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Mesures des véhicules à moteur d'EMC avec des oscilloscopes

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Cet article prévoit de l'analyse dans faire des mesures des véhicules à moteur efficaces d'électromagnétique-compatibilité utilisant un oscilloscope.

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Les automobiles d'aujourd'hui sont une fusion de technologie de trois siècles différents : moteurs à combustion du 19ème, systèmes électriques du 20ème, et électronique de la 21ème. La hausse rapide de la complexité électronique dans des véhicules signifie beaucoup plus de composants actifs et d'assemblées que jamais, qui émettent une certaine quantité de bruit de rf qui peut affecter d'autres composants actifs et assemblées.

En conséquence, l'environnement électromagnétique des véhicules à moteur est nombreux avec l'interférence rayonnée et conduite dans les fréquences qui s'étendent du bas (LF) à la haute superbe (SHF). Parfois l'imposition d'un bruit du rf du dispositif sur un autre dispositif peut avoir comme conséquence imprévu, et fâcheux, des changements d'exploitation du système.

Avec tellement le contenu électronique dans des véhicules, l'essai de l'électromagnétique-compatibilité (EMC) est devenu plus essentiel et plus contestant. En cet article, nous discuterons quelques techniques pour l'usage des oscilloscopes pour assister les conditions d'essai rigoureux.

Tirer le meilleur de la mémoire d'acquisition

Considérez le 7637-2:2011 standard des véhicules à moteur d'OIN. Ses spécifications incluent la compatibilité électromagnétique des coupures électriques conduites affectant l'équipement installé dans des véhicules passagers actionnés par 12 - et des batteries 24-V. La forme passagère caractéristique a un temps de montée rapide exigeant un taux d'échantillonnage élevé mais a un coefficient d'utilisation très réduit d'impulsion seulement de 0,003%. Ceci crée une énorme tension sur des ressources d'oscilloscope comme luttes de portée pour soutenir un taux d'échantillonnage élevé au-dessus des périodes très longues de capture.

Comme exemple, se rapportant au schéma 1, l'oscilloscope a déjà consommé 50 millions de points témoin pour acquérir de simples 10 impulsions de l'impulsion 2A de 7637-2:2011 d'OIN. Comme aparté, l'oscilloscope utilisé pour ces mesures est le bit de Teledyne LeCroy 12 WavePro804 HD, un 8-GHz, instrument de quatre canaux avec un taux d'échantillonnage maximal de 20 Gsamples/s et 100 Mpoints/canaux de la mémoire d'acquisition.

En raison du bas coefficient d'utilisation de l'impulsion passagère des véhicules à moteur, une telle capture consomme un grand nombre de mémoire d'oscilloscope quoique l'impulsion d'intérêt réside dans une petite part de cette mémoire. Puisque le taux d'échantillon = fenêtre de capture de la profondeur/temps de mémoire, et les impulsions enjambent une grande étendue de temps, utilisant moins de mémoire aurait comme conséquence une réduction de taux d'échantillonnage, qui dégraderait à leur tour le temps de montée d'impulsion.

Pour ignorer le temps mort entre les impulsions d'intérêt, et maximiser des ressources d'oscilloscope appliquées aux impulsions d'intérêt, on pourrait employer un mode séquentiel de capture. Dans l'affichage de double-grille, la fenêtre de capture de temps global est de 5 secondes, avec un bourdonnement dedans la grille inférieure de 90 µs.

Le schéma 2 montre le même train d'impulsions standard des véhicules à moteur de l'impulsion 2A d'OIN 7637-2, acquis avec une capture séquentielle. Dans ce cas, le temps mort entre les impulsions est enlevé, et la mémoire est seulement consommée avec les 0,003% impulsions de temps d'utilisation d'intérêt.

