EMI/EMV-Wörterbuch, Enzyklopädie, Leitfaden für Abschirmungsbegriffe

EMI/EMV-Wörterbuch

ABCDEFGHILMNOPRSTUV

A

Umgebungspegel

Der Nennpegel der abgestrahlten und leitungsgebundenen elektromagnetischen Signale und des Rauschens an einem bestimmten Ort. Dieser wird üblicherweise als Funktion der gesamten elektromagnetischen Umgebung betrachtet, einschließlich atmosphärischer Störungen und Interferenzen, die innerhalb der Messanordnung entstehen.

Amplitudenmodulation (AM)

Die Amplitude eines AM-Signalträgers variiert je nach Basisbandsignalquelle (Modulationssignal). Die nominelle Bandbreite eines AM-Signals ist doppelt so groß wie die höchste im Basisbandsignal enthaltene Frequenz.

reflexionsarmer Raum

Ein Raum, der mit absorbierendem Material ausgekleidet ist, um die Reflexion elektromagnetischer Wellen zu reduzieren. Ein vollständig reflexionsarmer Raum simuliert einen Freiraum. Er sollte auf allen Oberflächen, einschließlich des Bodens, mit Absorbermaterial versehen sein. Ein halbreflexionsarmer Raum benötigt Absorbermaterial nur an Wänden und Decke. Der Boden sollte ohne Absorbermaterial sein, um Reflexionen zu erzeugen und so den Effekt einer Bodenfläche zu erzielen.

Antenne

Eine Antenne ist ein Wandler, durch den elektromagnetische Wellen von einem Sender in den Raum und vom Raum zu einem Empfänger übertragen werden. Zu den Auslegungsparametern einer Antenne gehören Verstärkung, Bandbreite, Strahlbreite, Richtwirkung, Strahlungsdiagramm, Impedanz, Phase und Polarisation.

Antennenrichtwirkung

Die Richtwirkung einer Antenne (maximaler oder Spitzengewinn) ist ein Maß dafür, wie gut eine Antenne im Vergleich zu einem isotropen Strahler in die gewünschte Richtung abstrahlt. Die Halbwertsbreite (HPBW) einer Antenne ist die Breite des abgestrahlten Strahls, gemessen in Grad, zwischen den Halbwertspunkten (3-dB-Punkte der Hauptkeule). Die HPBW einer Antenne kann sich im Azimut von der in der Elevation unterscheiden. Eine omnidirektionale Antenne liefert in alle Richtungen gleichmäßige Strahlungspegel.

Antennenfaktor (AF)

Der Begriff AF (Analogfaktor) dient zur Definition der Antennenkalibrierungsbeziehung, die für genaue Messungen der abgestrahlten Emissionen erforderlich ist. Die unbekannte elektrische Feldstärke (E in V/m) ergibt sich durch Multiplikation der Spannung (V in Volt oder µV) am Messempfänger mit AF unter Berücksichtigung der Dämpfung (A) im Verbindungskabel. AF = E/V, die Umrechnung in dB erfolgt wie folgt: E (dB µV/m) = V (dB µV) + AF (dB/m) + A (dB).

Antennen-Vor-/Rückverhältnis

Das Vor-/Rückverhältnis ist die Differenz in dB zwischen dem maximalen Gewinn einer Antenne und der Abstrahlung von der Rückseite der Antenne (typischerweise 180 Grad vom maximalen Gewinn entfernt).

Antennengewinn

Der Antennengewinn wird üblicherweise auf einen isotropen Strahler (der gleichmäßig in alle Richtungen abstrahlt) als 10 log (numerischer Gewinn) bezogen und in dBi angegeben. Je nach Anwendungsfall der Antenne kann der Gewinn auch auf einen Halbwellendipol bezogen werden.

Antennenimpedanz

Antennen weisen je nach Bauart, Nähe zu Objekten und Höhe über dem Boden unterschiedliche Speisepunktimpedanzen (ohmsche und reaktive Komponenten) auf. Beispielsweise hat ein mittig gespeister Halbwellendipol in einer halben Wellenlänge über dem Boden eine Impedanz von etwa 70 Ohm. Die Eingangs-/Ausgangsimpedanzen der meisten HF-Geräte mit Steckverbindern betragen jedoch 50 Ohm. Daher ist eine korrekte Anpassung für eine effiziente Leistungsübertragung unerlässlich. Das Stehwellenverhältnis (VSWR) gibt einen guten Hinweis auf die Impedanzanpassung; eine perfekte Anpassung ergibt ein Verhältnis von 1,0:1.

Antennenpolarisation

Die Polarisation einer elektromagnetischen Welle wird durch die Orientierung des elektrischen Feldvektors (E) relativ zur Ausbreitungsrichtung der Welle bestimmt.

