De Quest: Een herhaalbaar resultaat bij MDS21 metingen.

Enige tijd geleden hebben wij bij mij op het werk een zogeheten MDS21B absorptie clamp gekocht.
Op zich een heel simpel ding, een stroomtransformator met een hele serie ferriet ringen aan de netzijde.
Even simpel gesteld, je sluit hem over de kabel naar je EUT en je rolt hem heen en weer op zoek naar de staande golven (van 30 tot 1000 MHz).
Nou is het probleem dat de metingen die wij op het kantoor hebben gedaan niet overeenkomen met de metingen die op de technische universiteit zijn gedaan.
Op zich kan ik voor mijzelf begrijpen dat je een gecompliceerde situatie hebt, je hebt een stroomnet met een onbekende impedantie, je kabel op de rails heeft een zekere impedantie, je EUT heeft een onbekende complexe impedantie.
Het is op zich dus vrijwel gegarandeert dat je impedantie mismatches hebt.

Echter wij hebben op het werk een afgeschermde kamer met een 100 dB filter, op de universiteit hebben we dit onder vergelijkbare omstandigheden gedaan.
We hebben dezelfde absorptie klem.
Ik heb een "test stoor bron" geselecteerd die uiterst stabiel is in zijn emissies.
De eerste metingen wezen uit dat de kabel van de muur naar de EUT grote invloed hadden (tot ongeveer 15 dBpW), met enige selectie konden we onze afwijking tot ongeveer 6 dB verkleinen, alhoewel het enigzins er van af hing op welk kontakt we het aansloten.

Vervolgens hebben wij een AMN (artificial mains network) gebouwd, dit heeft die afhankelijkheid enigzins opgelost, maar nog steeds wijkt onze meting af van de technische universiteit.

Morgen gaan we nog eens verder experimenteren met een M3 CDN (van de injected current generator) er tussen en ik zal eens kijken of ik wat resultaten kan meenemen om te laten zien hoe het meet resultaat er uit ziet.

Wie van U heeft ervaring met deze absorptie klemmen, en weet hoe kan ik een herhaalbaar resultaat krijgen.
Op zich de resultaten die wij in het kantoor hebben zijn relatief gelijk, ze komen echter niet overeen met de universiteit.
Het kan maar zo iets heel simpels zijn, maar is er hier iemand die deze zelfde ervaring heeft?

Je hebt geen afwijkingen in de EUT (verlopende frequentie oid?)

Nee, ik heb deze EUT geselecteerd voor de stabiele emissies.
De bedoeling was om een "verificatie" storings bron te hebben, zodat we in geval van twijfel een bekende EUT kunnen meten om vast te stelen of de verkregen resultaten correct zijn.
Het probleem is echter dat we op elke locatie een ander resultaat krijgen.
In de volgende grafiek zie je 2 keer dezelfde voeding, 1 meting van de technische universiteit en een in ons eigen laboratorium.

Dit is het beste resultaat wat ik kon krijgen na voorzichtige selectie van de kabel.
Voor deze selectie waren de verschilen tot 2,5 keer wat je hier ziet.

De metingen op dezelfde kabel zijn (nu met AMN) herhaalbaar in ons laboratorium ongeacht welk kontakt we gebruiken, echter we hebben andere resultaten in de andere laboratoria.

De vraag is dus eigenlijk, hoe kunnen wij een vergelijkbaar resultaat behalen, een paar dB meetfout zou acceptabel zijn als je maar weet waar en hoeveel (en het herhaalbaar zou zijn)

De standaard is vrij vaag aangaande deze meting (CISPR 14-1 & CISPR 16) er zijn verscheidene punten die duidelijker gesteld hadden kunnen worden, kabel diameters, impedanties die niet gespecificeerd zijn etc. etc.
Er is weinig te vinden over hoe je het correct opzet, vandaar mijn vraag of iemand hier ervaringen mee heeft.

De CISPR 14-1 heeft het over een tweede clamp, dit al geprobeerd?
Heb je de CISPR 16-1-3 voorhanden?

