteile Die E Feldquelle besitzt eine schmale linienf rmige Auskoppelelektrode im Sondenkopf Sie ist deshalb zum Aufsetzen auf Leiterz ge und
8. der Fehlerorte mit Feldquellen 26 5 2 1 _Wirkmechanismus f r Magnetfeldeinkopplung 27 5 2 2 Wirkmechanismus f r E Feldeinkopplung 28 5 2 3 Praktische Vorgehensweise beim Einkoppeln mit Magnetfeldquellen 29 5 2 4 Praktische Vorgehensweise beim Einkoppeln mit E Feldquellen 34 5 3 berwachung von Logiksignalen des Pr flings 39 5 3 1 Anwendung des Impulsdichteverfahrens zur Bewertung von St rschwellen 40 5 3 2 berwachung von logischen Signalen des Pr flings 41 5 4 Messung der Burst Magnetfelder 42 6 Sicherheitshinweise 44 7 Gew hrleistung 44 8 Technische Daten 45 9 Lieferumfang 46 10 Optionale Komponenten 47 10 1 Magnetfeldsonden Set 52 47 10 2 Digitale oder analoge optische Signal bertragung 48 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 1 Beschreibung Entwicklungssystem St rfestigkeit E1 Das Entwicklungssystem St rfestigkeit E1 ist ein ausgereiftes Werkzeug f r den Elektronikentwickler f r experimentelle Puls St rfestigkeitsuntersuchungen Burst ESD von Baugruppen Es erm glicht die kleinr umige St rfestigkeitsanalyse auf einer Baugruppe Entscheidend f r das Lokalisieren von Schwachstellen ist die selektive Einspeisung von St rstrom in einzelne Abschnitte St rstromwege und das Beaufschlagen ausgew hlter Gebiete der Baugruppenoberfl che mit elektrischem E Feld oder magnetischen H Feld Pulsfeldern Gleichzeitig kann w hrend der Beaufschlagung mit Pulsst rungen eine r
9. genau lokalisiert werden Sollte dieses Verfahren nicht ausreichen kann zur weiteren Abschw chung der St rwirkung am Kippschalter IMPULSFORM Bild 2 auf breiten Impuls umgeschaltet werden Ggf ist danach die Intensit t wieder etwas zu erh hen 5 2 4 Praktische Vorgehensweise beim Einkoppeln mit E Feldquellen Mit der Feldquelle werden als Verursacher des Fehlerbildes empfindliche Leitungen oder Bauteile gesucht Um in gro e Leitungsabschnitte oder Leitungsb ndel einzukoppeln ben tigt man Feldquellen die eine hnlich gro e Feldfl che erzeugen Zum Beispiel k nnen das bei Leitungsbereichen die im 10 cm Bereich liegen die Feldquellen ES 00 bis ES O2 sein Bild 39 2 2 2 Feldquellen f r elektrisches Feld Die Feldquelle wird dem Pr fling aus ca 10 cm Entfernung schrittweise gen hert bis sie auf dem Pr fling aufliegt Bild 39 Feldquellen ES 00 02 mit gro em Feld zur Beaufschlagung von Leiterzugschleifen um 10 cm 34 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de F r kleinere Bereiche im mm Bereich ben tigt man kleine E Feldquellen F r IC Pins verwendet man z B die Feldquelle ES 05D oder die Tastspitze ES 08D Bild 40 RANN AAMA A AAAAAN aana ARAARA Bild 40 Zum Beaufschlagen kleiner Leitungen Bauteilen oder IC Pins eignet sich die E Feldquelle ES 05D und die Tastspitze ES 08D Zur Einkopplung wird die E Feldquelle mit ihrem Feld unmittelbar ber die Oberfl che
10. hrend ge ndert sind aber stochastisch gleich verteilt Der SGZ 21 besitzt einen symmetrischen Ausgang der gegen Masse galvanisch getrennt ist Die St rimpulse werden kapazitiv mit wechselnder Polarit t ausgekoppelt Eine Umschaltung zwischen steilen und flachen Impulsen zur Anpassung der St rwirkung ist am Kippschalter Impulsform des SGZ 21 m glich 2 1 2 Der SGZ 21 als Impulsdichtez hler Im SGZ 21 ist ein Z hler mit optischem Eingang 2 2 mm Kunststoff LWL integriert Bild 2 Impulsdichtez hler Burst Generator SGZ 21 Von einem im Pr fling angebrachten Sensor Absatz 2 3 oder einer Magnetfeldsonde werden Lichtimpulse ber Lichtwellenleiter LWL und den optischen Eingang dem Z hler des SGZ 21 zugef hrt Die empfangenen Lichtimpulse werden erst von der LED Signal und von der LED Spike angezeigt und anschlie end vom Z hler gez hlt Die Torzeit des Z hlers betr gt 1s Die Anwendung des Impulsdichteverfahrens Abschnitt 3 erm glicht eine besonders schnelle Bewertung der St rempfindlichkeit von Pr flingen Es ist zul ssig den SGZ 21 senkrecht auf der R ckseite stehend zu betreiben und damit den Z hler bequem von oben abzulesen z B beim Arbeiten im Stehen 2 1 3 Vorbereitung des SGZ 21 als St rgenerator Zum Betreiben des SGZ 21 als St rgenerator sind Generatorkabel und Verbindungsklemmen erforderlich Die Generatorkabel werden mit dem 4 mm Stecker Bananenstecker in die Ausgangs Buchsen des SGZ
11. werden dass das Magnetfeld die Leiterschleife durchsetzt Bild 33 Wenn ausreichend Spannung induziert wird wird der IC gest rt Bild 33 Das Magnetfeld der Feldquelle durchdringt die Leiterschleife und induziert Spannung LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 5 2 2 Wirkmechanismus f r E Feldeinkopplung Elektrische St rfelder koppeln in Leitungsnetze Die Leitungsnetze bilden die Koppelelektroden in die der Stromimpuls ber das elektrische Feld kapazitiv eingekoppelt wird Im einfachsten und h ufigsten Fall sind das Leiterz ge die auf den Flachbaugruppen hochohmige Stromwege besitzen Bild 34 Leitungsnetze mit hochohmigen Innenwiderst nden sind besonders empfindlich gegen elektrische St rfelder Das k nnen Pull up oder Pull down Schaltungen sein deren Widerst nde im kQ Bereich liegen Bild 34 Prinzip der elektrischen Einkopplung in Leiterschleifen Die vom Leiterzug gebildete Koppelelektrode besitzt einen u eren Kapazit tsbelag der die Gesamtkapazit t Cp bildet Diese Kapazit t nimmt aus dem elektrischen Feld einen Verschiebestrom i t auf den sie in den Leiterzug einspeist i t 6p du dt Der Verschiebestrom wird zum Teil in den IC geleitet Er flie t dort ber Schutzdioden ins IC Innere Praxiswerte f r den eingekoppelten Strom liegen um 1 A Der Kapazit tsbelag des Leiterzuges summiiert sich zu einer Koppelkapazit t Cp Diese Kapazit t liegt in der
12. Baugruppe als wenn der Regler Intensit t kleiner gestellt ist Um kleine empfindliche St rschwellen genau einzugrenzen ist mit dem Regler Intensit t der Messvorgang anzupassen So k nnen auch sehr kleine empfindliche Stellen genau lokalisiert werden Sollte dieses Verfahren nicht ausreichen kann zur weiteren Abschw chung der St rwirkung am Kippschalter IMPULSFORM Bild 2 auf breiten Impuls umgeschaltet werden Ggf ist danach die Intensit t wieder etwas zu erh hen 5 3 berwachung von Logiksignalen des Pr flings blicherweise erh lt man w hrend einer Pr fung Informationen ber die Funktionsfehler aus der Baugruppe Es kann sein dass die Funktionsfehler zur Beurteilung der inneren St rabl ufe nicht ausreichend sind Um weitere Informationen aus der Baugruppe zu erhalten m ssen charakteristische logische Signale der Baugruppe berwacht werden Das k nnen Reset Chip Select Watch Dog oder andere beliebige Lebenszeichen sein Mit dem E1 besteht die M glichkeit ber einen optischen Tastkopf dem Sensor S31 Kapitel 2 3 Sensor und ber Lichtwellenleiter Signalzust nde am SGZ 21 an den LEDs Spike und Signal anzuzeigen und in einem Z hler zu z hlen Bild 2 Weiterhin kann auch das Impulsdichteverfahren Kapitel 3 zur berwachung von St rschwellen im Pr fling angewendet werden Pr faufbau Burst Generator SGZ 21 Eingang Z hler Pr flinge Bild 42 Pr faufbau zur berwachung von logischen Signal
13. Feld in einen SMD Widerstand Es wird gepr ft ob das zugeh rige Leitungsnetz und die zugeh rigen IC Eing nge empfindlich reagieren Besondere Gefahr besteht wenn es sich um Pull up oder Pull down Widerst nde handelt Pull up oder Pull down Widerst nde sollten generell gepr ft werden ES 05D koppelt elektrisches Feld in das Geh use eines ICs Es wird gepr ft ob der IC E Feld empfindlich ist ICs k nnen je nach Hersteller hochempfindlich gegen ber m gt elektrischem Feld sein Meist sind die Oszillator Zellen und die PLL Zellen ak des ICs empfindlich ES 08D koppelt elektrisches Feld in einen Leiterzug Es wird gepr ft ob der zugeh rige IC gest rt wird ES 08D koppelt St rstrom in einzelne IC Pins Durch die nadelf rmige Spitze kann das gew nschte Pin genau ausgew hlt werden Es wird gepr ft ob sich das IC Pin durch kapazitiven St rstrom beeinflussen l sst Die IC Pins k nnen untereinander verglichen und bewertet werden Die genauen St rschwellen lassen sich mit dem IC Testsystem ermitteln www langer emv de Hinweise zur Auswahl der einzelnen Sonden sind im Abschnitt 2 2 enthalten 38 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Die Intensit t des Feldes einer E Feldquelle ist am Regler Intensit t Bild 2 am SGZ 21 verstellbar Mit sehr hoch eingestellter Intensit t berflutet das E Feld der Feldquelle einen gr eren Bereich der