• • Lineare Polarisation

    Die Antenne ist so konstruiert, dass sie elektromagnetische Wellen abstrahlt und empfängt, deren E-Vektor sich geradlinig in Ausbreitungsrichtung bewegt. Diese Antennen können horizontal oder vertikal polarisiert ausgerichtet oder konstruiert sein. Dipol- und Schlitzantennen bilden die Grundlage aller linear polarisierten Antennen.

  • Zirkulare Polarisation

    Die Antenne ist so konstruiert, dass sie elektromagnetische Wellen abstrahlt und empfängt, deren E-Vektor sich zeitlich entlang der Ausbreitungsrichtung dreht. Alle zirkular polarisierten Antennen lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: 1. Antennen, deren Polarisation durch die physikalische Struktur ihrer Strahlungsöffnung bestimmt wird, wie beispielsweise Spiral- oder Helixantennen. Die Rechts- (RH) und Linkszirkularpolarisation (LH) wird durch die Drehrichtung dieser Antennen bestimmt. 2. Antennen mit orthogonalen Elementen, die in Quadraturphase kombiniert sind, wie beispielsweise gekreuzte Dipole mit externem 90°-Hybridkoppler. Diese Antennenart kann gleichzeitig rechts- und linkszirkular polarisierte Strahlung erzeugen.

  • Kreuzpolarisation

    Dieser Zustand tritt auf, wenn die Wellenpolarisation orthogonal zur Polarisation der Empfangsantenne verläuft. Die Fehlanpassung der Polarisation kann zu hohen Signalübertragungsverlusten führen. Beispielsweise besitzt eine zirkular polarisierte Welle gleich große vertikale und horizontale Komponenten, die jeweils die Hälfte der abgestrahlten Leistung aufweisen. Daher ergibt sich ein Verlust von 3 dB, wenn die Welle an eine linear polarisierte Antenne angekoppelt wird. Die Verluste zwischen vertikaler und horizontaler linearer Polarisation oder zwischen rechts- und linkszirkularer Polarisation können theoretisch gegen unendlich streben. Aufgrund anderer Faktoren im Antennendesign betragen sie jedoch typischerweise mindestens 20 dB.

Öffnung

Eine Öffnung in einem abgeschirmten Gehäuse, die zur Quelle für elektromagnetische Leckagen werden kann. Dies tritt häufig an Verbindungsstellen, Fugen und Durchführungen wie Schaltern, Steckverbindern und Lampen/LEDs auf. Um Emissionen zu vermeiden, sollte die maximale Größe einer Öffnung typischerweise weniger als 1/20 der Wellenlänge der höchsten relevanten Frequenz betragen.

Dämpfung

Die Reduzierung oder der Verlust des Signalpegels (Spannung, Strom oder Leistung), der durch ein Gerät wie einen Dämpfungsregler, Filter oder ein abgeschirmtes Gehäuse bewirkt wird. Diese Größe wird üblicherweise in Dezibel (dB) angegeben.

Durchschnitt

Charakterisiert durch gleiche Lade- und Entladezeitkonstanten, die zu Messwerten des durchschnittlichen Spannungspegels der gemessenen Emission führen.

B

Bikonische Antenne

Wird für FCC- und MIL-STD-Prüfungen sowie zum Senden und Empfangen verwendet. Eine breitbandige, linear polarisierte Dipolantenne zur Messung und Erzeugung elektrischer Felder im Frequenzbereich von ca. 30 MHz bis 300 MHz.

Bilogisch (Bilog)

Diese Antenne wird für FCC- und MIL-STD-Prüfungen sowie zum Senden und Empfangen verwendet. Es handelt sich um eine Kombination (Hybrid-Design) aus einer bikonischen und einer logarithmisch-periodischen Antenne mit automatischer Frequenzweiche. Der Frequenzbereich liegt zwischen ca. 26 MHz und 2 GHz.

Bindung

Eine feste Verbindung zwischen zwei Objekten herzustellen, die eine elektrische Leitfähigkeit zwischen ihnen bewirkt, kann entweder durch physischen Kontakt zwischen leitenden Oberflächen der Objekte oder durch eine zusätzliche, feste elektrische Verbindung erfolgen.

Breitbandemission

Eine Emission mit einer spektralen Energieverteilung, die im Vergleich zu einer Referenzbandbreite, wie beispielsweise der des empfindlichen Empfängers oder des Messgeräts, breit ist. Diese wird üblicherweise in 3-dB-Bandbreiten definiert. Die Einheit für Breitbandsignalmessungen mit EMV-Empfängern ist üblicherweise dBµV/MHz.

C

Gleichtaktmodus

Signale, die an beiden Eingängen die gleiche Amplitude und Phase aufweisen; das Potenzial bzw. die Spannung zwischen Neutralleiter und Erde. Die meisten elektronischen Geräte benötigen einen Wert nahe 0 V, der 0,5 V nicht überschreiten sollte.

