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Sistemas de prueba de inmunidad de acuerdo con IEC/EN 61000-4-3
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General Para probar un EUT (equipo bajo prueba) respecto de la inmunidad a interferencia de RF en el intervalo de frecuencia de 80 MHz a 6 GHz de acuerdo con IEC/EN 61000-4-3, el EUT es expuesto a un campo electromagnético definido. Para evitar influencias en equipos localizados en el medio ambiente y en los servicios de radio, así como por razones de seguridad personal, esta prueba debe realizarse en cuartos blindados de RF (cámaras anecóicas).
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Configuración de Sistemas de Prueba para pruebas en cámaras anecóicas.
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El diagrama de bloques 1 muestra la configuración requerida para las mediciones en el área uniforme.
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Diagrama de bloques 1: Configuración para un sistema de prueba de acuerdo con IEC/EN 61000-4-3; Medición del área uniforme.
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A continuación, el equipo de medición y pruebas se describe en detalle.
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Computadora de control
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El controlador es una PC estándar con sistema operativo Windows XP/VIsta. Dependiendo de la configuración del sistema, se puede usar GPIB (IEEE 488) con tarjeta de interfaz National Instruments, bus serial RS 232, USB y otros sistemas de bus.
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Software de control
RF-LAB cumple totalmente con estándares EC/EN 61000-4-3, IEC/EN 61000-4-20, automotrices- y MIL. El software “RF-LAB” controla el sistema de prueba completo y prepara el reporte de prueba. Lleva a cabo mediciones en el área uniforme y genera datos de calibración de referencia a partir de estas. Alternativamente los datos de referencia pueden medirse directamente. Las pruebas pueden realizarse manualmente y también totalmente automáticas. El completo monitoreo automático de las funciones del EUT es posible siempre y cuando su conformidad pueda ser monitoreada con límites de tolerancia predefinidos. Hasta cuatro valores pueden ser monitoreados y registrados, por ejemplo mediante multímetros.
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Los datos escenciales del software son : • Plataforma Microsoft Windows WIN VISTA, WIN XP
• Guía para el operador simple
• Funciones de ayuda en línea
• Presentación de los resultados mediante gráficas en línea y reportes
• Función de exportación de los archivos para procesamiento adicional usando Microsoft Word, Microsoft Excel,…
• Medición del campo homogénep incluyendo evaluación
• Cálculo de datos de referencia
• Prueba de saturación de 2dB en base a mediciones de campo de acuerdo con el estándar
• Mediciones de datos de referencia con nivel de prueba fijo o perfil de nivel contra frecuencia
• Control permanente de VSWR durante la prueba y límtes definidos por el usuario así como restricción del máximo nivel de entrada de amplificador y máxima potencia de salida permitida
• Múltiples repeticiones automáticas de prueba
• Modo de prueba manual
• Incremento/decremento manual de nivel de prueba
•Modo automático de prueba incluyendo monitoreo de EUT
• Función de Handshake al EUT via interfaz serial
• Fácil y rápida configuración del dispositivo gráfico, el esquema del sistema se puede imprimir
• Conforme totalmente con los estándares IEC/EN 61000-4-3, IEC/EN 61000-4-20, automotrices y MIL
• Control del sistema de prueba mediante interfaces GPIB, USB,…
• Se pueden hacer modificaciones a la medida
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Generador de señales
Un generador de señales comercial se utiliza como fuente de señales. Debería de cubrir al menos el intervalo de frecuencia requerido, tal como 80 MHz a 6 GHz y permitir modulación de amplitud con una onda senoidal e índice de modulación de 80%, como se pide en los estándares. Adicionalmente, debería de cumplir los requerimientos relativos al ancho del paso de frecuencia (1% del valor precedente). Si el equipo ofrece profundidades y modos adicionales de modulación así como un intervalo de frecuencia mayor y pasos menores, esto podría ser de ventaja para aplicaciones futuras. Los requerimientos mínimos son los siguientes:
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Intervalo de frecuencia: 9kHz – 3.0GHz (6.0GHz)
• Salida de RF : -40dBm a 0dBm
• Resolución de frecuencia: 1Hz
• Resolución de nivel: 0.1dB
• Modulación de amplitud: 0 a 99.9%
• Tipos de modulación adicionales: modulación de frecuencia, modulación de fase, modulación de pulso
• Interfaz: GPIB (IEEE-488), RS232, USB)
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Amplificador de Potencia de RF
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El software controla el nivel del generador de señales para cada frecuencia de pruebas. Este nivel de señal es amplificado por el amp lificador de potencia a fin de producir la intensidad de campo requerida alrededor del EUT. El nivel de potencia de salida del amplificador (10W, 30 W, 200 W,.., 2 kW,..) depende de la configuración de prueba. la distancia entre EUT y antena (1m,..., 3m) y el nivel de prueba / intensidad de campo (1V/m, 3 V/m, 10 V/m, ...). Normalmente, una intensidad de campo de 10 V/m con 1 kHz / 80% AM puede obtenerse con un amplificador de 200 W a una distancia de 3 m.
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Datos principales del amplificador:
• Tipo: Frankonia FLH, FLG,
• Intervalo: 1MHz- 6GHz
•Salida nominal: 4W … 2000W
• Entrada para salida nominal: 107dBmV (0dBm)
• Impedancia: 50 Ohm
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Antena de transmisión
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La antena de banda ancha Frankonia BTA-M cubre todo el intervalo de frecuencia de 80 MHz a 3000 MHz. Puede cargarse hasta con 1000W. Arriba de 1 GHz, las antenas de corneta o antenas log-periódicas, como nuestras BTA-S ahorran potencia del amplificador y costos. Las antenas también son adecuadas para medición de emisiones.