14. LANGER EMV Technik Benutzerhandbuch Entwicklungssystem St rfestigkeit E 1 OoOo TUM i f u Paa D I a ers P Copyright C Dipl Ing Gunter Langer N thnitzer Hang 31 01728 Bannewitz 10 04 2014 St rfestigkeit des Pr flings erreichen durch entwicklungsbegleitendes Messen und Modifizieren 2015 09 24 E1 Benutzerhandbuch LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Inhalt Seite 1 Beschreibung Entwicklungssystem St raussendung E1 3 2 Beschreibung der Komponenten des E1 4 2 1 Impulsdichtez hler Burst Generator SGZ 21 5 2 1 1 Der SGZ 21 als St rgenerator 5 2 1 2 Der SGZ 21 als Impulsdichtez hler 6 2 1 3 Vorbereitung des SGZ 21 als St rgenerator 6 2 1 4 Vorbereitung des SGZ 21 als Impulsdichtez hler und zur Signal berwachung 7 2 2 Feldquellen 8 2 2 1 Feldquellen f r magnetisches Feld 8 2 2 2 Feldquellen f r elektrisches Feld 9 2 2 3 Messaufbau mit SGZ 21 zur Einspeisung von Burst mit Feldquellen 11 2 3 Sensor 11 2 3 1 Prinzipielle Funktionsweise des Sensors 12 2 4 Magnetfeldsonden 13 3 Das Impulsdichteverfahren 14 4 Voraussetzungen zur Entst rung eines Pr flings 17 5 Messstrategien zur Entst rung eines Pr flings 17 5 1 Analyse der St rstrompfade 19 5 1 1 _ Grundprinzip magnetische Kopplung zweipolige Einspeisung in den Pr fling 19 5 1 2 Grundprinzip elektrische Kopplung einpolige Einspeisung in den Pr fling 24 5 2 Lokalisierung
15. M glichkeiten eine St rschwelle mit dem Sensor 531 zu bilden CUL Draht Bild 13 k nstliche Magnetfeld St rschwelle durch Einbringen des Sensors S31 mit Kupferlackdraht als Leiterzugnachbildung Im Bild 13 ist die Nachbildung eines Signalleiterzugs mit Kupferlackdraht dargestellt Der Kupferlackdraht wird auf der einen Seite an Masse auf der anderen Seite an den Eingang des Sensors S31 angeschlossen Der SGZ 21 wird zweipolig an den Pr fling angeschlossen Die St rimpulse ist des SGZ 21 durchstr men den Pr fling und erzeugen ein Burst Magnetfeld B Das Burst Magnetfeld induziert in der eingebrachten Kupferlackdrahtschleife eine St rspannung die am Eingang des Sensors S31 wirksam wird Bei berschreiten der St rschwelle des S31 wird ein Lichtimpuls ausgel st Bild 14 k nstliche E Feld St rschwelle durch Einbringen des Sensors S31 mit Kupferlackdraht als Leiterzugnachbildung Im Bild 14 ist die Nachbildung eines Signalleiterzugs mit Kupferlackdraht dargestellt Der Kupferlackdraht wird auf der einen Seite mit einem Pull up Widerstand verbunden Auf der anderen Seite wird er an den Eingang des Sensors S31 angeschlossen Der SGZ 21 wird einpolig an den Pr fling angeschlossen Es entsteht an der Oberfl che des Pr flings ein elektrisches Feld Das elektrische Feld koppelt kapazitiv in den Kupferlackdraht und erzeugt eine St rspannung am Eingang des Sensors S31 Bei berschreiten der St rschwelle des S31 wird ein Lichtimpuls ausgel
16. Praxis bei einigen Femtofarad Der St rvorgang ist vom du dt der Generatorspannung abh ngig Die haupts chliche Wirkung erzeugt die steile Vorderflanke des Generatorspannungsverlaufs 28 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Bild 35 Das elektrische Feld der Feldquelle koppelt in die Leiterschleife und speist einen Stromimpuls ein Bei der Entst rung mit Feldquellen wird das elektrische Feld von der Feldquelle erzeugt Die Feldquelle muss so gehalten werden dass ihr Feld auf den empfindlichen Leiterzug Bauteil einwirkt Je weiter man die Feldquelle an den Leiterzug Bauteil f hrt umso intensiver wird der St rvorgang 5 2 3 Praktische Vorgehensweise beim Einkoppeln mit Magnetfeldquellen Mit der Feldquelle werden als Verursacher des Fehlerbildes empfindliche Leiterschleifen gesucht Um in gro e Leiterschleifen St rspannung zu induzieren ben tigt man Feldquellen die einen hnlich gro en Feldstrahl erzeugen Zum Beispiel kann dies bei Leiterzugschleifen die im 10 cm Bereich liegen die Feldquelle BS 02 sein Bild 36 2 2 1 Feldquellen f r magnetisches Feld Bild 36 Feldquelle BS 02 mit gro em Feldstrahl zur Beaufschlagung von Leiterzugschleifen um 10 cm F r kleinere Bereiche im mm Bereich ben tigt man kleine Magnetfeldquellen F r IC Pins verwendet man z B die Magnetfeldquelle BS 05DU Bild 37 29 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www lang
17. agnetfeldsonde dient zum Messen von Burst Magnetfeldern im Pr fling Der St rstrom i des SGZ 21 erzeugt ein Magnetfeld B Das Magnetfeld das den Sondenkopf durchdringt induziert in der Induktionsspule des Sondenkopfes eine Spannung Die Spannung treibt eine optische Sendediode die sich im Sondenschaft der MS 02 befindet Bild 10 Jeder St rimpuls des SGZ 21 erzeugt letztlich einen Lichtimpuls der optischen Sendediode Im Sondenschaft der MS 02 ist eine Sendediode enthalten mit einer 2 2 mm konischen Fassung In den Sondenschaft der MS 02 wird von hinten ein Lichtwellenleiter bis in die Fassung der Sendediode gesteckt Wie beim Sensor S31 Kapitel 2 3 wird der Lichtimpuls zum SGZ 21 bertragen Die Magnetfeldmessung funktioniert nach dem Impulsdichteverfahren Kapitel 3 Bild 10 Messung von Magnetfeld mit der Sonde MS 02 Felder die die Induktionsspule der Sonde orthogonal durchdringen induzieren eine Spannung Felder die in Richtung der Spulenebene liegen induzieren keine Spannung und werden damit nicht erfasst Die maximale Spannung entspricht der Richtung des Magnetfeldes Bild 11 Mit der Magnetfeldsonde MS 02 wird die Feldverteilung ermittelt F r jeden detektierten Magnetfeldpuls gibt die Sonde einen Lichtimpuls ab Am Z hler des SGZ 21 wird ein Zahlenwert abgelesen der proportional der mittleren gemessenen magnetischen Feldst rke Kapitel 3 Impulsdichteverfahren ist Aus dem Feldverlauf und der Felddichte kann auf die St rst
18. besonders gegen diese elektrischen Felder empfindlich In der Praxis k nnen das Anschl sse von Quarzschaltungen Reset oder alle Pull up Pull down Anordnungen sein Pr faufbau f r Fall 2 Achtung Handann herung bzw metallische Gegenst nde in unmittelbarer Umgebung des Messaufbaus haben Einfluss auf das Messergebnis Bild 31 Einkopplung mit Feldquelle ES 00 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Mit der am SGZ 21 angeschlossenen E Feldquelle ES 00 bis ES 02 wird das E Feld erzeugende benachbarte metallische System nachgebildet Bild 31 Mit der Gr e der ausgew hlten E Feldquelle kann man sich an die Gr e des realen metallischen Teils anpassen Die Feldquelle wird an den zweiten Generatorpol angeschlossen Treten bei diesen Versuchen Funktionsfehler auf sind zwei verschiedene Koppelmechanismen denkbar 1 Das elektrische Feld zwischen Pr fling und Sonde erzeugt den Fehler direkt oder 2 Der im elektrischen Feld flie ende Verschiebestrom flie t durch die Baugruppe und erzeugt dort Magnetfelder die ihrerseits wiederum in Signalleiterschleifen einkoppeln und einen Funktionsfehler erzeugen Um zwischen den beiden Koppelmechanismen zu unterscheiden kann man folgenderma en vorgehen Zwischen Masse des Pr flings und den benachbarten Metallteilen wird eine kurze und niederohmige Verbindung hergestellt Dadurch wird die Spannungsdifferenz zwischen beiden Teilen kurz gesc
19. ch Norm ist die genaue Kenntnis des aufgetretenen Fehlerbildes Aus dem Fehlerbild l sst sich allerdings nicht ablesen wo genau die Schwachstelle im Pr fling ist Es empfiehlt sich daher zun chst mit einem Test nach Norm die St rfestigkeit des Pr flings zur Feststellung des Fehlerbildes zu bestimmen Anschlie end erfolgt die Ursachenforschung mit dem E1 am Arbeitsplatz des Entwicklers wobei die Funktionsfehler aus dem Fehlerbild die Orientierung f r die Entst rung vorgeben Die im Entst rungsprozess durchgef hrten Modifikationen k nnen mit dem Entwicklungssystem St rfestigkeit auf ihre Wirksamkeit gepr ft werden Mit Hilfe des E1 erreicht der Entwickler eine deutliche Reduzierung der Entwicklungszeit und des Entwicklungsaufwandes DE 01728 Bannewitz mail langer emv de LANGER EMV Technik www langer emv de 2 Beschreibung der Komponenten des El Das Entwicklungssystem St rfestigkeit E1 besteht aus einem Impulsdichte Burst Generator SGZ 21 einem optischen Sensor S31 einer Magnetfeldsonde mit LWL Ausgang MS 02 Feldquellen f r Magnet und E Feld und umfangreichem Zubeh r Burstgenerator Impulsdichtez hler SGZ 21 Einspeisung 1789 TONI Komponenten von Burst j A A AANI impulsen in Flach PL baugruppen _gurstsenerarorZaner augrupp NER I AO M SOZ 21 amp LANGER EMV TECHNIK Optionale Zubeh r 1 x Lichtwellenleiter N 2 x Generatorkabel N ap A 2 x Messleitung schwarz 1 x Steckernetzte