Je kunt bij hoge frequenties, en ook nog breedbandig, alleen goed meten als de impedanties gelijk zijn.
Dus zorg dat dat het geval is.
(En dat is soms erg lastig.) ;)

@Dutch Boy @ R.Beckers,

de tweede ferriet clamp is inderdaad een van de volgende stappen die we nog op de lijst hebben om te proberen.
En eerlijk gezegd onze motivatie om een AMN te bouwen, impedantie stabilisatie van de connectie naar de EUT.
Het probleem wat wij zagen met deze uitleg is dat de CISPR 14-1 stelt dat je een impedantie mag plaatsen maar geen gegevens verstrekt over de waarde daarvan.
We hebben CISPR 16-1-3 (helaas in het Duits maar het is beter dan niets), een van de volgende stappen die wij plannen, is de analyzer uit de kamer halen en de tracking generator aansluiten om te kijken of we onze setup kunnen calibreren/verifieren.

Op zich is het probleem een beetje dat de in de standaard gegeven informatie over deze meting niet voldoende is om een goede setup te garanderen.
(en er nauwelijks informatie over te vinden is)

De impedantie gelijk houden is op zich in theorie een goed idee.
Ons probleem is dat we een op zich gebrekkigge spannings verzorging hebben met een 100 dB filter, elke kabel zijn eigen specifiece impedantie heeft en uiteindelijk moeten wij onze projecten testen waar je een complexe combinatie van impedanties aan de ingang hebt.
We hebben geprobeert een AMN te bouwen, maar normale componenten zijn niet ideaal om over de frequency range maar te zwijgen.
(Neemt niet weg dat we het wel proberen, het is op zich altjd leuk om even lekker te puzzelen)

Toch zijn gelijke impedanties nodig. Als je een spectrum analyzer (SA) met minimaal een ruisbron, beter is een tracking generator (TG), hebt dan kun je de impedanties gelijk maken. Een VNA is nog handiger.
Nu maakt het wel uit hoe lang een kabel is t.o.v. de golflengte.
Als dat gelijktrekken niet lukt, dan zijn er vermoedelijk nog alternatieven.

Een netwerk analyzer hebben we helaas niet, alhoewel als het echt nodig zou blijken dan zou ik er wel een kunnen lenen van een van de andere laboratoria.
We hebben een spectrum analyzer met tracking generator, dus dat willen we na volgende week verplaatsen naar buiten de afgeschermde kamer.
Volgende week zal ik dit onderwerp ook eens aansnijden op onze EMC meeting met de Duitse collega's.
De kabel is 6 meter (het deel waar je op meet) om een halve golf te hebben op 30 MHz.
Ik heb zover enige artikels gevonden die over impedantie stabilisatie TBV. radiatated emission/Immunity gingen (op interference technology.com) en 1 artikel wat enigzins uitlegt over de verschillende meetfouten bij LISNS & absorptie klemmen.
Maar we hebben eigenlijk nog niet veel kunnen meten en vergelijken om te kijken wat bij ons het geval is.

Even simpel gesteld, je sluit hem over de kabel naar je EUT en je rolt hem heen en weer op zoek naar de staande golven (van 30 tot 1000 MHz).

Staande golven zijn direct afhankelijk van de reflecties die het gevolg zijn van een mis-aanpassing van de impedantie van de load op vde kabel. Wat de generator ziet is de impedantie van de kabel (transmissie lijn) en load samen.

Wat die absorbtie klem doet is een beetje het zelfde wat je vroeger met en detector en een slotted line deed. Die lijn was open want je wilde in de coax (transmissielijn) meten. Als je er omheen meet zie je alleen het signaal wat ongewenst over de buitenkant loopt.

Die klem loopt van 30 tot 1000 MHz. Hij zal niet perfect werken vanaf 30 MHz en op 29MHz compleet niets meer doen. De prestatie zal op de grensbereiken waarschijnlijk minder zijn dan op 500 MHz.

VNA's voor deze frequenties zijn niet duur meer. (de versies gericht op zendamateurs dan)

Maar ik heb geen idee over jullie toepassing, kabels, load etc

Waar meten jullie mee (de meetontvanger)

Edit:
Ik heb het datablad gelezen. Dit ding meet volgens mij geen staande golven. Het is een alternatief voor een veldsterkte meting om EMI tev meten. Je ziet waar op de kabel er het meeste troep wordt uitgezonden en dit is wat gecontroleerder dan een antenne die van alles op pikt.

