Anwendung und technische Analyse von LISUN EMI-9K-Serie EMI-Empfänger für EMV-Prüfungen von elektrischen und elektronischen Produkten

Abstract:
Elektromagnetische Störungen (EMI) sind ein Schlüsselfaktor, der die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) elektrischer und elektronischer Produkte einschränkt. Die quantitative Messung leitungsgebundener und abgestrahlter Störungen ist entscheidend für die Produktkonformität, den Marktzugang und die Leistungsoptimierung. Diese Arbeit befasst sich mit … LISUN EMI‐9K-Serie EMI-Empfänger Als Forschungsobjekt wird die technische Architektur, die Kernparameter und die Funktionsmerkmale des EMV-Empfängers systematisch analysiert. Die Anwendungsprinzipien zur quantitativen Messung leitungsgebundener und abgestrahlter Störungen sowie zur Lokalisierung von Störquellen werden erläutert. Zudem wird die technische Unterstützung für EMV-Konformitätsprüfungen auf Basis von Industriestandards und praktischen Prüfanforderungen demonstriert. Die Ergebnisse zeigen, dass der EMV-Empfänger der Serie EMI-9K über ein breites Frequenzband, hohe Präzision und Vollautomatisierung verfügt, die gängigen internationalen und nationalen EMV-Standards vollständig erfüllt und zuverlässige Prüfmethoden für Forschung und Entwicklung, Zertifizierung und Qualitätskontrolle von elektrischen und elektronischen Produkten bietet.

1. Einleitung

Mit der rasanten Entwicklung digitaler und intelligenter Technologien nehmen die Integration und Betriebsfrequenz elektrischer und elektronischer Produkte stetig zu. Elektromagnetische Störungen, die während des Gerätebetriebs entstehen, sind zu einem wichtigen Faktor geworden, der die Zuverlässigkeit, Sicherheit und den Marktzugang von Produkten beeinträchtigt. Elektromagnetische Störungen werden hauptsächlich in leitungsgebundene und abgestrahlte Störungen unterteilt. Erstere breiten sich über leitfähige Medien wie Stromkabel und Signalleitungen aus, während letztere sich in Form elektromagnetischer Wellen im Raum ausbreiten. Beide können zu Fehlfunktionen von Geräten, Störungen peripherer Systeme und sogar zu Sicherheitsvorfällen führen.

Laut dem Chinesischen Institut für Elektroniknormung (China Electronics Standardization Institute) machten Produktrückrufe aufgrund von Nichteinhaltung der EMV-Anforderungen im Jahr 2024 23 % aller Produktrückrufe im Inland aus, mit direkten wirtschaftlichen Verlusten von über 5 Milliarden Yuan. In den wichtigsten Volkswirtschaften weltweit ist die EMV-Prüfung für die Markteinführung neuer Produkte verpflichtend. Produkte, die diese Prüfung nicht bestehen, erhalten keine CCC-, CE- oder FCC-Zertifizierung und riskieren unter anderem Zollbeschlagnahmungen und Marktrückrufe.

Der EMV-Empfänger ist das Kerngerät für die quantitative Messung und die Beurteilung der Konformität mit elektromagnetischen Störungen. Seine Genauigkeit, sein Frequenzbereich und seine Normenkompatibilität bestimmen direkt die Zuverlässigkeit der EMV-Prüfergebnisse. Als ausgereiftes automatisches Prüfsystem in der Branche ist der LISUN Der EMI-Empfänger der Serie EMI-9K ist speziell für die Messung leitungsgebundener und abgestrahlter Störungen elektrischer und elektronischer Produkte optimiert und löst damit grundlegend das Problem der Selbststörungen herkömmlicher Messgeräte. Er ermöglicht quantitative Störmessungen im gesamten Frequenzband von 9 kHz bis 1 GHz, und die Messergebnisse entsprechen internationalen Standardberichtsformaten. Dies bietet umfassende technische Unterstützung für die EMV-Konformitätszertifizierung und die Lokalisierung von Störquellen. Dieser Artikel analysiert den EMI-Empfänger der Serie EMI-9K hinsichtlich Systemarchitektur, technischer Kernparameter, Anwendungsbereichen und industriellem Nutzen.