20. ckwirkungsfreie LWL Signal berwachung durchgef hrt werden Das Entwicklungssystem St rfestigkeit E1 ist auf die Entwicklungsbegleitung zugeschnittenen Mit dem E1 kann der Entwickler an seinem Arbeitsplatz Ger te Baugruppen entst ren oder weiter h rten indem er die direkten Ursachen von St rfestigkeitsproblemen aufkl ren und Gegenma nahmen in ihrer Wirkung direkt testen kann Mit dem Entwicklungssystem St rfestigkeit E1 sind keine Nachweispr fungen nach Norm m glich Die St rfestigkeitsuntersuchung einer Baugruppe nach der Norm IEC 61000 4 4 und IEC 61000 4 2 ist jedoch ein vorteilhafter Ausgangspunkt f r die St rfestigkeitsuntersuchungen mit dem E1 Die vom Standard Burstgenerator nach Norm erzeugten St rgr en werden auf die Zuleitungen eingekoppelt und flie en ber Masse zum Generator zur ck Dabei flie en die pulsf rmigen St rgr en auf unbekannten Wegen durch die Ger tebaugruppe Im Ger t trifft ein unbekannter Anteil dieser St rgr en auf eine unbekannte St rsenke und generiert einen Funktionsfehler Diese Schwachstelle die sich meist auf wenige Quadratzentimeter einer Baugruppe begrenzen l sst kann mit dem Test nach Norm nur schwer gefunden werden Noch wei der Entwickler nicht ob und wo der St rstrom mit seinem Magnetfeld in einer Leiterzugschleife einen Spannungsimpuls induziert oder elektrisches Feld kapazitiv in empfindliche Leitungen einkoppelt Das entscheidende Ergebnis beim nicht bestandenen Test na
21. dem SGZ 21 in den Pr fling Im Bild 19 ist zu erkennen dass im komplett aufgebauten Ger t nicht alle rot markierten Einkoppelwege zug nglich sind Das Geh use verhindert dass der SGZ 21 an die Flachbaugruppen angeschlossen werden kann Der SGZ 21 kann lediglich an Metallteile PE Schraube des Geh uses und an nach au en f hrende Leitungen angeschlossen werden Bild 20 Einkoppelpunkte f r SGZ 21 PE Bild 20 Komplettes Ger t mit Geh use und Flachbaugruppen LANGER DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Da es notwendig ist den SGZ 21 an die Flachbaugruppen direkt anzuschlie en muss das Geh use m glichst umfassend vom Ger t entfernt werden Bild 21 Obere und untere Baugruppe von au en voll zug nglich Obere und untere Baugruppe von innen nicht voll zug nglich Bild 21 Ger t ohne Geh use die Flachbaugruppen sind zusammen gesteckt und funktionst chtig In den Bereichen zwischen den Flachbaugruppen ist der Pr fling schwer zug nglich Deshalb kann es erforderlich sein die Flachbaugruppen aus dem Ger t zu entnehmen und mit ihren urspr nglichen Verbindungen nebeneinander anzuordnen Wenn im Pr fling die Flachbaugruppen flexibel verbunden sind lassen sie sich direkt auseinander klappen und sind bequem zug nglich Sind sie aber z B ber Pfosten steckverbinder o fest verbunden ist ein Auseinanderklappen nur mit zus tzlichen Adaptern m glich Bild 22 Ansc
22. den Sicherheits hinweise um sich selbst gegen elektrischen Schlag oder das Risiko einer Verletzung zu sch tzen Lesen und befolgen Sie die Bedienungsanleitung und bewahren Sie diese f r die sp tere Nutzung an einem sicheren Ort auf Die Anwendung des Ger tes ist von auf dem Gebiet der EMV sachkundigem und f r diese Arbeiten unter Einfluss von St rspannungen und Burstfelder elektrisch und magnetisch geeignetem Personal auszuf hren e Besch digte oder defekte Ger te d rfen nicht benutzt werden Machen Sie vor der Inbetriebnahme eines Messplatzes mit einem Ger t der Langer EMV Technik GmbH eine Sichtpr fung Besch digte Verbindungskabel sind vor Inbetriebnahme zu tauschen e Lassen Sie ein Ger t der Langer EMV Technik GmbH w hrend der Funktion nicht un berwacht e Das Ger t der Langer EMV Technik GmbH darf nur f r Anwendungen genutzt werden f r die es vorgesehen ist Jede andere Nutzung ist nicht erlaubt e Die Bedienungs und Sicherheitshinweise aller jeweils eingesetzten Ger te sind zu beachten e Tr ger von Herzschrittmachern d rfen nicht mit dem Ger t arbeiten e Grunds tzlich sollte der Pr faufbau ber eine gefilterte Stromversorgung betrieben werden e Achtung Bei Betrieb des SGZ 21 insbesondere bei Anwendung der hier beschriebenen Pr fauf bauten k nnen funktionsbedingt Nahfelder und St raussendungen entstehen Aufgabe des Anwenders ist es Ma nahmen zu treffen dass Produkte die au erhalb der betrieblich
23. der Baugruppe gef hrt Bild 41 Meist sind nur kleine Fl chenbereiche empfindlich Dabei wird die Feldquelle auf der Baugruppe schrittweise dem empfindlichen Bereich gen hert Funktionsfehler werden dann ausgel st wenn ein empfindlicher Bereich gefunden ist Daraus folgend k nnen EMV Ma nahmen gezielt an der aufgefundenen Stelle durchgef hrt werden clov j gt a svete i e IT sa 1 i 2 s Bild 41 Die E Feldquelle wird zur Beaufschlagung von Leitungen schrittweise der Baugruppe gen hert 35 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de ES O0 koppelt elektrisches Feld in Signalleitungen einer Flachbaugruppe Es wird untersucht ob Bauteile oder Signalleitungen empfindlich sind Die genauere Selektierung der einzelnen Leitungen oder Bauteile erfolgt anschlie end mit der E Feldquelle ES 05D oder der Tastspitze ES 08D ES 01 koppelt elektrisches Feld in Signalleitungen einer Flachbandleitung Es wird untersucht ob eine von den betroffenen Signalleitungen empfindlich ist Die genauere Selektierung der einzelnen Leitungen erfolgt anschlie end mit der E Feldquelle ES 05D ES 02 koppelt elektrisches Feld in die Masse einer Flachbaugruppe Dabei wird St rstrom kapazitiv in die Flachbaugruppe eingespeist Der St rstrom kann dann Magnetfeld Schwachstellen beeinflussen L p z y r x x x wU f sd ES 02 koppelt elektrisches Feld in einen Leiter
24. en EMV Umgebung installiert sind in ihrer bestimmungsgem en Funktion nicht beeintr chtigt werden insbesondere durch St raussendung Das kann erfolgen durch Einhalten eines entsprechenden Sicherheitsabstandes Verwenden geschirmter oder schirmender R ume e Die in Baugruppen eingespeisten St rgr en k nnen funktionsbedingt bei zu starker Einwirkung zu Zerst rungen Latch up im Pr fling f hren Schutz bietet schrittweises Erh hen der St rgr e Abbruch bei Funktionsfehler Unterbrechen der Stromversorgung des Pr flings im Latch up Fall Achtung Es ist zu sichern dass interne Funktionsfehler von au en erkennbar sind Bei Nichterkenn barkeit k nnen bei Steigerung der Einkopplung Zerst rungen im Pr fling entstehen Gegebenenfalls sind folgende Methoden anwendbar e berwachung repr sentativer Signale im Pr fling mit optischen Sensoren e spezielle Pr fsoftware e sichtbare Reaktion des Pr flings auf Eingabehandlungen Reaktionstest des Pr flings F r die Zerst rung von Pr flingen kann keine Haftung bernommen werden 7 Gew hrleistung Langer EMV Technik GmbH wird jeden Fehler aufgrund fehlerhaften Materials oder fehlerhafter Herstellung w hrend der gesetzlichen Gew hrleistungsfrist beheben entweder durch Reparatur oder mit der Lieferung von Ersatzger ten Die Gew hrleistung gilt nur unter folgenden Bedingungen den Hinweisen und Anweisungen der Bedienungsanleitung wurde Folge geleistet
25. en des Pr flings Im Bild 42 ist der Pr faufbau zur berwachung von logischen Signalen des Pr flings dargestellt Die Generatorausg nge des SGZ 21 werden mit der Baugruppe verbunden Es kann eine einpolige oder eine zweipolige Einkopplung aufgebaut werden Der Sensor S31 wird an das zu berwachende Signal mittels Adapterbuchse und Kupferlackdraht angeschlossen Der Sensorausgang wird ber Lichtwellenleiter mit dem Eingang Z hler des SGZ 21 verbunden Bild 2 39 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Die Adapterbuchse wird mit Sekundenkleber an einem geeigneten Ort auf die Flachbaugruppe geklebt Bild 43 Die Anschl sse der Adapterbuchse werden mit der Versorgungsspannung 3 V bis 5 V Masse und Signal entsprechend der Belegung des Sensors beschaltet Bild 8 Die Versorgung kann von einem St tzkondensator abgegriffen werden Wenn ein empfindliches Signal berwacht werden soll kann eine Schirmung des Sensors 531 erforderlich sein MTTER D 6 6 ETTET ln o e t sa 2 Au Pi J 601 SHd p ETTITA CAUNU d zn lt 1 Bild 43 F r den Anschluss des Sensors S31 wird auf die Flachbaugruppe eine Buchse geklebt nl s 1 3 N a a 3 e IEREEERSRARAA 4444444344 D e P 3 5 3 1 Anwendung des Impulsdichteverfahrens zur Bewertung von St rschwellen Der Sensor S31 besitzt an seinem Eingang eine definierte St rschwelle De
26. en die St rimpulse die gr er sind als ul die St rschwelle ul berschreiten Das sind im Beispiel n 11 Impulse Wenn im Pr fling die St rschwelle h her liegt z B bei u3 dann werden n 3 Impulse die St rschwelle berschreiten Die Zahl der Impulse die die St rschelle berschreiten ist umgekehrt proportional zur H he der St rschwelle Dieses Prinzip kann man mit den Komponenten des E1 dem SGZ 21 und dem Sensor S31 oder der Magnetfeldsonde MS 02 umsetzen Der SGZ 21 erzeugt die St rimpulse die in den Pr fling eingespeist werden Im Pr fling schafft man sich mit dem Sensor S31 eine St rschwelle Das berschreiten der St rschwelle des Sensors S31 wird ber LWL als Lichtimpuls an den Z hler des SGZ 21 bertragen Der Z hler z hlt die St rschwellen berschreitungen Im Beispiel oben je nach St rschwelle n 3 n 7 n 11 Diese Zahlen sind proportional der St rfestigkeit des Pr flings bezogen auf die Schwelle des Sensors Das hei t Bei n 3 ist die St rfestigkeit des Pr flings hoch und bei n 11 ist die St rfestigkeit des Pr flings niedrig In der praktischen Anwendung k nnen die gez hlten Impulse im Bereich zwischen 0 und 3000 liegen Ein kleiner Wert zeigt eine hohe St rfestigkeit an demgegen ber der h here Wert auf eine geringe St rfestigkeit hinweist 14 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de In der Schaltung eines Pr flings gibt es zwei