(Véase nuestro capítulo de antenas en este sitio web).
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Datos principales de las antenas:
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| • Tipo: |
Frankonia BTA-M |
Frankonia BTA-S |
| • Intervalo de frecuencia: |
30MHz to 3GHz |
0.7GHz to 9 GHz |
| • Impedancia: |
50 Ohm |
50 Ohm |
| • Peso: |
5kg |
3.7kg |
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Mediciones de potencia
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Durante las pruebas, la sonda de intensidad de campo es reemplazada por el EUT. Una medición de potencia durante las corridas de prueba asegura que el EUT esté expuesto correctamente a las condiciones de prueba requeridas. Para este propósito, un acoplador direccional es conectado a la salida del amplificador. Un equipo de medición de potencia tipo PMS 1084 determina la potencia incidente y reflejada hasta 6 GHz. Ambos valores son almacenados por el software de control.
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Medición de intensidad de campo
Un sistema de medición de intensidad de campo consiste de una sonda isotrópica, unidad de medición y un convertidor de fibra óptica que es conectado a la PC. El sistema es empleado para la medición de la homogeneidad de campo de la configuración de prueba
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Instalación del sistema en un gabinete de 19” : RIS 3000
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A pedido, los sistemas de prueba se suministran instalados en un gabinete de 19". La imagen muestra un ejemplo de un sistema de prueba de inmunidad radiada de acuerdo con: IEC/EN 61000-4-3, tipo RIS 3000.
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Dimensiones típicas (Alto x Largo x Ancho): 1,270 x 710 x 540mm peso sin instrumentos: 50kg
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Características:
• Gabinete movible (con grandes ruedas de hule)
• Los instrumentos se instalan y cablean dentro del gabinete
• Conmutador principal
• Conmutador de emergencia
• Se incluyen cubiertas fácilmente montables para parte frontal y trasera del gabinete
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Datos de referencia
Los datos de referencia pueden ser determinados mediante dos métodos diferentes: < calcular archivo de referencia> (con datos del campo homogéneo) y <Medición de referencia individual>.
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Calcular archivo de referencia
De acuerdo con el estándar los datos de referencia de la intensidad de campo de prueba deseada deberán ser calculados en la medición de campo homogéneo. Se puede hacer simplemente mediante el uso de esta función.
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Medición de Referencia Individual (para configuración de prueba individual)
El software permite hacer las mediciones individuales de archivos de referencia. Esto puede ser necesario si se requiere un nivel de prueba definido exactamente en una posición de EUT definida o un perfil de niveles de prueba respecto a la frecuencia.
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Pruebas
La configuración de pruebas es descrita en el diagrama de bloques 2. En base a los datos de referencia (cálculo de referencia o medición de referencia) determinados para la configuración de prueba respectiva), el nivel de prueba y / o intensidad de campo de prueba requerido es ajustado y reproducible durante las corridas de prueba mediante el software de control, para cada paso de frecuencia. Para este propósito, la señal es modulada en amplitud con una onda senoidad de 1 kHz / 80%. La verificación del funcionamiento del EUT se realiza manualmente (ópticamente) o, si es posible, automáticamante. En este último caso la función del EUT se prueba mediante un máximo de cuatro valores de medición con respecto a su conformidad con los valores de tolerancia predeterminados. Los datos determinados, los resultados, una descripción del sistema de prueba, así como un comentario en relación a la medición se sumarizan por el software en un registro de medición. La salida se realiza mediante una impresora conectada a la PC. Los datos pueden ser exportados para procesamiento posterior en otros programas, como Excel.
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Diagrama de Bloques 2: Configuración de un sistema de prueba de acuerdo con IEC/EN 61000-4-3 en la corrida de prueba
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Campo Homogéneo / Uniforme
Para asegurar la reproducibilidad de la prueba de inmunidad, el estándar prescribe la homogeneidad del campo generado. La cámara anecóica debe garantizar un campo homogéneo dentro de un área de 1.5m x 1.5m de 1 a 3 m. de distancia a la antena de transmisión (ej.. Frankonia tipo BTA). Si una superficie más pequeña es suficiente para exponer el EUT y sus cables de conexión a la radiación, el campo homogéneo puede ser reducido a 0.5m x 0.5m. La parte más pequeña de la superficie de campo homogéneo está situada 0.8m arriba del piso. Para asegurar el correcto despliegue de la sonda de campo las mediciones se realizan sin modulación en la cámara anecóica vacía. El campo homogéneo tiene que establecerse en pasos de 1 %, empezando en 80 MHz y hasta 6 GHz. La homogeneidad de campo requerida para la frecuencia respectiva se cumple, tan pronto en 12 de 16 puntos de medición (1.5m x 1.5m), o en 4 de 4 puntos de medición (0.5m x 0.5m), la diferencia entre el valor de intensidad de campo más alto y más bajo sea de 0 dB a + 6 dB. El alto requisito relativo a la homogeneidad de campo no puede ser cumplida por cabinas blindadas de RF normales (sin forrado absorbente). El software emplea esos datos para verificar la saturación de 2 dB del sistema, como lo requiere el estándar.
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