Considérez les arrangements de base de temps de fig. 1, dans lesquels l'oscilloscope a capturé 5 secondes de données à 10 Msamples/s, consommant 50 millions de points témoin pour capturer seulement 10 impulsions. En revanche, dans fig. 2, l'oscilloscope a capturé 80 impulsions à 50 Msamples/s (un taux d'échantillonnage 5X plus élevé), mais il a consommé seulement 5000 points témoin par impulsion, ou total de kpoints de 80 le × 5000 = 400. Ceci a comme conséquence 8X le nombre d'impulsions capturées, à un taux d'échantillonnage 5X plus élevé, tout en seulement consommant 400k/50M = 1/125, ou 0,8% en tant que beaucoup de mémoire totale d'acquisition.

Notez l'information d'horodateur prouve qu'une impulsion 2A d'OIN 7637-2 s'est produite uniformément chaque Mme 500, excepté les deux principales anomalies. Celles-ci ont été capturées du simulateur passager, avec la synchronisation irrégulière d'inter-segment de 240 µs et de Mme 489, respectivement.

Après la tendance

Une autre norme des véhicules à moteur importante est 10605:2008 d'OIN, qui est basée en partie sur le CEI 61000-4-2. Le 10605:2008 d'OIN spécifie les méthodes d'essai de l'électrostatique-décharge (ESD) pour évaluer les modules électroniques de véhicule. Il s'applique à l'ESD dans l'assemblée aussi bien qu'à l'ESD provoqué par le personnel de service et les occupants. Une condition de la norme est la mesure de 10 paramètres consécutifs d'impulsion. Le défi lancé par cette mesure aux ingénieurs de contrôle avait maintenu un disque des mesures consécutives d'impulsion pendant qu'ils sont remplacés par des acquisitions suivantes.

Une technique développée récemment applique un opérateur mathématique de tendance aux paramètres d'impulsion de 10605:2008 d'OIN pour représenter graphiquement chronologiquement le résultat de mesure (affiché dans une capture vivante d'impulsion sur le schéma 3). La fonction de maths de tendance dans des oscilloscopes de Teledyne LeCroy est une forme d'onde composée de mesures de paramètre disposées dans l'ordre que les mesures ont été faites. Il y a une valeur pour chaque mesure et la fonction de maths trace les valeurs mesurées contre le numéro de commande. Les tendances peuvent contenir jusqu'à 1 million de valeurs discrètes de mesure de paramètre.

Une variation de cette approche est la fonction de maths de voie, qui, comme la fonction de tendance, se compose des valeurs de paramètre mesurées dans l'ordre qu'elles ont été prises. Mais les données sont synchronisées à l'échelle de temps, de sorte que la forme d'onde de voie soit temps-logique avec la trace de source.

Par conséquent, si, par exemple, vous mesuriez la période d'impulsion, la fonction de voie montrerait une valeur simple de période pour la durée de chaque cycle dans la forme d'onde de source. Ceci signifie que la fonction de voie trace des valeurs de paramètre contre le temps. En raison de la synchronisation, la fonction de voie contient beaucoup de valeurs intentionnellement superflues, car le nombre de points dans la fonction de voie est identique au nombre d'échantillons dans la forme d'onde de source.

Le schéma 4 montre l'installation d'essai appropriée de vérification d'ESD pour l'essai des véhicules à moteur de 10605:2008 d'OIN. Le simulateur passager d'ESD injecte des impulsions d'ESD dans la cible protégée d'actuel-shunt. Une chaîne d'atténuateur se composant d'un atténuateur 20-dB à la sortie de cible d'actuel-shunt en conformité avec un atténuateur 6-dB sur l'entrée de l'oscilloscope réduit le 2000 typique - à la sortie de 8000-V ESD à dans la gamme 5-V du 50-Ω de l'oscilloscope a couplé l'entrée. La résolution verticale de 12 bits de l'oscilloscope de WavePro804 HD a saisi le bon petit groupe de la coupure d'électrostatique-décharge.

Utilisant des capacités d'oscilloscope telles que le mode séquentiel de mesure, et les fonctions de maths telles que des tendances et/ou des voies, peuvent aider à tirer le meilleur de la mémoire de votre instrument et les ressources d'échantillonnage. Ces capacités sont particulièrement utiles dans l'environnement exigeant de l'essai des véhicules à moteur de conformité d'EMC.