Cámara Anecoica CISPR 25 — Requisitos y Especificaciones

Introducción

Las mediciones precisas y reproducibles de CISPR 25 requieren un entorno electromagnético controlado que elimine la interferencia externa y minimice las reflexiones internas. El método ALSE (Absorber Lined Shielded Enclosure, Recinto Blindado con Revestimiento de Absorbentes) es el entorno de prueba estándar especificado en CISPR 25 para mediciones de emisiones radiadas de componentes automotrices. Un ALSE es esencialmente una cámara anecoica: una sala blindada revestida con material absorbente de radiofrecuencia (RF) que suprime las reflexiones de las paredes, el techo y (en algunas configuraciones) el piso de la cámara.

Diseñar y construir una cámara anecoica CISPR 25 requiere una cuidadosa atención a la efectividad del blindaje, el rendimiento del absorbente, la geometría de la cámara, la configuración del plano de tierra y los niveles de ruido de fondo. Este artículo cubre los requisitos técnicos clave que una cámara de prueba CISPR 25 debe satisfacer.

Efectividad del Blindaje

La estructura exterior de una cámara anecoica CISPR 25 es un recinto blindado diseñado para atenuar las señales electromagnéticas externas y evitar que interfieran con las sensibles mediciones de emisión que se realizan en el interior. El blindaje debe proporcionar una atenuación suficiente en todo el rango de frecuencia de medición de CISPR 25, de 150 kHz a 2500 MHz.

Los requisitos típicos de efectividad de blindaje para una cámara CISPR 25 son:

Rango de Frecuencia	Efectividad Mínima de Blindaje
150 kHz - 30 MHz	80 dB (campo magnético y eléctrico)
30 MHz - 1000 MHz	80 - 100 dB (onda plana)
1000 MHz - 2500 MHz	80 - 100 dB (onda plana)

El blindaje se logra típicamente mediante construcción de acero soldado o paneles modulares de acero galvanizado. Todas las costuras, uniones, juntas de puertas, penetraciones de ventilación y paneles de entrada de cables deben mantener la efectividad de blindaje requerida. Las puertas del recinto blindado utilizan sistemas de junta tipo peine o borde de cuchilla para mantener la integridad electromagnética durante la operación normal.

Se utilizan filtros de línea de potencia, filtros de línea de señal y pasamuros de fibra óptica para todas las conexiones eléctricas y de datos que atraviesan las paredes del recinto blindado. Estos filtros deben proporcionar una atenuación adecuada en todas las frecuencias de interés.

Requisitos de Absorbentes de RF

Los absorbentes de RF son la característica definitoria que distingue una cámara anecoica de una simple sala blindada. Los absorbentes se montan en las superficies interiores de la cámara para suprimir las reflexiones de energía electromagnética de las paredes y el techo de la cámara. Para aplicaciones CISPR 25, la selección y colocación del absorbente debe ser apropiada para el rango de frecuencia de medición.

Tipos de Absorbentes

Se utilizan dos tipos principales de absorbentes de RF en las cámaras CISPR 25:

Absorbentes de baldosa de ferrita: Efectivos a frecuencias más bajas, típicamente de 30 MHz a 1000 MHz. Las baldosas de ferrita son paneles planos y delgados fabricados de material de ferrita sinterizada. Proporcionan buena absorción a frecuencias más bajas sin consumir un volumen significativo de la cámara. Los absorbentes de ferrita son esenciales para lograr un rendimiento aceptable por debajo de 200 MHz.
Absorbentes de espuma piramidal: Efectivos a frecuencias más altas, típicamente desde 200 MHz en adelante. Estas son estructuras de espuma en forma de cuña o piramidal cargadas con carbono. La geometría piramidal proporciona una transición gradual de impedancia desde el espacio libre hasta el material absorbente, resultando en baja reflectividad. La altura de la pirámide determina la frecuencia efectiva más baja: pirámides más altas absorben frecuencias más bajas.

La mayoría de las cámaras CISPR 25 utilizan una configuración de absorbente híbrido que combina baldosas de ferrita en las paredes de la cámara con absorbentes de espuma piramidal colocados sobre las baldosas de ferrita. Esta combinación proporciona absorción de banda ancha desde 30 MHz hasta muy por encima de 2500 MHz.

Colocación de Absorbentes

Para las mediciones de emisiones radiadas CISPR 25 utilizando el método ALSE, los absorbentes se colocan en:

Las cuatro paredes: Cobertura completa desde la línea del piso hasta el techo.
Techo: Cobertura completa en toda el área del techo.
Piso: El piso no se reviste con absorbentes. En su lugar, se utiliza un plano de tierra metálico en el piso, ya que CISPR 25 especifica un método de medición basado en plano de tierra.

Esta configuración crea un entorno “semi-anecoico”: las paredes y el techo absorben las reflexiones, mientras que el plano de tierra proporciona una superficie reflectante controlada que forma parte de la configuración de medición.