2. Kernarchitektur und Standardanpassungsfähigkeit des LISUN EMI‑9K Serie EMI-Empfänger

2.1 Gesamtsystemarchitektur

Das LISUN Die EMI-Empfänger der Serie EMI-9K umfassen drei Untermodelle: EMI-9KA, EMI-9KB und EMI-9KC. Alle basieren auf einer integrierten Architektur aus Empfänger, Hilfstesteinheiten und zugehöriger Software und bieten differenzierte Konfigurationen für die Prüfung leitungsgebundener und abgestrahlter Störungen in verschiedenen Frequenzbändern. Alle Untermodelle sind mit einem vollständig geschlossenen EMI-Empfänger ausgestattet, dessen Gehäuse aus hochleitfähigem Material für eine hervorragende Abschirmung sorgt. Fortschrittliche Technologien und Verfahren eliminieren den Einfluss von Geräte-Eigenstörungen auf die Testergebnisse – ein seit Langem bestehendes Problem in der Branche.

Die Kernkonfiguration ist um die wichtigsten Glieder der leitungsgebundenen und abgestrahlten Interferenzprüfung herum konzipiert:

• Der Empfänger ist die zentrale Detektionseinheit für die Erfassung, Verstärkung und Analyse elektromagnetischer Störsignale.
• Das LISN (Line Impedance Stabilization Network) isoliert Netzstörungen und erfasst präzise leitungsgebundene Störungen auf der Stromleitung des zu testenden Geräts.
• Das Kopplungs-/Entkopplungsnetzwerk CDNE-M316 ist eine Schlüsselkomponente für die Prüfung abgestrahlter Störungen und wurde gemäß den neuesten Standards entwickelt. CISPR15:2018 Standard, der genaue Störaussendungsmessungen an elektrischen Beleuchtungseinrichtungen im Frequenzband von 30 MHz bis 300 MHz ermöglicht.
• Hilfseinheiten wie Trenntransformatoren, Dämpfungsglieder und Koaxialkabel gewährleisten eine stabile Signalübertragung und standardisierte Testumgebungen.

2.2 Einhaltung internationaler und nationaler Standards

Der EMV-Empfänger muss den gängigen EMV-Normen entsprechen. LISUN Der EMI-Empfänger der Serie EMI-9K erfüllt vollständig die Normen CISPR, GB, FCC, EN und weitere Normenreihen und deckt damit die Testanforderungen für verschiedene elektrische und elektronische Produkte ab, darunter Beleuchtung, Informationstechnologie und Haushaltsgeräte.

Zu den anwendbaren Normen gehören:

• CISPR16-1: Spezifikation für Messgeräte und -verfahren zur Messung von Funkstörungen und Störfestigkeit
• CISPR15: Grenzwerte und Messverfahren für die Funkstöreigenschaften elektrischer Beleuchtungsanlagen und ähnlicher Geräte
• GB 17743: Grenzwerte und Messverfahren für die Funkstöreigenschaften elektrischer Beleuchtungsanlagen und ähnlicher Geräte
• FCC Teil 15 / FCC Teil 18
• EN 55015, EN 55022 und andere europäische EMV-Normen

Unterstützung für CISPR15:2018 ermöglicht es dem CDNE-M316, herkömmliche CDN-Geräte zu ersetzen und so eine Verbesserung bei der Prüfung abgestrahlter Störungen zu erzielen, um den neuesten Branchenanforderungen gerecht zu werden.

