Configuración de Prueba y Requisitos de Equipos CISPR 25
Guía completa sobre los equipos de prueba y las configuraciones necesarias para las pruebas de emisiones de componentes automotrices según CISPR 25, incluyendo receptores de EMI, LISNs, antenas, disposición del arnés y posicionamiento del DUT.
Descripción General de la Configuración de Prueba CISPR 25
Una medición de emisión válida según CISPR 25 depende tanto de la configuración y el equipo de prueba como del propio dispositivo bajo prueba (DUT). La selección incorrecta de equipos, el trazado inadecuado del arnés o una infraestructura de prueba insuficiente pueden producir mediciones demasiado optimistas (que no detectan emisiones reales) o demasiado pesimistas (midiendo artefactos de la cámara en lugar de emisiones del DUT). Este artículo detalla los equipos de prueba y los requisitos de configuración especificados en CISPR 25 para las mediciones de emisiones conducidas y radiadas de componentes automotrices.
Todas las mediciones deben realizarse dentro de una cámara anecoica CISPR 25 (ALSE) calificada que cumpla con los requisitos de blindaje, absorbentes y ruido de fondo de la norma.
Equipos de Prueba Requeridos
Receptor de EMI / Analizador de Espectro
El instrumento de medición es el núcleo de cualquier sistema de prueba CISPR 25. La norma requiere un receptor de medición que cumpla con CISPR 16-1-1, capaz de operar en todo el rango de frecuencia de CISPR 25 (150 kHz a 2500 MHz). Las especificaciones clave incluyen:
| Parámetro | Requisito |
|---|---|
| Rango de frecuencia | 150 kHz a 2500 MHz (mínimo) |
| Anchos de banda de resolución | 9 kHz (por debajo de 30 MHz), 120 kHz (30 MHz - 1000 MHz), 1 MHz (por encima de 1000 MHz) |
| Detectores | Pico, cuasi-pico y promedio |
| Rango dinámico | Suficiente para medir desde el piso de ruido hasta el nivel máximo de emisión esperado |
| Impedancia de entrada | 50 ohm |
| VSWR | Según los requisitos de CISPR 16-1-1 |
Un receptor de EMI conforme con CISPR 16-1-1 es el instrumento de referencia. Un analizador de espectro puede utilizarse para el cribado de pre-cumplimiento, pero las mediciones de cumplimiento final deben emplear un receptor de EMI calibrado con las características correctas de detector y ancho de banda.
Red de Estabilización de Impedancia de Línea (LISN)
El LISN proporciona una impedancia definida y repetible en el puerto de alimentación del DUT para las mediciones de emisiones conducidas. También desacopla el DUT de la fuente de alimentación externa para evitar que el ruido de la fuente contamine la medición. CISPR 25 especifica dos tipos de LISN:
LISN de 5 uH (tipo AN)
Este es el LISN estándar para mediciones de emisiones conducidas de alimentación automotriz de 12V y 24V. Presenta una impedancia de 50 ohm en el puerto de medición y proporciona 5 uH de inductancia en la línea de alimentación. El LISN de 5 uH es el tipo más comúnmente utilizado en las pruebas CISPR 25.
Especificaciones clave:
- Impedancia: 50 ohm +/- 20% de 150 kHz a 108 MHz
- Inductancia: 5 uH nominal
- Capacidad de corriente: Debe exceder la corriente máxima de operación del DUT
- Puerto de medición: Conector BNC o tipo N de 50 ohm
- Número de líneas: Un LISN por línea de alimentación (positiva y negativa)
LISN de 25 uH
El LISN de 25 uH se utiliza en configuraciones específicas donde se requiere una red de estabilización de impedancia más alta. Es menos comúnmente utilizado en las pruebas automotrices CISPR 25, pero puede ser especificado por ciertos OEMs o para tipos particulares de DUT.
Antenas
CISPR 25 especifica diferentes tipos de antena para diferentes bandas de frecuencia en las mediciones de emisiones radiadas. Cada antena debe estar calibrada y su factor de antena debe ser conocido en todo su rango de frecuencia de operación.
| Banda de Frecuencia | Tipo de Antena | Polarización |
|---|---|---|
| 150 kHz - 30 MHz | Antena monopolo de varilla (1 m) | Solo vertical |
| 30 MHz - 300 MHz | Antena bicónica | Vertical y horizontal |
| 300 MHz - 1000 MHz | Arreglo dipolar log-periódico (LPDA) | Vertical y horizontal |
| 1000 MHz - 2500 MHz | Antena log-periódica o de bocina | Vertical y horizontal |
Antena monopolo de varilla (1 m): Una varilla vertical de 1 metro montada sobre el plano de tierra. La antena de varilla se utiliza para las emisiones radiadas relacionadas con corrientes conducidas en el rango de baja frecuencia. Se conecta al receptor de EMI a través de una red de adaptación o directamente mediante un cable coaxial de 50 ohm.
Antena bicónica: Una antena de banda ancha utilizada en el rango de VHF. Proporciona una ganancia razonable y amplia cobertura de frecuencia desde aproximadamente 30 MHz a 300 MHz. Se requieren mediciones tanto en polarización vertical como horizontal.
Arreglo dipolar log-periódico (LPDA): Una antena direccional de banda ancha que cubre desde aproximadamente 200 MHz hasta varios GHz. Se utiliza para las bandas de frecuencia superiores donde la mayor ganancia y sensibilidad direccional son beneficiosas.
Antena de bocina: Puede utilizarse a frecuencias por encima de 1000 MHz donde se necesitan alta ganancia y patrones de radiación bien definidos. Se usa comúnmente en combinación con o como alternativa al LPDA en las frecuencias más altas de CISPR 25.