Dimensiones de la Cámara

Las dimensiones internas de una cámara anecoica CISPR 25 deben ser lo suficientemente grandes para acomodar el dispositivo bajo prueba (DUT), el arnés de cableado, la antena de medición y una separación suficiente de las paredes revestidas de absorbente para evitar efectos de acoplamiento de campo cercano. Aunque CISPR 25 no establece un tamaño específico de cámara, las siguientes consideraciones prácticas determinan las dimensiones mínimas:

Directrices de Dimensiones Mínimas

Parámetro	Requisito Típico
Distancia DUT-a-antena	1 m (según lo especificado en CISPR 25)
Longitud del arnés	1500 mm típica
Separación del DUT a las paredes con absorbente	Al menos 1 m recomendado
Separación de la antena a las paredes con absorbente	Al menos 1 m recomendado
Extensión del plano de tierra más allá del DUT/arnés	Al menos 200 mm en todos los lados

Un tamaño de cámara común para pruebas CISPR 25 es aproximadamente 5 m (L) x 3 m (A) x 3 m (Al) de dimensiones internas útiles (antes de la instalación de absorbentes). Las cámaras más grandes proporcionan mejor rendimiento a frecuencias más bajas y más flexibilidad en las configuraciones de la instalación de prueba. Las cámaras más pequeñas pueden ser aceptables para probar ESAs pequeños con arneses cortos, siempre que las mediciones de validación confirmen un rendimiento aceptable.

Validación de la Cámara

La cámara CISPR 25 debe ser validada para confirmar que su rendimiento electromagnético es adecuado para las mediciones previstas. El criterio clave de validación es el nivel de ruido de fondo: el ruido electromagnético ambiental dentro de la cámara (sin DUT en operación) debe estar al menos 6 dB por debajo del límite de emisión aplicable más bajo en todo el rango de frecuencia de medición.

Esta validación se realiza midiendo el espectro de ruido ambiental dentro de la cámara utilizando el mismo equipo de medición y las mismas configuraciones de antena que se utilizarán para las pruebas del DUT.

Plano de Tierra

El plano de tierra es una superficie metálica en el piso de la cámara que sirve como conductor de referencia para la configuración de prueba CISPR 25. Debe ser eléctricamente conductor y proporcionar una superficie de baja impedancia en todo el rango de frecuencia.

Los requisitos del plano de tierra incluyen:

Material: Lámina de cobre, aluminio o acero galvanizado con un espesor mínimo de 0,5 mm.
Condición de la superficie: Limpia, libre de corrosión y eléctricamente continua. Las uniones entre secciones del plano de tierra deben unirse utilizando cinta conductora o costuras superpuestas.
Tamaño: Debe extenderse al menos 200 mm más allá de los bordes del DUT y del arnés de cableado en todos los lados.
Conexión al recinto blindado: El plano de tierra debe estar unido a las paredes del recinto blindado para establecer una referencia de tierra común.

Posicionamiento de la Antena

CISPR 25 especifica requisitos precisos de posicionamiento de antena para mediciones de emisiones radiadas:

Distancia de medición: 1 metro desde el punto más cercano del arnés de cableado hasta el punto de referencia de la antena.
Altura de la antena: El centro de la antena se posiciona a la misma altura que el arnés de cableado (típicamente 50 mm por encima del plano de tierra para una antena monopolo de varilla, o a la altura del arnés para otros tipos de antena).
Polarización de la antena: Se miden tanto la polarización vertical como la horizontal (excepto para la antena monopolo de varilla, que es inherentemente de polarización vertical).
Barrido de la antena: La antena puede desplazarse a lo largo de la longitud del arnés para identificar la posición de máxima emisión.

Se utilizan diferentes tipos de antena para diferentes bandas de frecuencia, como se describe en los requisitos de configuración de prueba CISPR 25.

Requisitos de Ruido de Fondo

El ruido electromagnético ambiental dentro de la cámara CISPR 25 debe ser lo suficientemente bajo para permitir mediciones de emisión válidas. La norma requiere que los niveles de ruido de fondo estén al menos 6 dB por debajo del límite aplicable en todas las frecuencias. En la práctica, muchos laboratorios de pruebas apuntan a niveles de ruido de fondo que estén 10 dB o más por debajo del límite para proporcionar margen de medición adicional.

Lograr un bajo ruido de fondo requiere:

Alta efectividad de blindaje del recinto.
Filtrado adecuado de todas las líneas de potencia y señal que ingresan a la cámara.
Aislamiento de equipos de soporte ruidosos (fuentes de alimentación, simuladores de carga, computadoras de control) fuera del recinto blindado.
Uso de conexiones de fibra óptica para la transferencia de datos entre el DUT y el equipo externo cuando sea posible.

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