3. Technische Kernparameter und Leistungsvorteile des EMI-Empfängers der Serie EMI‐9K

3.1 Vergleich der wichtigsten technischen Parameter

Tabelle 1 Technische Kernparameter von LISUN EMI‑9K Serie EMI-Empfänger

Artikel	EMI‑9KA	EMI‐9KB	EMI‑9KC
Frequenzbereich	9kHz ~ 30MHz	9kHz ~ 300MHz	9 kHz ~ 1 GHz
Frequenzstabilität	1×10⁻⁶	1×10⁻⁶	1×10⁻⁶
Frequenzauflösung	9 kHz–150 kHz: 30 Hz 150 kHz–30 MHz: 1 kHz	9 kHz–150 kHz: 30 Hz 150 kHz–30 MHz: 1 kHz	9 kHz–150 kHz: 30 Hz 150 kHz–30 MHz: 1 kHz
Messfehler	± 2 dB	± 2 dB	± 2 dB
Erkennungsmodi	PK, QP, AV	PK, QP, AV	PK, QP, AV
Pegelbereich	20 dBμV ~ 140 dBμV	20 dBμV ~ 140 dBμV	20 dBμV ~ 140 dBμV
Scan-Schritt	20 Hz ~ 2 MHz	20 Hz ~ 2 MHz	20 Hz ~ 2 MHz
Auflösungsbandbreite	200 Hz, 9 kHz, 120 kHz	200 Hz, 9 kHz, 120 kHz	200 Hz, 9 kHz, 120 kHz
Hauptkonfiguration	Empfänger + LISN + Trenntransformator + Dämpfungsglied + Kabel	Empfänger + LISN + CDNE‑M316 + Trenntransformator + Dämpfungsglied + Kabel	Empfänger (mit eingebautem Dämpfungsglied) + LISN + CDNE‑M316 + Trenntransformator + Kabel
Software	Windows 7/8/10/11, Chinesisch/Englisch	Windows 7/8/10/11, Chinesisch/Englisch	Windows 7/8/10/11, Chinesisch/Englisch

3.2 Kernleistungsvorteile

1. Breites Frequenzband und hohe Präzision
Das System deckt den Frequenzbereich von 9 kHz bis 1 GHz ab und erfüllt damit die Anforderungen an die Prüfung leitungsgebundener und abgestrahlter Störungen der meisten elektrischen und elektronischen Produkte. Mit einer Frequenzstabilität von 1 × 10⁻⁶, einem Messfehler von ±2 dB und einer Frequenzauflösung bis zu 30 Hz im Niederfrequenzbereich erfasst es schwache Störsignale präzise und ermöglicht genaue quantitative Messungen.

2. Vollautomatischer und intelligenter Betrieb
Das System ist mit einer chinesisch/englischen zweisprachigen Software ausgestattet, die mit gängigen Windows-Systemen kompatibel ist. Es unterstützt automatisches Scannen, Datenerfassung und Berichtserstellung in internationalen Standardformaten ohne manuelle Nachbearbeitung, wodurch die Effizienz von EMV-Prüfungen deutlich verbessert und menschliche Fehler reduziert werden.

3. Reine Testumgebung ohne Selbstinterferenzen
Die vollständig geschlossene Konstruktion und das hochleitfähige Chassis eliminieren in Kombination mit fortschrittlicher Anti-Interferenz-Technologie die vom Testgerät selbst erzeugten elektromagnetischen Störungen grundlegend und gewährleisten so, dass die Testergebnisse ausschließlich die tatsächlichen Interferenzcharakteristika des Prüflings widerspiegeln.

4. Modulares Design und hohe Skalierbarkeit
Das System ist modular aufgebaut, sodass Anwender je nach Testbedarf flexibel Submodelle auswählen können. Es lässt sich mit unterstützenden Instrumenten wie der programmierbaren, netzspannungsfreien Wechselstromquelle LSP-500VARC/1KVARC, dem Abschirmraum SDR-2000B, der Dreifachschleifenantenne VVLA-30M, der Absorptionsklemme AB-CLP usw. erweitern, um vielfältigen Testanforderungen gerecht zu werden.

4. Anwendungsprinzipien des EMI-Empfängers der Serie EMI-9K bei der Prüfung leitungsgebundener und abgestrahlter Störungen

4.1 Durchgeführte Störfestigkeitsprüfung

Bei leitungsgebundenen Störungen handelt es sich um elektromagnetische Störungen, die von elektrischen und elektronischen Produkten über Strom- und Signalleitungen an das Stromnetz oder periphere Geräte übertragen werden und hauptsächlich im Frequenzband von 9 kHz bis 30 MHz gemessen werden.