27. engelegt werden z B innerhalb eines Kabelkanales koppelt der St rstrom ber Kabel in die Baugruppe ein und kapazitiv ber das elektrische Feld wieder aus Die zweipolige Einkopplung ist ein geschlossener leitungsgef hrter St rstromweg Demgegen ber ist die einpolige Einkopplung nicht durchg ngig leitungsgef hrt Hier wird der St rstromweg ber den Verschiebestrom geschlossen In der Praxis treten zwei F lle auf 1 Das elektrische Feld koppelt weitr umig zur Umgebung aus Das gesamte Ger t wird dadurch mit elektrischem Feld beaufschlagt 2 Inder N he der Flachbaugruppe sind metallische Teile vorhanden andere Baugruppen K hlk rper metallische Konstruktionsteile Durch ihren geringen Abstand zur Flachbaugruppe konzentriert sich das elektrische Feld auf diesen Ableitweg Dadurch erh ht sich die Feldst rke um ein Vielfaches Die Baugruppe wird lokal st rker belastet Pr faufbau f r Fall 1 Der St rstrom flie t leitungsgebunden vom Generator durch das angeschlossene Kabel in den Pr fling und koppelt feldgebunden in die Umgebung aus Das Generatorkabel kann direkt an das Masse System der Leiterkarte an einen Kabelschirm oder wenn kein Kabelschirm vorhanden ist ber einen Kapazit tsbelag aus Kupferfolie in den Pr fling eingekoppelt werden Im Beispiel Bild 29 wird der St rstrom vom Generator ber einen metallischen Kapazit tsbelag in das Flachbandkabel gekoppelt Er flie t durch den Pr fling und koppelt kapaz
28. er emv de BS O5DU Zur Einkopplung wird die Magnetfeldquelle mit ihrem Feldstrahl unmittelbar ber die Oberfl che der Baugruppe gef hrt Bild 38 Meist sind nur kleine Fl chenbereiche empfindlich Dabei wird die Feldquelle geschwenkt und gedreht um mit dem Feldstrahl die entsprechenden empfindlichen Leiterschleifen zu finden Funktionsfehler werden dann ausgel st wenn eine empfindliche Leiterschleife gefunden ist Daraus folgend k nnen EMV Ma nahmen gezielt an der aufgefundenen Stelle durchgef hrt werden SGZ 21 Feldquelle BS 04DB SIGNAL Te Dai SGZ 21 Sensor 531 Bild 38 Die Magnetfeldquelle wird zur Beaufschlagung von Leiterschleifen unmittelbar ber die Baugruppe gef hrt 30 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Magnetfeldquelle BS 04DB Anwendung BS 04DB koppelt Magnetfeld in Versorgungsleitung Dabei ist die Sonde unmittelbar links neben der Versorgungsleitung aufgesetzt Das Magnetfeld kreist in der Leiterkarte um die Versorgungsleitung EL EZ EAN san AA als ONAA N AR r PVS FL BS 04DB koppelt Magnetfeld in Signalleitungen Es wird untersucht ob eine von den betroffenen Signalleitungen empfindlich ist Die genauere Selektierung der einzelnen Leitungen erfolgt anschlie end mit der Magnetfeldquelle BS 05DU ng o a er e e e Pisi 5 A AITITEREITETIEEE NAA Md a n o 7 7 e T a 1m 7 e 7O
29. fgebaut werden Der Lichtwellenleiter wird in die Magnetfeldsonde hinten eingesteckt Dabei ist zu beachten dass er in die konische Fassung der Sendediode geschoben wird Die Sendediode befindet sich im vorderen Teil der Sonde Das andere Ende des Lichtwellenleiters ist mit dem Eingang Z hler des SGZ 21 verbunden sA LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Bild 45 Messaufbau zur Magnetfeldmessung mit der Magnetfeldsonde MS 02 Der eingespeiste St rstrom verteilt sich entsprechend dem Metallsystems der Baugruppe Das Masse System hat im Allgemeinen den gr ten Anteil am Metallsystem Das hei t der St rstrom wird ber das Masse System flie en Das bedeutet dass die Form des Masse Systems ein zugeh riges Magnetfeld erzeugt Im Bild 46 sind der entsprechend geformte Stromfluss und das dazugeh rige Magnetfeld dargestellt Wenn das Masse System nicht aus einer geschlossenen Fl che besteht sondern von Trennspalten zerschnitten wird wird in diesen Spalten ein starkes Magnetfeld entstehen und sich besonders st rend auf dort liegende Leitungen auswirken Mit der Magnetfeldsonde MS 02 sind diese kritischen Stellen auffindbar Bild 46 Wirkprinzip der Magnetfeldsonde MS 02 in Verbindung mit dem SGZ 21 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 6 Sicherheitshinweise Wenn Sie ein Produkt der Langer EMV Technik GmbH nutzen beachten Sie bitte die folgen
30. geschlossener St rstrom vom Generator durch den Pr fling Flachbaugruppe zur ck zum Generator Der St rstrom erzeugt Magnetfelder auf der Flachbaugruppe Im Masse System des Pr flings Flachbaugruppe werden dadurch Spannungsdifferenzen erzeugt bzw Spannungen in Signalleiterschleifen induziert Die Spannungen in Signalleiterschleifen k nnen auf der Baugruppe erzeugt werden oder in den Verbindungssystemen zwischen den Baugruppen siTe LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Bild 17 St rstromwege im Pr fling bei einer Burstpr fung 2 St rungen ber elektrisches Feld einpolige Einkopplung mit dem SGZ 21 in den Pr fling Wenn bei einer Burstpr fung der St rstrom leitungsgebunden in den Pr fling Flachbaugruppe eintritt und kapazitiv ber elektrisches Feld wieder austritt dann bildet sich an der Oberfl che der Flachbaugruppe ein elektrisches St rfeld aus Elektrisches Feld entsteht auch an galvanischen Trennstellen im Pr fling Dieser Vorgang erzeugt im Pr fling zwischen den Baugruppen und Konstruktionsteilen oder zur Massebezugsplatte St rspannungen Durch die Differenzspannung zwischen der Baugruppe und den umgebenden metallischen Teilen entstehen elektrische Felder auf der Oberfl che der Flachbaugruppe Diese Felder koppeln in Leiterz ge Pins und Bauteile ein Die daran angeschlossenen ICs k nnen dadurch gest rt werden Elektrisches Verschiebe Feld Strom Dt Ef B
31. h Norm ermittelten St rfestigkeitswerte und Fehlerbilder die bei St rung des Pr flings aufgetreten sind Mit dem Entwicklungssystem St rfestigkeit E1 l sst sich im Anschluss herausfinden wo genau die zu den Fehlerbildern geh renden Schwachstellen im Pr fling liegen Entsprechende Gegenma nahmen k nnen darauf hin zielgerichtet eingebaut und mit dem E1 auf ihre Wirksamkeit getestet werden Bei der Arbeit mit dem E1 vollzieht der Entwickler die Einkoppelwege aus dem Normtest nach und sucht zielgerichtet nach den beim Normtest aufgetretenen Fehlerbildern Zu beachten ist dabei dass mit dem E1 so hoch intensiv eingekoppelt werden kann dass Fehlerbilder sichtbar werden die beim Normtest nicht aufgetreten sind und die der Entwickler vorerst nicht weiter verfolgen sollte Der Entwickler muss immer die mit dem E1 ausgel sten Fehlerbilder mit den beim Normtest aufgetretenen Fehlerbildern vergleichen damit er auf dem richtigen Weg bleibt Schlussendlich geht es haupts chlich darum den Normtest zu bestehen Dar ber hinaus kann der Entwickler das Produkt mit dem E1 weiter h rten Folgende Aufgaben sollten gekl rt werden Ab welcher Spannung tritt welcher Funktionsfehler auf Tritt der Funktionsfehler sofort oder erst nach einer gewissen Zeit auf Statistik Ist der Fehler bei jeder Messung exakt der gleiche oder gibt es Unterschiede Welche Ver nderungen ergeben sich bei Modifikationen z B der Kabellage Treten neben dem bekannte
32. hlossen und das elektrische Feld ist nicht mehr vorhanden Tritt der bekannte Funktionsfehler nicht mehr auf wurde er durch das elektrische Feld verursacht Tritt er nach wie vor auf bzw ist er noch ausgepr gter wird er durch eine magnetische Beeinflussung durch den Verschiebestrom auf der Baugruppe hervorgerufen M glicherweise treten dabei noch andere Funktionsfehler auf 5 2 Lokalisierung der Fehlerorte mit Feldquellen St rstrom und St rspannung sind nicht die direkten Ursachen der Beeinflussung sondern die aus ihnen entstehenden elektrischen oder magnetischen Felder Bei Burst Beeinflussung sind meist die magnetischen Felder die Fehlerverursacher Bei ESD Einkopplungen sind die elektrischen Felder berwiegend die Fehlerverursacher Die Auswahl der Feldquellenart wird durch die Ergebnisse der Messungen aus 5 1 Analyse der St rstrompfade bestimmt Durch die Einkoppelart einpolig oder zweipolig gibt es bereits Anhaltspunkte zur Differenzierung zwischen elektrischem oder magnetischem Feld Feldquellen erzeugen je nach ihrer Art kleinr umiges magnetisches oder elektrisches Feld Diese Felder werden zur genaueren Lokalisierung des Ortes der Beeinflussung systematisch in die Baugruppe eingekoppelt Tritt der Funktionsfehler bei zweipoliger Einspeisung in den Pr fling auf handelt es sich um St rungen die von Magnetfeld ausgel st werden In diesem Fall arbeitet man mit Magnetfeldquellen weiter Tritt der Funktionsfehler bei ein