Ik heb zo aan commonmode chokes gemeten. Op die manier kan je de effectiviteit van zo'n ding meten.

[Bericht gewijzigd door fred101 op (16%)]

Dat klopt Fred101, in elk geval de helft.
In de huishoud appliance standaard staat een uitzondering.
Als je bij de "interference power" meting meer dan 10 dBpW onder de limiet zit dan hoef je geen antenne metingen te doen.
Dit er vanuit gaande dat je machine maar een kabel naar het net heeft, en je dus op deze kabel de storingen kan detecteren die de EUT afgeeft.
Vandaar ook dat je tot 6 meter van de storingsbron moet meten om gegarandeerd de staande golven 30 MHz te kunnen detecteren.
Het probleem is echter de herhaalbaarheid op andere locaties,
Op zich hebben we een correctie tabel ingevoerd aangezien de response niet vlak is over zo'n frequentie bereik.
Maar zelfs het wisselen van de kabel waar je op meet kan tot 15 dBpW verschil geven, hoe moet je het opzetten om een correct resultaat te verkrijgen.

P.s. Ik werk bij een ontwikkelaar/producent van huishoud electronica in het EMC laboratorium.
Wij ontwerpen en produceren controllers voor wasmachines/drogers, ovens, afwas machines, koelkasten etc. etc.

Ik weet niet wat 6 meter draad nu met 30 MHz heeft te maken en ook niet met staande golven. (6 meter is de golflengte van 50 MHz)

Die clamp is niets meer dan een soort uitkoppelaar die ongewenste commonmode signalen op het netsnoer meet. Als je stroom wilt meten moet je 1 ader nemen want als je er twee neemt meet je niets met een stroom klamp meter. Er zitten echter ook ongewenste signalen op die kabel en die heffen elkaar niet op, die zitten op beide aders gelijk en dat pikt jullie klamp op. Zie het als een heel gevoelige en breedbandige klampmeter.

Een veldsterkte meter pikt alles in de lucht op dus dat moet in een afgeschermde ruimte. Deze klamp moet je zien als een miniatuur afgeschermde ruimte. Je injecteert een bekend signaal in het systeem en de meetontvanger die op de clamp zit aangesloten meet hoeveel daarvan op het 6 meter netsnoer overblijft.

Wil je gelijken resultaten dan moet de meetopstelling identiek zijn.
Jullie gebruiken de vereiste houten tafel zonder staal frame, niet vlakbij andere metalen vlakken ?
De zelfde ontvanger en generator ?
De zelfde frequentie ?
Het zelfde netsnoer (wat voor dit soort frequenties als transmissielijn werkt. Als de aders verder uit elkaar liggen, een ander isolatie materiaal hebben etc hebben ze een andere impedantie en dat heeft invloed. Hoeveel weet ik niet, iemand als Frederick E Terman hier op CO kan dat waarschijnlijk zo uitrekenen.

Ik weet verder niets van eisen en regels dus geen idee waarom 6 meter, ik zou denken dat ze dat vrij willekeurig hebben gekozen. Veel meer dan 6 meter zal je waarschijnlijk niet snel aan consumenten electronica vinden.

Just my 2 cents vanuit een netwerk analyse achtergrond beredeneerd

Je houdt toch wel rekenschap met de 6dB verzwakking?

Op 26 maart 2017 19:52:49 schreef fred101:
Ik weet niet wat 6 meter draad nu met 30 MHz heeft te maken en ook niet met staande golven. (6 meter is de golflengte van 50 MHz)

Bij staande golven zie je om de halve golflengte hetzelfde patroon. Anders gezegd, van minimum tot minimum (of van maximum tot maximum) in stroom of spanning is een halve golf.
Je wilt dus op de laagste frequentie (30 MHz) toch nog minstens een halve golflengte kabel onderzoeken; dus (iets) meer dan vijf meter bekijken. Zes meter is dan een mooie lengte.