Das LISUN Der EMI-Empfänger der Serie EMI 9K verwendet ein LISN, um eine genaue Messung leitungsgebundener Störungen zu erreichen:

• Das Prüfobjekt (EUT) ist über das LISN mit dem Stromnetz verbunden. Dadurch werden externe Netzstörungen isoliert und eine Standard-Leistungsimpedanz bereitgestellt.
• Leitungsgebundene Störsignale werden präzise erfasst und über Koaxialkabel an den EMI-Empfänger übertragen.
• Der Empfänger verstärkt, erkennt und analysiert Signale mithilfe von Peak- (PK), Quasi-Peak- (QP) und Average-Detektoren (AV).
• Die Störspannung wird quantifiziert und mit Standardgrenzwerten verglichen, um die Einhaltung zu beurteilen.

Das Gerät EMI‑9KA eignet sich für einfache leitungsgebundene Prüfungen, während EMI‑9KB und EMI‑9KC sowohl leitungsgebundene als auch abgestrahlte Prüffunktionen integrieren und so die Effizienz erheblich steigern.

4.2 Prüfung auf abgestrahlte Störungen

Bei abgestrahlten Störungen handelt es sich um elektromagnetische Störungen, die in den Weltraum emittiert werden und hauptsächlich im Frequenzbereich von 30 MHz bis 1 GHz gemessen werden. Sie erfordern eine hohe Abschirmleistung und Signalerfassungsfähigkeit.

Das LISUN Der EMI-Empfänger der Serie EMI‑9K verwendet das CDNE‑M316 Kopplungs-/Entkopplungsnetzwerk, das mit den folgenden Normen kompatibel ist: CISPR15:2018 Um präzise Störaussendungsmessungen im Frequenzbereich von 30 MHz bis 300 MHz durchzuführen, erweitert der EMI‑9KC den Messbereich auf 1 GHz für Hochfrequenzprodukte.

Arbeitsprinzip:
• Das Prüfobjekt wird in einer standardisierten Testumgebung platziert (z. B. in einem SDR‑2000B‑Abschirmungsraum).
• Das CDNE‑M316 wandelt abgestrahlte elektromagnetische Wellen in elektrische Signale um.
• Der Empfänger führt eine Spektrumanalyse und eine quantitative Messung durch.
• Die VVLA‑30M Dreifachschleifenantenne kann zur Ergänzung von Niederfrequenz-Strahlungsmessungen im Bereich von 9 kHz bis 30 MHz verwendet werden.

Die hohe Auflösung und die präzise Detektion helfen dabei, Frequenzspitzen zu lokalisieren und unterstützen so die Analyse von Störquellen und die Produktoptimierung.

4.3 Lokalisierung von Störquellen und Produktoptimierung

Das LISUN Der EMI-Empfänger der Serie EMI-9K beurteilt nicht nur die Einhaltung der Vorschriften, sondern bietet durch genaue Spektrumanalyse und Datenerfassung auch eine wissenschaftliche Grundlage für die Lokalisierung von Störquellen.

Durch automatisches Scannen ermittelt das System die Störintensität bei verschiedenen Frequenzen und erstellt ein Spektrumdiagramm. Ingenieure können anhand der Spitzenfrequenzen in Kombination mit Schaltungsdesign und Bauteilanordnung die wichtigsten Störkomponenten wie Schaltnetzteile, Hochfrequenzoszillatoren und Antennenmodule identifizieren.

Wird beispielsweise in einem LED-Beleuchtungsprodukt eine übermäßige Störaussendung im Bereich von 300 MHz festgestellt, lässt sich die Störquelle auf das Hochfrequenz-Schaltmodul des LED-Treibers zurückführen. Ingenieure können dann EMV-Filter hinzufügen, das Leiterplattenlayout optimieren, Metallabschirmungen installieren und weitere Verbesserungen vornehmen. Die hochpräzise Messung von ±2 dB bestätigt die Wirksamkeit der Korrekturmaßnahmen und bildet so einen geschlossenen Regelkreis aus „Testen – Lokalisieren – Modifizieren – Überprüfen“.