33. hlussvarianten des Impulsdichte Burst Generator SGZ 21 Zuleitung I zz IE Zuleitungen RE Ya Flachbaugruppe 1 It Flachbaugruppe 2 binder Bild 22 Varianten f r das zweipolige Einspeisen in ein zerlegtes Ger t bestehend aus zwei Flachbaugruppen Damit sind die Flachbaugruppen des Pr flings umfassend zug nglich und k nnen selektiv zweipolig eingespeist werden 21 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de M glichkeiten zum Einspeisen e ber die Zuleitung in Flachbaugruppe 1 e ber die Flachbaugruppe 1 e ber den Steckverbinder zwischen den Flachbaugruppen 1 und 2 e ber die Flachbaugruppe 2 e ber die Zuleitungen in Flachbaugruppe 2 Bei Steuer und Versorgungsleitungen wird der Generator direkt auf die Leitung geschaltet Bei Datenleitungen wird der Generatorpol mit dem Schirm der Datenleitung verbunden Mit dem zweiten Pol wird der Generator gegen Masse der Flachbaugruppe geschlossen Bild 23 Bild 23 Bei Steuerleitungen oder Hilfsenergieleitungen wird der Generator direkt aufgeschaltet Bei Datenleitungen wird der Generatorpol an den Schirm der Leitung oder an einen Kapazit tsbelag verbunden Wenn ber eine Flachbaugruppe gespeist wird dann werden die Generatorpole mit der Masse der Flachbaugruppe verbunden Das kann an schon vorhandenen Massepunkten z B Klemmen Bauteilanschl sse etc erfolgen Bild 24 Wenn die Flachbaugruppe eine galvanische Trennstelle bes
34. ige St rstromwege einzeln gespeist werden Bild 19 Zweipoliges Einspeisen mit dem SGZ 21 in den Pr fling Wenn die Schwachstelle durch die dabei auftretenden elektrischen oder magnetischen Felder getroffen wird wird der Funktionsfehler ausl st Damit ist der Fehlerort eingegrenzt Wird ein Funktionsfehler im Pr fling erzeugt beginnt die Fehlersuche mit der Untersuchung einzelner Abschnitte des Pr flings z B einzelne Baugruppen einzelne Kabelverbindungen kleine Bereiche einer gro en Baugruppe usw 5 1 1 Grundprinzip magnetische Kopplung zweipolige Einspeisung in den Pr fling Das Ziel ist im ersten Schritt dass die Fehlerbilder vom Normtest reproduziert werden Der erste Test findet somit am komplett aufgebauten Ger t statt Der Pr fling wird an zug nglichen Stellen mit dem SGZ 21 kontaktiert und St rstrom hindurch geschickt Das wird am Beispiel Bild 19 dargestellt Der SGZ 21 ist mit einem Pol an die Anschlussklemme der Hilfsenergiezuf hrung angeschlossen Der andere Pol ist mit dem Geh use PE verbunden Der St rstromweg schlie t sich ber Versorgungsleiterz ge Ableitkondensatoren und Ableitwege zum Geh use Die Magnetfelder des Burststromes greifen durch die obere Flachbaugruppe und beeinflussen das Prozessorsystem Durch geschickte Wahl der im Bild 19 rot eingetragenen Einkoppelwege k nnen Aussagen ber den ungef hren Ort der tats chlichen Beeinflussung und ber deren Wirkmechanismus getroffen werden Flie t der St
35. il KL 3 x Micro Kleps EAN 2xKrokoklemme a h A o 2 x Messleitung rot 2 x Messleitung gelb a anam i Magnetfeldsonde MS02 g zum Messen des Burst S i BS 05DU magnetfeldes im Pr fling a J M BS 05D BS 04DB Sensor 531 f r St rschwellen und Signal erfassung Anschluss material f r Sensor LWL Ausgang wird verbunden mit dem Z hler des Generators 6 x Adapterbuchse m u 13141 Magnetfeld quellen Typ BS Bild 1 Lieferumfang Hardware E1 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 2 1 Impulsdichtez hler Burst Generator SGZ 21 Der SGZ 21 Bild 2 ist zum einen ein Burstgenerator mit potenzialfreier Pulserzeugung zum anderen ist der SGZ 21 auch ein Impulsdichtez hler und misst die St rimpulse des Pr flings z f Generator Z hler Anzeige on off Schalter Impulsform Intensit t Ausgang Generator Ausgang optischer Eingang Generator LED Anzeige Z hler LWL Bild 2 Impulsdichtez hler Burst Generator SGZ 21 Generator Ein Aus Ein und Ausschalten des SGZ 21 Intensit t Potentiometer zur stufenlosen Einstellung der Intensit t der St rimpulse Impulsform Kippschalter zur Umschaltung zwischen steilen und flachen Impulsen Anzeige Z hler sechsstelliger Z hler zur Messung der Impulsdichte Anzeige LED SIGNAL Anzeige des empfangenen Lichtsignals Anzeige LED SPIKE Anzeige des empfangenen Lichtsignal
36. ild 18 Einpolige Einspeisung mit dem SGZ 21 iin den Pr fling erzeugt elektrisches Feld gegen die Massebezugsfl che 18 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Die verschiedenen Werkzeuge des E1 erm glichen vier Messstrategien mit denen die kompliziertesten St rfestigkeitsfehler aufgekl rt werden k nnen 5 1 Analyse der St rstrompfade Einspeisung mit dem Generator SGZ 21 direkt in Flachbaugruppen 5 2 Lokalisieren von Schwachstellen im Layout und der Best ckung mit Feldquellen 5 3 berwachen von kritischen Logiksignalen der Flachbaugruppe 5 4 Messung der Burstmagnetfelder zur St rstromverfolgung Das Einkreisen der Fehler erfolgt in systematischen Schritten Zuerst werden in jedem Fall die Analyse der St rstrompfade und die Reproduktion der Fehlerbilder der Normpr fung durchgef hrt Je nach dem Verhalten des Pr flings und der eigenen Theorie des Entwicklers zu diesem Verhalten k nnen die verschiedenen Messstrategien 5 2 bis 5 4 angewendet werden 5 1 Analyse der St rstrompfade Bei der Normpr fung wird der St rstrom i z B ber das Netzanschlusskabel eingespeist Der St rstrom verteilt sich im Ger t ber die Baugruppen und Konstruktionsteile Elektrische und magnetische St rfelder entstehen Diese Felder k nnen irgendwo auf Schwachstellen sto en und Funktionsfehler ausl sen Es ist nicht zu erkennen wo die Schwachstelle liegt Bild 17 Mit dem E1 k nnen belieb
37. itiv in den Gegenpol des Generators aus Der Kapazit tsbelag wird aus Kupferklebeband hergestellt Es wird um einen entsprechenden Abschnitt des Flachbandkabels gewickelt Der St rstrom koppelt vom Pr fling zum Generatorkabel ber einige Zentimeter Abstand durch die Luft und wird zum SGZ 21 zur ckgeleitet Mit dem Abstand des im Bild rechten Generatorkabels zur Baugruppe kann die elektrische Feldst rke reguliert werden Bild 29 Einpolige Einspeisung des St rstroms mit dem Burst Generator SGZ 21 erzeugt ein elektrisches Feld zum Gegenpol des Generators 24 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Beispiel f r Fall 1 Dieser Fall entsteht zum Beispiel wenn unmittelbar neben der elektronischen Baugruppe im Pr fling metallische Konstruktionsteile Schirme Metallgeh use o angeordnet sind Wenn diese Teile nicht massiv elektrisch mit dem Masse System der Elektronik verbunden sind k nnen durch den eingekoppelten St rstrom St rspannungsdifferenzen zwischen den Metallteilen und dem Masse System entstehen Bild 30 Isolierstoff St rstrom Bild 30 Praktisches Beispiel f r eine Baugruppe die vom elektrischen Feld eines benachbarten Konstruktionsteils beeinflusst wird Die St rspannungsdifferenzen erzeugen elektrische Felder die auf die Oberfl che der Baugruppe einwirken Hochohmige Netzwerke mit Pull up oder Pull down Widerst nden die im 1 10 kQ Bereich liegen sind
38. itzt kann man ber die galvanische Trennstelle speisen Bild 24 Bild 24 Einspeisen von St rstrom zweipolig ber eine galvanische Trennstelle durch den Pr fling 222 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Bild 25 Einspeisen von St rstrom zweipolig galvanisch ber Masse durch den Pr fling Bild 26 Einspeisen von St rstrom zweipolig ber den Steckverbinder zweier Baugruppen Die Kontaktierung erfolgt jeweils an Masse der Baugruppen Wenn im Pr fling keine entsprechenden Stellen vorhanden sind um den Generator anzuschlie en werden Kontaktstifte an die Flachbaugruppe gel tet Bild 28 Bild 27 Einspeisen von St rstrom zweipolig ber den Steckverbinder zweier Baugruppen Die Kontaktierung erfolgt jeweils an Masse der Baugruppen Anschluss eines PCs USB Verbindung an den Pr fling Um eine Beeinflussung des PCs zu verhindern werden die Leitungen die den Pr fling verlassen mit Ferriten abgeblockt Bild 28 Masse Lage anfr sen Kontaktstift anl ten Generatorkabel an den Kontaktstift mit den Mikro Kleps anklemmen und damit St rstrom leitungsgebunden in Masse einspeisen 93 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 5 1 2 Grundprinzip elektrische Kopplung einpolige Einspeisung in den Pr fling Bei Ger ten die nur einen Kabelanschluss besitzen bzw bei denen alle angeschlossenen Kabel zu einem Kabelb ndel zusamm