Gleichtaktstrom

Der Gleichtaktstrom ist die Komponente des Signalstroms, die elektrische und magnetische Felder induziert, welche sich nicht gegenseitig aufheben. Beispielsweise ist in einem Stromkreis mit einem abgehenden Signalleiter und einem Masseleiter der Gleichtaktstrom diejenige Komponente des Gesamtsignalstroms, die in beiden Leitern in die gleiche Richtung fließt. Er ist die Hauptursache für elektromagnetische Störungen (EMI) in vielen elektronischen Systemen.

Gleichtaktstörungen oder Interferenzen

Diese Art von leitungsgebundener Störung breitet sich in beiden Leitungen in die gleiche Richtung aus und kehrt über die Massefläche oder -struktur zurück. In Stromversorgungs- und Signalsystemen mit einer einzigen Erdungsreferenz oder einem einzigen Erdungspunkt wird Gleichtaktrauschen kapazitiv an die Massefläche oder -struktur gekoppelt. Aufgrund dieser kapazitiven Kopplung ist Gleichtaktrauschen im Allgemeinen hochfrequent (oberhalb von ca. 2 MHz).

Leitungsgebundene Emissionen (CE)

Die potenziellen elektromagnetischen Störungen (EMI) werden durch Leitung (mit Dämpfung) direkt von einem Netzwerk oder Gerät auf ein anderes übertragen. Sie können innerhalb von Geräten entstehen und über Stromleitungen, Ein-/Ausgangsleitungen oder Steuerleitungen weitergeleitet werden.

Durchgeleitete Empfindlichkeit (CS)

Die Bestimmung oder Messung der Funktionsfähigkeit eines Geräts im Beisein unerwünschter leitungsgebundener elektromagnetischer Störungen. Dies beinhaltet üblicherweise die Leitung über die I/O-Kabel, Signalleitungen oder Stromleitungen.

Konische Log-Spiralantenne

Diese Antennenkonstruktion empfängt oder erzeugt Felder mit zirkularer statt linearer Polarisation. Sie wird häufig für militärische Störfestigkeitsprüfungen eingesetzt, ist jedoch für kommerzielle IEC/CISPR-Prüfungen ungeeignet. Die Antenne deckt spezifische Frequenzbereiche wie 200 MHz bis 1 GHz oder 1 GHz bis 10 GHz ab.

Kreuzmodulation

Eine nichtlineare Interferenz, bei der das Modulationsprodukt eines Störsignals zusammen mit dem des Nutzsignals auftritt. Dies ist üblicherweise eine Form der Nachbarkanalinterferenz.

Übersprechen

Übersprechen entsteht durch die Kopplung leitungsgebundener Störungen zwischen zwei Drahtpaaren. Ein Drahtpaar führt die Störungen einer Quelle, das andere ist mit einem störanfälligen Gerät verbunden. Auf einer Leiterplatte (PCB) bezeichnet Übersprechen die Wechselwirkung von Signalen auf zwei verschiedenen elektrischen Netzen. Das Netz, das Übersprechen verursacht, wird als Störer, das, das es empfängt, als Empfänger bezeichnet. Oftmals ist ein Netz sowohl Störer als auch Empfänger.

Stromsonde

Ein EMI-Messsensor, der um einen elektrischen Leiter, Draht, ein Drahtpaar oder einen Kabelbaum geklemmt wird. Stromzangen dienen zur Messung der leitungsgebundenen Störaussendung (Wechsel- und Gleichströme) an Strom- und Signalleitungen. Sie können auch helfen, Erdschleifen zu lokalisieren und zu quantifizieren.

D

Jahrzehnt

Ein Frequenzverhältnis von 10 zu 1, beispielsweise 1 Hz zu 10 Hz, 10 kHz zu 100 kHz oder 30 MHz zu 300 MHz. Eine Dekade entspricht 3,32 Oktaven.

Dezibel (dB)

Logarithmische Darstellung eines Verhältnisses. Obwohl sie das Verhältnis zweier Leistungspegel ausdrückt, kann sie auch für andere elektrische Verhältnisse bei gleichen oder identischen Impedanzen verwendet werden. Am häufigsten wird sie zur Darstellung von Leistungs-, Spannungs- und Stromverhältnissen verwendet: Leistungsverhältnis dB = 10 log (P1/P2), Spannungsverhältnis dB = 20 log (V1/V2), Stromverhältnis dB = 20 log (I1/I2).