5. Industrieller Anwendungswert und Entwicklungsrelevanz

5.1 Erfüllung der Kernanforderungen von Forschung und Entwicklung sowie Zertifizierung

In der Forschungs- und Entwicklungsphase ermöglicht der EMI-Empfänger die frühzeitige Erkennung von EMV-Fehlern, wodurch umfangreiche Nachbesserungen in späteren Phasen vermieden und die F&E-Kosten erheblich gesenkt werden. Daten zeigen, dass EMV-Tests vor der Markteinführung die Kosten für spätere Nachbesserungen um etwa 70 % reduzieren können.

Im Zertifizierungsverfahren können Prüfberichte, die internationalen Standards entsprechen, direkt für CCC-, CE-, FCC- und andere Zertifizierungen verwendet werden und bieten somit einen „Pass“ für den Zugang zum globalen Markt.

5.2 Verbesserung der Standardisierung von EMV-Prüfungen

Als standardisiertes EMV-Prüfgerät, LISUN Die EMI-Empfänger der Serie EMI-9K standardisieren Prüfverfahren, verbessern die Ergebnisgenauigkeit und vereinheitlichen Berichtsformate. Dadurch werden Verzerrungen durch unzureichende Gerätegenauigkeit oder inkompatible Normen reduziert. Der automatische Betrieb senkt die Anforderungen an das Fachpersonal und verbessert die EMV-Prüfmöglichkeiten insgesamt.

5.3 Anpassung an komplexe elektromagnetische Umgebungen

Mit der Entwicklung von 5G, IoT und KI steigen die Betriebsfrequenzen und die elektromagnetischen Umgebungen werden komplexer. Die breite Abdeckung von 9 kHz bis 1 GHz und die Unterstützung der neuesten Technologien bieten hierfür optimale Voraussetzungen. CISPR15:2018 Der Standard erfüllt die Testanforderungen von hochfrequenten, hochintegrierten Produkten. Sein modularer Aufbau unterstützt zukünftige Upgrades für höhere Frequenzen und komplexere EMV-Testanforderungen.

6. Fazit

Die quantitative Messung elektromagnetischer Störungen ist der Kernbestandteil der Beurteilung der EMV-Konformität und der Leistungsoptimierung elektrischer und elektronischer Produkte. EMI-Empfänger ist die wichtigste Ausrüstung, um diese Funktion zu realisieren.

Mit seinem vollständig geschlossenen, störungsfreien Design, dem breiten Frequenzband von 9 kHz bis 1 GHz, der hohen Präzision von ±2 dB und der vollständigen Einhaltung internationaler und nationaler Normen ist das LISUN Der EMI-Empfänger der Serie EMI-9K ermöglicht die präzise quantitative Messung leitungsgebundener und abgestrahlter Störungen. Er liefert zuverlässige Testdaten für Produktzertifizierungen wie CCC, CE und FCC und unterstützt die Lokalisierung von Störquellen sowie die Optimierung der EMV-Leistung durch präzise Spektrumanalyse.

Die integrierte Architektur und der vollautomatische Betrieb verbessern die Effizienz und Standardisierung von EMV-Prüfungen erheblich. Sie können in Forschung und Entwicklung, Produktion und Qualitätskontrolle von Beleuchtungs-, IT-, Haushaltsgeräten und anderen elektrischen und elektronischen Produkten breit eingesetzt werden. Angesichts der zunehmend komplexen elektromagnetischen Umgebung und der kontinuierlich aktualisierten EMV-Normen bietet die LISUN Der EMI-Empfänger der Serie EMI‑9K bietet wichtige technische Unterstützung für die qualitativ hochwertige Entwicklung der Elektro- und Elektronikindustrie und hilft Produkten, sowohl auf nationalen als auch auf internationalen Märkten legal wettbewerbsfähig zu sein.

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