39. kleine Bauteile und deren Anschl sse Dr hte und einzelne SMD Bauelemente wie Widerst nde und Kondensatoren geeignet Einzelne Steckerkontakte oder Adern von Flachbandkabeln lassen sich ebenfalls untersuchen Die Sonde wird zur E Feldeinkopplung auf das Bauteil den Leiterzug aufgesetzt Anschluss zweipolig ES 02 ist eine Feldquelle zur Lokalisierung von Schwachstellen im Layout Die Fl che der Feldquelle erm glicht das gro fl chige Einkoppeln in Geh useoberfl chen und Innenbereiche Verbindungstechnik und Baugruppen mit Leiterzugstrukturen und ICs z B Bussysteme LCD Displays Die E Feldquelle kann mit ihrer Spitze zum Lokalisieren E Feld sensibler kleinr umiger Schwachstellen verwendet werden Leiterz ge Quarze Pull up Widerst nde ICs Anschluss zweipolig ES 01 ist eine Feldquelle zur Lokalisierung von Schwachstellen im Layout Mit der Feldquelle sind gro fl chige elektrische Einkopplungen m glich Die Feldquelle eignet sich zum Beaufschlagen von fl chen oder linienf rmigen Schwachstellen im Bereich von 5 bis 10 cm Ausdehnung und ordnet sich zwischen die Feldquelle ES 02 und ES 00 ein siehe zugeh rige Beschreibung F r verschiedene Anwendungen kann die Quelle ES 02 zu klein und die Quelle ES 00 zu gro sein Mit der ES 01 kann auch St rstrom in die Baugruppe eingekoppelt werden ber den Abstand der Sonde zur Baugruppe wird die St rke des St rstroms reguliert Anschluss einpolig ES 00 ist eine Fe
40. ldquelle zur Lokalisierung von Schwach stellen im Layout Mit der Feldquelle sind gro fl chige oder linienf rmige elektrische Einkopplungen m glich 150 cm Elektrisch sensible Schwachstellen erstrecken sich oftmals fl chenhaft ber 10 bis 15 cm einer Baugruppe LCD Display Bussysteme Auf kleine Feldquellen reagieren diese Schwachstellen nicht Es sind gro fl chige Feldquellen wie die ES 00 erforderlich um derartige Schwachstellen aufzusp ren Die Quelle kann auch zur Einkopplung in Geh use verwendet werden Mit der ES 00 kann auch St rstrom in die Baugruppe eingekoppelt werden ber den Abstand der Sonde zur Baugruppe wird die St rke des St rstroms reguliert Anschluss einpolig Bezeichnungsschl ssel Beispiel BS 04 DB D mpfung spezielle Feldformung Feldquelle f r 00 Baugr e D Gleichtaktd mpfung B Feldb ndelung magnetisches Feld 01 02 U kreisf rmiges Feld Feldquelle f r elektrisches Feld 10 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 2 2 3 Messaufbau mit SGZ 21 zur Einspeisung von Burst mit Feldquellen Die Feldquellen werden ber die Generator und Verl ngerungskabel direkt an den Ausgang Burst Bild 2 des SGZ 21 angeschlossen Feldquellen f r magnetisches Feld werden grunds tzlich zweipolig Bild 7 angeschlossen Feldquellen f r elektrisches Feld werden je nach Typ ein oder zweipolig angeschlossen Bild 31 Bild 7 SGZ 21 mi
41. le BS 04DB 1 10 Magnetfeldquelle BS 05DU 1 11 Magnetfeldquelle BS 05D 1 12 E Feldquelle ES 00 1 13 E Feldquelle ES 01 1 14 E Feldquelle ES 02 1 15 E Feldquelle ES 05D 1 16 E Feldquelle ES 08D 1 17 Magnetfeldsonde MS 02 1 18 Sensor S 31 1 19 Messleitungen rot 7 cm 2 20 Messleitungen gelb 12 cm 2 23 Adapterbuchse 3 polig 6 24 Cu Lackdraht 0 2 mm Rolle 1 25 Bandleitung 3 adrig 150 mm 1 26 Bedienungsanleitung 1 27 laminierte Kurzanleitung 1 28 Systemkoffer E1 1 46 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 10 Optionale Komponenten 10 1 Magnetfeldsonden Set S2 Die Sonden des Sets S2 besitzen eine wesentlich h here Aufl sung als die MS 02 Weiterhin sind drei verschiedene auswechselbare Sondenk pfe enthalten die verschiedene Aufgaben erf llen k nnen Bild 49 Es kann z B an ICs Pin bezogenes Magnetfeld und St rstrom gemessen werden Ebenso an einzelnen Leiterz gen Bild 48 Burstgenerator BAGSH GUENI x RA m N Bild 49 Magnetfeldsonde mit Wechselk pfen und LWL aus dem Set S2 47 LANGER 2591728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 10 2 Digitale oder analoge optische Signal bertragung Aus dem Pr fling k nnen mit speziellen optischen Sensoren analoge und digitale Signale zu einem Oszilloskop bertragen werden Die bertragung erfolgt r ckwirkungsfrei Der Vorteil dieser Systeme ist dass Signalverl ufe des Pr flings unter St rei
42. leitet Die St rungen werden das Oszilloskop beeinflussen Weiterhin w rde der Tastkopf die St rstromwege des Pr flings ver ndern und somit die Messung verf lschen Deshalb ist es erforderlich Tastk pfe mit LWL Verbindung zu verwenden Der Sensor S31 ist ein solcher Tastkopf zu b Der IC Eingang des Sensors S31 besitzt eine St rschwelle die im Pr fling zum Detektieren von St rungen verwendet werden kann Die Empfindlichkeit des Sensors gegen ber St rimpulsen wird durch die Empfindlichkeit des aufgesockelten ICs vom Typ __00 vier NAND Gatter bestimmt Der Anwender kann die Empfindlichkeit des Sensors festlegen indem er den aufgesockelten IC aus einer bestimmten IC Familie ausw hlt 411 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de Beim Messvorgang besch digte ICs k nnen problemlos ausgetauscht werden Bild 8 Sensor S31 oben mit aufgesockeltem IC unten ohne IC Impulsdehnung Der im E1 enthaltene Sensor S31 kann entsprechend dem aufgesockelten IC schnelle transiente St rungen erfassen Die Impulsbreiten der St rungen k nnen im Nanosekundenbereich liegen Derart kurze St rungen k nnen aufgrund der niedrigen Grenzfrequenz des optischen Systems 5 MHz nicht mehr bertragen werden Im Sensor ist eine Schaltung zur Impulsdehnung eingebaut die kurze Impulse auf 100 ns dehnt Diese Impulse k nnen dann mit dem Lichtwellenleiter bertragen werden Frequenzen ber 5 MHz w rde das
43. n Funktionsfehler weitere Fehler z B mit geringerer H ufigkeit auf Nach dieser anf nglichen Analyse der Funktionsfehler versucht der Entwickler eine logische Erkl rung f r den Fehlerablauf zu ermitteln Diese Theorie zum Fehlverhalten sollte als roter Faden f r die weitere Arbeit dienen W hrend dem gesamten Messablauf ist diese Theorie vom Entwickler stetig zu berpr fen und anzupassen Ziel ist es einen Zusammenhang zwischen einem bestimmten Einkoppelweg und dem gesuchten Funktionsfehler zu finden Dabei muss der Entwickler mit der Messtechnik des E1 den Fehler konkret eingrenzen Kriterium f r die Relevanz eines Einkoppelweges ist dabei immer die Art des hervorgerufenen Funktionsfehlers und die notwendige Intensit t der St rgr e Ausschlaggebend f r den Erfolg der Messungen mit dem E1 ist dass der Entwickler konzentriert den roten Faden der Pr fung nach Funktionsfehlerbildern verfolgt 5 Messstrategien zur Entst rung eines Pr flings Bei einer Burstpr fung flie en St rstr me durch die Baugruppen des Pr flings Bild 17 Der Hauptteil des St rstromes flie t dabei ber das niederimpedante Versorgungssystem Es gibt zwei Grundprinzipien der St rbeeinflussung 1 St rungen ber Magnetfeld zweipolige Einkopplung mit dem SGZ 21 in den Pr fling Bild 17 Wenn bei einer Burstpr fung der St rstrom leitungsgebunden in den Pr fling Flachbaugruppe eintritt und auch leitungsgebunden wieder austritt dann flie t ein
44. n Vorteil die Ausbreitung der Burst Magnetfelder zu kennen Mit der Magnetfeldsonde MS 02 k nnen die Burst Magnetfelder im Pr fling gemessen werden Die Magnetfeldsonde ist ber Lichtwellenleiter galvanisch getrennt um R ckwirkungen auf den Pr fling zu vermeiden Der LWL ist an den Z hler des SGZ 21 angeschlossen Die Signale der Magnetfeldsonde werden nach dem Impulsdichteverfahren ausgewertet Der Z hler zeigt eine Zahl an die dem gemessenen Magnetfeld proportional ist Durch die Messung der Burst Magnetfelder k nnen z B folgende Fragen beantwortet werden Wo gibt es Magnetfelder im Pr fling Welchen Weg nimmt der St rstrom im Pr fling Flie t St rstrom in IC Ein und Ausg nge ein Wie gut wirken eingebaute Ableitkondensatoren und wie gro m ssen sie sein Wie wirkt sich die L nge einer Schirmanbindung auf den abgeleiteten Strom aus USW Die Messung mit der Magnetfeldsonde MS O2 liefert zwei Ergebnisse den Betrag des Magnetfeldes Impulszahl und die Richtung des Magnetfeldes Position des Sondenkopfes Bild 10 und Bild 11 Somit ist es m glich sich eine genaue Vorstellung vom Magnetfeld im Pr fling zu machen und abzusch tzen welche Strukturen besonders gef hrdet sind Pr faufbau Im Bild 45 ist der Pr faufbau zur Messung von Burst Magnetfeld des Pr flings dargestellt Die Generatorausg nge des SGZ 21 werden mit der Baugruppe verbunden Es kann eine einpolige oder eine zweipolige Einkopplung au