Dit dus voor common-mode. Differential mode is een ander probleem met een andere meting.

Sorry voor mijn late reactie, ik was op reis naar een EMC trade show.
Wij doen dit op een houten rails die we hebben laten maken, zonder enige metalen delen (op een paar schroeven na aan de kant van de vloer)
We doen deze metingen in de afgeschermde kamer, en de dichstbijzijnde metaal is de vloer 80 cm lager of de wanden ongeveer 1,5 meter ver weg.
De 6dB attenuator zit in de kabel verwerkt die we gekalibreerd met de MDS van de fabrikant hebben gekregen, die is dus altijd gebruikt.
Het is inderdaad bedoelt om common-mode stromen te meten, er vanuit gaande dat deze bij het lichtnet altijd een goede lengte hebben om geradieert te worden.

Wij zijn van plan om een kam generator aan te schaffen om de opstelling te calibreren (niet de klem maar de hele opstelling)
Ik wacht nu op enige quotaties en dan moeten we kijken wat in het budget valt.

Ik heb hier echter 1 twijfel bij, aangezien de impedantie van je transmissie lijn van de frequentie afhankelijk is, als je 1 keer over de kabel rolt, zou je nog steeds een fluctuerend storings nivo meten of zou dit met maxhold niet uitmaken.
Ik ga dit morgen eens vragen aan de EMC expert op de technische universiteit, het klinkt mischien raar, ik heb hier nog geen duidelijk antwoord op gehad (ondanks dat er 150+ jaar EMC ervaring aan tafel zat)

Dat is weer eens lastig.
Een dergelijke geleider is niet ontworpen voor RF. De kabel zal vermoedelijk geen constant gedrag vertonen?

Als je cablibreert volgens de Annex B hoofdstuk 2.1 van de CISPR 16-1-3 moet je volgens mij een heel eind komen met een spectrum analyzer en tracking generator?
(Let ook op de tweede clamp, 10dB verzwakker en verticale groundplane)

Wij zijn op het moment een tweede "clamp" aan het maken met ringkernen die we nog hadden liggen.
Alhoewel ik er vanuit ga dat dit een paar mogelijke reflecties aan de netzijde kan voorkomen.

De kabel is eigenlijk een van mijn grote twijfels, bij de technische universiteit zit er een lengte "stijf" draad over de rails gespannen.
De standaard spreekt van de kabel van de EUT, maar in ons geval zou dit betekenen dat je soepel snoer zou moeten inspannen.
De calibratie methode beschreven in CISPR 16-1-3 gebruikt 4 mm terwijl voor de meting zelf tussen 1,5 en 2,5 gesproken word.
Als er volgende week een gaatje valt in de laboratorium boekingen zullen we eens proberen met de ferrieten over de kabel.

Weet U R.Beckers, de kabel meet gewoon als een kabel, je ziet een "oscillatie" tussen hoge en lage impedantie, en dit zie je in je metingen terug.
Het probleem is een beetje welke meet het dichtst bij de werkelijke hoeveelheid emissies.
(Dit natuurlijk tezamen met nog niet gevonden mogelijke andere meetfouten, waarvan ik er vrijwel zeker vanuit ga dat we er een paar hebben)

We hebben vandaag een "EUT" gemeten, die wij eerst bij de technische Universiteit hebben gemeten.
Dit keer met 2,5 mm strak gespannen stijf draad, onze resultaten waren vrij dicht bij de Uni.
Ongeveer 2 a 3 dBpW afwijking, morgen gaan we verder met een paar andere EUT's.
Op zich 2 of 3 dBpW, als het voorspelbaar en herhaalbaar is kan ik daar mee leven.

De ferriet kernen, hebben we geprobeert maar we waren niet echt zeker over het resultaat dus die hebben we er eerst weer afgehaalt.
Met name in de lage frequenties hadden wij een hogere afwijking dan zonder (ongeveer 6 dBpW), nou ja lagere, van 30 tot ~100 MHz.

We wachten nog op de quotaties voor de kam generatoren, dan kunnen we het echt kalibreren om elke twijfel weg te nemen.
Maar voor nu is het een succesje.