EO_501

ELETTRONICA OGGI 501 - APRILE 2022 28 Fase 1: Correlazione tra setup del laboratorio reale e ambiente di simulazione Iltest“IEC61000-4-6conductedRFimmunity”èapplicabile ai prodotti che operano in ambienti in cui sono presenti campi RF (RadioFrequenza). I campi RF possono agire sull’intera lunghezza dei cavi collegati alle apparecchiature installate. Nel test IEC 61000-4-6, una tensione RF viene portata da 150 kHz a 80 Mhz. La tensione RF è modulata in ampiezza (AM) all’80% da un’onda sinusoidale a 1 kHz. Lo standard IEC 61000-4-6 specifica il Livello 3 come la più alta tensione RF a 10 V/m. La tensione RF viene iniettata sullo schermo del cavo, oppure accoppiata capacitivamente con una sonda RF a tenaglia. Come illustrato in tabella 2, è necessario mettere in correlazione alcuni parametri principali tra il laboratorio virtuale e quello reale: - livello di test e standard IEC EMC (ampiezza, frequenza); - specifiche del cavo (lunghezza, capacità, schermatura); - terra di sistema (incluso lo schermo); - parametri misurati (cosa e dove nel circuito); - soglia pass/fail del test (ampiezza, frequenza). Fase 2: Sviluppo di modelli di simulazione utilizzando il laboratorio virtuale In generale, i modelli SPICE sono di pronta disponibilità Parametro Descrizione Correlazione Laboratorio virtuale Laboratorio reale Livello di Test del Generatore di RF Condotta Livello 3, da 0,15 Mhz a 80 Mhz, 10 V/m rms, 80% AM da un'onda sinusoidale a 1 kHz ✔ ✔ Metodo di Iniezione della RF Condotta Resistenza da 100 Ω, 6 W per iniezione diretta di RF condotta allo schermo del cavo ✔ ✔ Cavo Cavi schermati a due anime (Belden 4300FE.00100). 1,5 m di lunghezza. Capacità cavo/schermo 224 pF/m ✔ ✔ Collegamento dello schermo del cavo Connessione di terra. ✔ ✔ Parametri Misurati Durante i test EMC, il PCB del sensore MEMS è statico (senza variazioni di segnale), quindi la tensione del rumore misurata è la deviazione dal valore nominale di 12 V DC. Inoltre, le linee d’alimentazione del circuito MEMS sono monitorate come indicatore affidabile di guasto del circuito ✔ ✔ Soglia pass/fail del test <0,1 % della portata MEMS (0,04 g o 1,6 mV) ✔ ✔ Strumenti di misura Oscilloscopio, sonda di tensione ✔ Non è necessario considerare l’impatto dello strumento di misura ✔ Sonda isolata otticamente per separare l'apparecchio di misura dal rumore RF condotto Lettore IEPE/fonte di corrente Come standard di riferimento viene utilizzato un misuratore di corrente costante, poiché l'immunità del lettore di schede IEPE può variare da produttore a produttore ✔ ✔ per la maggior parte dei componenti attivi e passivi di un circuito. I simulatori elettromagnetici possono modellizzare altri componenti non standard, come la geometria e le piste dei PCB, nonché definire modelli di cavi. Le informazioni raccolte nella tabella 2 contribuiscono a garantire una modellizzazione accurata dei parametri dei cavi. Questo sistema utilizza un cavo schermato a 2 anime, che ha un costo superiore rispetto al tipo non schermato. Avere un cavo non schermato rende il sistema più debole dal punto di vista EMC. La simulazione con un cavo non schermatomostraunaumentodi rumoreEMCsignificativo rispetto a un sistema dotato di cavi schermati. Il circuito IEPE MEMS, mostrato in figura 4, è progettato per essere il più compatto possibile (1,9 cm x 1,9 cm) e utilizza un PCB con solo due layer. L’utilizzo di un PCB a 2 facce aumenta i potenziali problemi di EMC dovuti a capacità di accoppiamento e diafonia più elevate, quindi si rende necessaria una progettazione più accorta. A questo punto, l’ingegnere progettista di sistema può iniziare a estrarre i modelli per il PCB e i cavi, utilizzando strumenti di simulazione elettromagnetica, e collegarli ai modelli SPICE degli IC e dei componenti passivi. Quindi può eseguire una simulazione SPICE e le stimolazioni EMC possono interagire a livello di sistema. La figura 5 mostra il Tabella 2 - Correlazione tra setup del laboratorio reale e ambiente di simulazione ANALOG MEMS SYSTEMS