45. nfluss mit einem Oszilloskop aufgezeichnet werden k nnen Bild 50 Burstgenerator SGZ 21 Pr fling Baugruppe Oszilloskop Sensoren 525 Bild 50 Pr faufbau mit zweikanaliger optischer Signalerfassung zum Oszillografieren des gest rten Pr flings Es ist nicht erlaubt ohne die schriftliche Zustimmung der Langer EMV Technik GmbH dieses Dokument oder Teile davon zu kopieren zu vervielf ltigen oder elektronisch zu verarbeiten Die Gesch ftsf hrung der Langer EMV Technik GmbH bernimmt keine Verbindlichkeiten f r Sch den welche aus der Nutzung dieser gedruckten Informationen resultieren LANGER N thnitzer Hang 31 Tel 49 0 351 430093 0 EMV Technik GmbH DE 01728 Bannewitz Fax 49 0 351 430093 22 www langer emv de mail langer emv de 48
46. nnewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de BS 02 koppelt Magnetfeld in gro e Bereiche einer Baugruppe Es wird gepr ft ob das sternf rmig verdrahtete Masse System gro r umige Schwachstellen besitzt BS 02 koppelt Magnetfeld in ein U f rmig angeordnetes Masse System Es wird gepr ft ob Leitungen die au erhalb des Masse Systems liegen beeinflusst werden BS 02 koppelt Magnetfeld in eine Flachbandleitung Es wird gepr ft ob einzelne Leitungen empfindlich f r Magnetfeld sind BS 02 koppelt Magnetfeld in eine Flachbandleitung Es wird gepr ft ob einzelne Leitungen empfindlich f r Magnetfeld sind 33 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de BS 02 koppelt Magnetfeld zwischen Schirmanschluss und Signalleitungen pig tale eines Steckverbinders Es wird untersucht ob der Signaleingang st rempfindlich ist FM 7 EM Hinweise zur Auswahl der einzelnen Sonden sind im Abschnitt 2 2 enthalten Die Intensit t des Feldes einer Magnetfeldquelle ist am Regler Intensit t Bild 2 am SGZ 21 verstellbar Mit sehr hoch eingestellter Intensit t berflutet das Magnetfeld der Feldquelle einen gr eren Bereich der Baugruppe als wenn der Regler Intensit t kleiner gestellt ist Um kleine empfindliche St rschwellen genau einzugrenzen ist mit dem Regler Intensit t der Messvorgang anzupassen So k nnen auch sehr kleine empfindliche Stellen
47. on ob eine St rung aus dem Layout zum IC geleitet wird Der Entwickler verschafft sich mit dieser Messung einen berblick welche IC Pins bzw Leiterz ge generell empfindlich sind b Lokalisierung von Schwachstellen im Layout Die von au en bei der Normpr fung angreifenden St rfelder koppeln an Schwachstellen im Layout in die Leiterz ge der Baugruppe ein ber die Leiterz ge werden die St rungen zum IC weitergeleitet Dieser St rvorgang der durch die Normpr fung ausgel st wird erfolgt auf der Baugruppe generell durch Kopplungen ber elektrische und magnetische Felder Um f r die Fehlersuche diese Feldkopplungen nachzubilden sind im E1 speziell entwickelte Feldquellen enthalten BS 02 ist eine Feldquelle zur Lokalisierung von Schwachstellen im Layout Die Magnetfeldquelle erzeugt ein B Feldb ndel von gt 5 cm Durchmesser Sie ist f r Ger te und Baugruppenuntersuchungen gleicherma en geeignet Entsprechend der Sondengr e lassen sich gro fl chig Geh useoberfl chen und Innenbereiche Verbindungstechnik und Baugruppen mit Leiterzugstrukturen und ICs zur Erkennung von magnetisch sensiblen Schwachstellen beaufschlagen LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de BS 04DB ist eine Feldquelle zur Lokalisierung von Schwachstellen BS 04DB im Layout Die Feldquelle generiert ein B Feldb ndel im Millimeterbereich ca 3 mm Mit dem an der Stirnseite der Sonde austretenden Feldst
48. optische System des Sensors ebenfalls nicht mehr bertragen Die gleiche Schaltung im Sensor reduziert Frequenzen gt 5 MHz auf 5 MHz Ohne diese Schaltung w rde das optische System gar nichts bertragen Es w rde die Zust nde high oder low annehmen Die Schaltung gew hrleistet dass die Fehlerzust nde aus dem Pr fling bertragen werden 2 3 1 Prinzipielle Funktionsweise des Sensors Der Sensor wird in den Pr fling eingebaut und an die interessierende Leitung angeschlossen Mit Sekundenkleber wird eine dreipolige Buchse im Lieferumfang enthalten in unmittelbarer N he der interessierenden Signalleitung m glichst am Eingang auf dem Pr fling fixiert kurz mit CuL Draht verdrahtet und der Sensor angesteckt Bild 9 Dabei ist die Masse die 3 5 V Spannung und der Eingang des Sensors zu verdrahten Die Verdrahtung soll kurz sein und direkt auf der Oberfl che der Baugruppe liegen Das ist erforderlich damit keine Schleife entsteht in die Magnetfeld oder elektrisches Feld einkoppeln kann Der Sensor S31 wird aus dem Pr fling mit einer Spannung von 3 bis 5 Volt versorgt Ist das nicht m glich kann ein Batteriemodul eingesetzt werden nicht im Lieferumfang enthalten sy SS m w AUTT Bu Bild 9 Sensor S31 ber dreipolige Buchse im Pr fling angeschlossen z B an einem IC 12 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 2 4 Magnetfeldsonden Die M
49. poliger Einspeisung in den Pr fling auf handelt es sich um St rungen die von elektrischem Feld ausgel st werden In diesem Fall arbeitet man mit E Feldquellen weiter Dieser Zusammenhang sollte als Anhaltspunkt genutzt werden Praktisch k nnen jedoch auch Kombinationen aus beiden Mechanismen auftreten Wenn das so ist werden nacheinander beide Arten Feldquellen angewendet 26 LANGER 2591728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 5 2 1 Wirkmechanismus f r Magnetfeldeinkopplung St rmagnetfelder koppeln in IC externe Leitungsnetze Die IC externen Netzwerke bilden mit den IC Pins die Schleifen in denen Spannung induziert wird Die Einwirkung auf den IC erfolgt leitungsgef hrt ber die IC Pins Uind d dt Im einfachsten und h ufigsten Fall schlie en sich die Schleifen IC extern ber Kondensatoren Bild 32 Bild 32 Prinzip der magnetischen Einkopplung in Leiterschleifen Das Magnetfeld H t erzeugt die magnetische Flussdichte B t bzw den magnetischen Fluss amp t Der Fluss amp t induziert in den Leiterschleifen Spannungsimpulse Zur Spannungsinduktion f hrt das von der Leiterschleife umfasste Magnetfeld Praxiswerte f r die induzierten Spannungen liegen um die 10 Volt Die Impedanz einer entsprechenden Leiterschleife liegt im 1 Ohm Bereich Bei der Entst rung mit Feldquellen wird das Magnetfeld von der Feldquelle erzeugt Um Beeinflussungen auszul sen muss die Feldquelle so gehalten
50. ptimiert dass sie entweder magnetisches oder elektrisches Feld erzeugen Weiterhin sind die Feldquellen unterschiedlich gro um verschieden gro e Gebiete auf der Baugruppe beaufschlagen zu k nnen Zus tzlich gibt es Spezialfeldquellen f r besondere Aufgaben wie zum Beispiel Magnetfeldquellen die St rstrom ber ein besonders geformtes Feld in Leitungen einkoppeln Es werden verschiedene Sondenkopfarten angeboten die auf bestimmte Messaufgaben zugeschnitten sind Sie erm glichen ein millimetergenaues Eingrenzen von Schwachstellen oder auch das Aufsuchen kritischer Verbindungen und Anschl sse wie Bauelemente Leiterz ge oder IC Pins auf dem festgelegten St rpfad Eine Beurteilung der Sensibilit t unterschiedlicher IC Pins ist durchf hrbar Die ermittelten empfindlichen Gebiete k nnen nach ihrer Lokalisierung gezielt behandelt werden Die E Feld sensiblen Schwachstellen sind mit den H Feldquellen nicht auffindbar Um diese Fehlerstellen zu lokalisieren sind spezielle E Feldquellen zu nutzen Als kritisch k nnen sich nicht nur Abschnitte von Leiterz gen sondern auch hochohmige Bauelemente wie Pull up Widerst nde oder Quarzgeneratoren erweisen 2 2 1 Feldquellen f r magnetisches Feld Im Zubeh r des E1 sind vier Feldquellen enthalten die magnetische Felder erzeugen Die verschiedene Gestaltung der Sondenk pfe erm glicht zwei unterschiedliche Messungen a Bestimmung der Empfindlichkeit eines IC Pins einer Leitung unabh ngig dav
51. r Sensor wird an eine Leitung im Pr fling angeschlossen Damit schafft man sich eine k nstliche Ger test rschwelle deren berschreiten man direkt ber Lichtwellenleiter signalisiert bekommt Die Leitung im Pr fling kann ein originaler Leiterzug sein oder ein k nstlich eingebrachter Signalleiter aus Draht sein Kapitel 3 Wenn ein originaler Leiterzug verwendet wird sollt er ohne Signal oder mit einem Signal konstanter Frequenz beaufschlagt sein Das ist notwendig damit man die dazu kommenden St rschwellen berschreitungen vom Nutzsignal unterscheiden kann Mit der k nstlichen Ger test rschwelle lassen sich EMV Ma nahmen an Filtern im Geh usebereich oder in der mechanischen Konstruktion bewerten Wenn man zum Beispiel die Konstruktion der Ableitwege in der mechanischen Konstruktion ndert kann man ermitteln wie sich dazu die St rfestigkeit des gesamten Ger tes ver ndert hat 40 LANGER DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de SGZ 21 Z hler _ TE a RER Bild 44 Dimensionierung von Filtern mit dem Impulsdichteverfahren Ein typischer Anwendungsfall ist die Dimensionierung von Filtern Bild 44 Mit dem SGZ 21 wird St rstrom in einen Pr fling eingeleitet Der Sensor S31 bildet mit einer Leitung des Pr flings die Ger test rschwelle und bermittelt die St rschwellen berschreitungen ber LWL an den Eingang Z hler des SGZ 21 Ist der Zahlenwert hoch ist die Leit