Configuración de la Instalación de Prueba
Configuración del Plano de Tierra
El plano de tierra forma la base del banco de prueba CISPR 25. Los requisitos incluyen:
- Material: Cobre, aluminio o acero con espesor mínimo de 0,5 mm.
- Tamaño: Se extiende al menos 200 mm más allá de los bordes del DUT y del arnés en todos los lados.
- Superficie: Limpia, libre de oxidación y eléctricamente continua.
- Conexión: Conectado a la pared de blindaje de la cámara con uniones de baja impedancia.
- Ubicación: Posicionado en el piso de la cámara, sirviendo como superficie de referencia para todas las mediciones.
Posicionamiento del DUT
El DUT se coloca sobre el plano de tierra y se eleva 50 mm por encima de la superficie utilizando un soporte no conductor (como un bloque de espuma de baja permitividad o un soporte de plástico). La orientación del DUT y su posición relativa a la antena de medición deben documentarse y mantenerse consistentemente en todas las mediciones.
Para DUTs con una carcasa metálica que se conecta a tierra en el vehículo, la carcasa se une directamente al plano de tierra. Para DUTs con carcasas de plástico o configuraciones no conectadas a tierra, el DUT se aísla del plano de tierra mediante el soporte no conductor.
Disposición del Arnés de Cableado
La configuración del arnés de cableado es uno de los aspectos más críticos de la configuración de prueba CISPR 25, ya que afecta directamente tanto los niveles de emisión conducida como radiada. Los requisitos incluyen:
- Longitud del arnés: 1500 mm es la longitud estándar a menos que el OEM especifique otra cosa. Si el arnés real del vehículo es más corto, se utiliza la longitud real.
- Trazado del arnés: El arnés se extiende en línea recta desde el DUT a través del plano de tierra, paralelo al borde frontal del plano de tierra (mirando hacia la antena para las mediciones radiadas).
- Altura del arnés: 50 mm por encima del plano de tierra, soportado por separadores no conductores a intervalos regulares (típicamente cada 100-150 mm).
- Agrupamiento del arnés: Todos los cables del arnés se agrupan juntos (usando bridas no conductoras o funda) para replicar la instalación del vehículo.
- Terminación del arnés: Los cables no conectados a cargas activas o al LISN se terminan con impedancias de carga apropiadas según lo definido en el plan de prueba.
Ubicación del LISN
El LISN se coloca sobre el plano de tierra en el extremo del arnés de cableado, opuesto al DUT. El terminal de tierra del LISN se une directamente al plano de tierra con una conexión corta de baja impedancia. El cable de alimentación desde el LISN hasta la fuente de CC externa sale de la cámara a través de un pasamuro filtrado.
Posicionamiento de la Antena para Mediciones Radiadas
- Distancia: 1 metro desde el punto más cercano del arnés de cableado hasta el punto de referencia de la antena.
- Altura: Centro de la antena alineado con la altura del arnés (aproximadamente 50 mm por encima del plano de tierra para el monopolo; a la altura del arnés para bicónica y LPDA).
- Barrido: La antena se desplaza a lo largo de la longitud del arnés para encontrar la posición de máxima emisión. La posición de la antena que produce la lectura más alta se documenta.
Fuente de Alimentación
Una fuente de alimentación CC estabilizada proporciona el voltaje nominal de la batería:
| Sistema del Vehículo | Voltaje Nominal de Prueba |
|---|---|
| Sistema de 12V | 13,5 V CC |
| Sistema de 24V | 27,0 V CC |
La fuente de alimentación debe tener bajo ruido de RF para evitar contaminar la medición. Se coloca fuera de la cámara blindada, con la alimentación distribuida a través del LISN y el panel de pasamuros filtrado.
Simuladores de Carga
Los simuladores de carga replican las cargas eléctricas que el DUT controla en el vehículo. Estos pueden incluir cargas resistivas (para controladores de lámparas), cargas inductivas (para controladores de motores) o cargas electrónicas con características de impedancia específicas. El diseño del simulador de carga debe minimizar sus propias emisiones electromagnéticas para evitar contaminar la medición del DUT.
Errores Comunes de Configuración a Evitar
- Arnés trazado demasiado cerca de las paredes con absorbente: Puede acoplar energía en el absorbente y producir lecturas artificialmente bajas.
- Uniones del plano de tierra faltantes o corroídas: Una mala conexión a tierra crea caminos de ruido en modo común que afectan la validez de la medición.
- LISN no conectado al plano de tierra: Introduce impedancia en la referencia de medición, degradando la precisión de las emisiones conducidas.
- Distancia de la antena incorrecta: Incluso pequeñas desviaciones de la distancia de medición de 1 m producen errores significativos debido a la geometría de medición de campo cercano.
- Ruido de equipos externos filtrándose en la cámara: Las fuentes de alimentación, simuladores de carga y PCs de control deben estar adecuadamente filtrados o ubicados fuera de la cámara.
Cómo Puede Ayudar TESTUPS
TESTUPS suministra sistemas de prueba CISPR 25 completos, incluyendo receptores de EMI, LISNs calibrados, conjuntos de antenas, planos de tierra, accesorios de arnés y simuladores de carga. También proporcionamos instalaciones de cámaras anecoicas CISPR 25 llave en mano con sistemas de prueba integrados listos para la acreditación. Nuestros ingenieros de aplicación pueden revisar su configuración de prueba, optimizar las configuraciones de arnés y proporcionar capacitación en técnicas de medición CISPR 25. Para laboratorios que buscan soporte para acreditación, TESTUPS ofrece servicios de análisis de brechas y consultoría técnica.
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