52. rahl wird die Oberfl che von Leiterkarten abgetastet Dies gestattet das Aufl sen von magnetischen Schwachstellen im kleinr umigen Bereich von 3 mm im Layout und Best ckungsbereich Kritische Leiterzugabschnitte Bauteile und Bauteilanschl sse sind mit der BS 04DB lokalisierbar BS 05D ist eine Feldquelle zur Lokalisierung von Schwachstellen im Layout Die Magnetfeldquelle erzeugt hnlich der BS 04 DB ein B Feldb ndel von ca 3 mm Durchmesser Die Feldlinien verlaufen jedoch 90 zum Sondenschaft Damit eignet sich die Sonde besonders zur Lokalisierung von Schwachstellen zwischen zwei Flachbaugruppen und in schwer zug nglichen Bereichen von Baugruppen z B zwischen Bauteilen Vor Anwendung der Feldquelle BS 05D sollte die Schwachstelle grob mit der Sonde BS 02 oder BS 04DB eingegrenzt werden BS 05DU ist eine Feldquelle zur Bestimmung der Empfindlichkeit eines IC Pins einer Leitung Die Magnetfeldquelle erzeugt ein kreisf rmiges Magnetfeld im Millimeterbereich Sie wird als Mini Koppelzange zur selektiven Einkopplung von St rstrom in einzelne Leiterz ge IC Pins SMD Bauelemente und d nne Leitungen Flachbandkabel eingesetzt Eine Baugruppe hat oft viele unempfindliche und nur wenige empfindliche Signalverbindungen Leiterz ge IC Pins Die Empfindlichen lassen sich mit der Feldquelle schnell herausfinden und durch entsprechende Layoutgestaltung sch tzen 2 2 2 Feldquellen f r elektrisches Feld
53. romverteilung im Pr fling geschlossen werden Die MS 02 ist eine passive Sonde und ben tigt keine Hilfsenergie Die zum Erzeugen von Lichtimpulsen notwendige Energie wird dem Burst Magnetfeld entnommen Die MS 02 wird ber LWL mit dem Eingang Z hler des SGZ 21 verbunden D D wird nicht erfasst Bild 11 Die Magnetfeldsonde MS 02 erfasst Magnetfeld orthogonal zur Sonden ffnung zum Sondenschaft KER LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 3 Das Impulsdichteverfahren Das Impulsdichteverfahren ist ein Messverfahren mit dem die relative St rfestigkeit eines Pr flings ermittelt werden kann Mit der relativen St rfestigkeit lassen sich EMV Modifikationen in ihrer Wirkung bewerten Weiterhin ist das Impulsdichteverfahren Basis f r die Messung von Burst Magnetfeldern mit den Magnetfeldsonden MS 02 und dem optionalen Magnetfeldmesssystem S2 Kapitel 10 1 Uds a e St rschwelle kV geordnet Bild 12 Rampenf rmiger Anstieg der St rimpulse des SGZ 21 St rschwellen berschreitungen n bei unterschiedlich hohen St rschwellen u Die prinzipielle Funktion des Impulsdichteverfahrens ist im Bild 12 dargestellt Die Spannung u der St rimpulse steigt von einem kleinsten Wert schrittweise rampenf rmig zu einem Maximalwert an Das geschieht in der Zeit T 1 s Dieser Prozess wiederholt sich st ndig Wenn die St rimpulse im Pr fling auf eine St rschwelle ul treffen werd
54. s mit Impulsfalle Dehnung auf sichtbare Breite von ca 50 ms Ausgang Burst symmetrischer Ausgang gegen Masse galvanisch getrennt LWL Eingang Z hler Eingangsbuchse f r 2 2 mm Kunststoff Lichtwellenleiter An der linken Seite des Generators befindet sich die Stromversorgung Ein Steckernetzteil 12 V ist im Lieferumfang enthalten 2 1 1 Der SGZ 21 als St rgenerator Der SGZ 21 erzeugt potentialfreie pulsf rmige St rgr en mit Flanken von ca 2 ns Anstiegs und 10 ns Abfallzeit Dagegen werden vom Normgenerator Impulsformen von 5 50 ns erzeugt Die geringere Impulsbreite des SGZ 21 schont den Pr fling vor Zerst rung Au erdem erm glicht das Arbeiten mit geringerem Pegel der St rspannung ein sichereres Arbeiten f r den Ingenieur Mit dem SGZ 21 kann partiell in Konstruktionsteile Kabel Schirmungen Erdverbindungen und haupts chlich direkt in die Baugruppen eingespeist werden Der St rstrom des SGZ 21 wird durch einen Differenzausgang erzeugt Damit ist der erzeugte Pulsstrom nicht auf das Potential des Generatorgeh uses bezogen Durch entsprechendes Kontaktieren kann der Weg des St rstroms im Pr fling festgelegt werden 5 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de In definierte Bereiche der Baugruppe wird damit St rstrom eingespeist ohne dass die Umgebung wesentlich dadurch beeinflusst wird Die Scheitelwerte der St rimpulse liegen zwischen 0 und 1500 Volt sie werden fortw
55. t Magnetfeldquelle BS 04DB Neben den Feldquellen selbst erzeugen auch die Anschlusskabel Felder die in den Pr fling einkoppeln k nnen und das Messergebnis ver ndern Die Kabel sollten deshalb m glichst mit Abstand vom Pr fling gef hrt werden 2 3 Sensor Der Sensor 31 Bild 8 ist ein digitaler Tastkopf zur bertragung von bin ren Signalen aus dem Pr fling Der Sensor besitzt eine dreipolige Pfostenleiste RM 2 5 mm Ein Stift der Pfostenleiste ist die 3 5 V Hilfsenergieversorgung der zweite ist Masse Der dritte ist der Eingang des Tastkopfes Der Eingang des Sensors ist intern mit einem digitalen IC Eingang verbunden Er wird im Pr fling an digitale Signale VCC lt 5 V und Masse angeschlossen Der IC Ausgang speist einen optischen Sender Der Sender ist mit einer 2 mm konischen Fassung zur Aufnahme eines 2 2 mm Kunststoff Lichtwellenleiters LWL verbunden Die Lichtsignale des Sensors werden ber LWL zum LWL Eingang Z hler des SGZ 21 bertragen Mit dem Pegelumschalter kann man das Signal auf negiert umschalten Der Sensor kann auf zwei Arten verwendet werden a Zum Erfassen logischer Signale im Pr fling b Zum Erfassen von St rungen im Pr fling zu a Zur Ursachenfindung bei St rfestigkeitsuntersuchungen mit dem SGZ 21 ist es hilfreich wichtige Signale Reset CE des Pr flings zu berwachen Bei der Verwendung eines blichen Oszilloskop Tastkopfes werden die St rungen ber den Tastkopf zum Oszilloskop ge
56. ung empfindlich und st ranf llig Wenn am Filter Bild 44 Verbesserungen eingebracht worden sind kann man sofort deren Wirkung auf die St rfestigkeit des Ger tes testen Mit fortw hrendem Messen und Modifizieren kann der Filter optimal dimensioniert werden u St N art A i x NY y 5 3 2 berwachung von logischen Signalen des Pr flings Es sind zwei Strategien umsetzbar 1 es werden konstante Signale berwacht Reset die sich im Fehlerfall ndern Die nderung wird mit Lichtwellenleiter zum SGZ 21 bertragen und an der LED Signal und Spike angezeigt Die LED Spike besitzt eine Impulsfalle mit der auch sehr kurze optisch nicht sichtbare Signale auf eine vom Menschen erkennbare Signall nge gedehnt werden 55 ms 2 es werden mit dem Sensor S31 Ablaufzyklen berwacht CE die im Z hler einen konstanten Zahlenwert liefern Wenn bei St rungen der Zyklus gest rt wird ndert sich der Zahlenwert Bei St rfestigkeitsmessungen kommt es darauf an auftretende Fehler im Pr fling m glichst schnell und eindeutig zu erkennen Oftmals wird jedoch eine Beeinflussung nicht oder erst nach l ngerer Zeit von au en sichtbar Beispielsweise ist der Prozessor im Pr fling schon l ngst abgest rzt w hrend das LCD Modul noch die korrekten Daten anzeigt Bei einer berwachung des Reset Signals w re der Absturz sofort erkannt worden 41 LA N G F R DE 01728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de
57. zug Wenn die Sonde hochkant auf die Baugruppe aufgesetzt wird kann man den Leiterzug besser selektieren Diese Methode eignet sich besonders f r relativ unempfindliche Leitungen da die E Feldquelle eine gr ere Kantenl nge Einkoppelfl che besitzt als die ES 05D 36 LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de 97 ES 02 koppelt elektrisches Feld in das Geh use eines ICs Um Bereiche des Geh uses eines ICs zu untersuchen setzt man die E Feldquelle mit der Spitze auf Diese Methode kann man auch f r andere Bauteile SMD Widerst nde oder Leiterz ge verwenden ES 05D koppelt elektrisches Feld in Leiterz ge einer Flachbaugruppe Wenn die Leiterz ge eng in einem B ndel liegen l sst sich der empfindliche Leiterzug unter Umst nden noch nicht genau selektieren Deshalb muss im Layout eine Stelle gesucht werden an der der Leiterzug frei liegt oder man verwendet die Tastspitze ES 08D ES 05D koppelt elektrisches Feld auf ein Quarz Geh use Es wird gepr ft ob die zugeh rigen IC Anschl sse st rempfindlich sind Die Quarzanschl sse von ICs k nnen je nach IC Hersteller hochempfindlich gegen ber elektrischem Feld sein ES 05D koppelt elektrisches Feld in die Ader einer Flachbandleitung Es wird gepr ft ob die Ader feldempfindlich reagiert LANGER 2801728 Bannewitz mail langer emv de EMV Technik www langer emv de ES 05D koppelt elektrisches

Bedienungsanleitung E1 - Langer EMV

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