Dezibel (dB) Maßeinheit

dBW = Dezibel (Leistungspegel) bezogen auf 1 Watt. dBmW = Dezibel (Leistungspegel) bezogen auf 1 Milliwatt; wird häufig bei Empfängern mit 50-Ohm-Eingang verwendet. dBV = Dezibel (Spannungspegel) bezogen auf 1 Volt an 50 Ohm. dBuV = Dezibel (Spannungspegel) bezogen auf 1 Mikrovolt an 50 Ohm. dBuV/m = Dezibel (Spannungspegel) bezogen auf 1 Mikrovolt pro Meter; wird zur Messung der elektrischen Feldstärke verwendet. dBuV/m/MHz = Dezibel bezogen auf 1 Mikrovolt pro Meter pro MHz; wird zur Breitband-Feldstärkemessung verwendet.

Detektor (Erkennungsverfahren für EMI-Messungen)

Der Detektor dient als letzte Demodulationsstufe in einem Superheterodynempfänger. Er wird verwendet, um die Hüllkurve des Eingangs- oder Basisbandsignals aus den Zwischenfrequenzkomponenten (ZF) bzw. dem Träger zu extrahieren. Folgende Detektoren werden üblicherweise in EMV-Empfängern eingesetzt, um verschiedene Prüfspezifikationen zu erfüllen:

• • Spitzen- oder Direktspitzenerkennung

    Dieses Verfahren zeichnet sich durch schnelles Laden und langsames Entladen aus. Die Anstiegszeit ist im Allgemeinen kürzer als der Kehrwert der größten ZF-Bandbreite, und die Entladezeit bietet eine ausreichende Verzögerung für die vollständige Reaktion der Empfängerausgangsfunktionen. Dieses Verfahren ist für die Prüfung von EMV-Emissionen gemäß Militärspezifikationen erforderlich.

  • Slideback Peak

    Eine Methode zur indirekten Peakmessung mit kontrollierter Vorspannung dient zur Bestimmung des Emissionssignalpegels. Diese Methode ist für transiente oder Einzelimpulse ungeeignet und wurde in den meisten Fällen durch die direkte Peakmessung ersetzt.

  • Quasi-Gipfel

    Dieses Verfahren zeichnet sich durch kontrollierte Lade- und Entladezeitkonstanten sowie kontrollierte Vorerkennungsbandbreiten aus, die gewichtete Messwerte entsprechend der Art des gemessenen Signals oder den Auswirkungen elektromagnetischer Störungen liefern. Es wird vom CISPR angewendet und durch die Harmonisierung mit ANSI und die Übernahme durch die FCC ergänzt.

  • Effektivwert (RMS)

    Diese Detektionsmethode liefert Messwerte, die proportional zur Emissionssignalleistung am Eingang des Detektors sind.

Differenzialmodusrauschen oder Interferenzen

Diese Art von leitungsgebundener Störung breitet sich über einen Draht aus und kehrt über den anderen zurück. Dieses Rauschen wird durch Taktsignale oder Schaltvorgänge in Netzteilen erzeugt. Die Amplituden von DM-Rauschen sind oberhalb von 2 MHz üblicherweise minimal, da die Kapazität zwischen den Leitern und zwischen Leiter und Erde sowie die Induktivität der Leitungen diese Art von Rauschen tendenziell filtern.

Dipolantenne

Eine Antenne, deren Verstärkung, Strahlungsdiagramm und Impedanz bei oder nahe der Resonanzfrequenz einer halben Wellenlänge definiert sind. Die Antenne ist in ihrem elektrischen Zentrum geteilt, um sie an eine Übertragungsleitung anzuschließen. Das Strahlungsdiagramm ist senkrecht zur Antennenachse maximal.

E

EEE-Teile

EEE-Bauteile (Elektronik und Elektromechanik) sind ein effektives EEE-Bauteilprogramm, das optimale Sicherheit, Zuverlässigkeit, Wartungsfreundlichkeit, termingerechte Lieferung und Leistung der Hardware gewährleistet. Die daraus resultierende Reduzierung von Bauteilausfällen spart Programmressourcen durch geringere Kosten für Fehleranalyse und Wartung.

Effektive Strahlungsleistung (ERP)

Das Produkt aus der Ausgangsleistung des Senders und dem Antennengewinn, unter Berücksichtigung aller Verluste durch die Übertragungsleitung, Steckverbinder, Koppler usw.

Elektrisches Feld (E)

Der Potentialgradient einer abgestrahlten Welle wird in V/m oder Volt pro Meter gemessen.

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

Die Fähigkeit von Geräten oder Systemen, in ihrer vorgesehenen Umgebung innerhalb der vorgesehenen Effizienzgrenzen eingesetzt zu werden, ohne durch unbeabsichtigte elektromagnetische Störungen (EMI) beeinträchtigt zu werden oder Leistungseinbußen zu erleiden. EMV umfasst im Allgemeinen alle Bereiche der Elektromagnetik.

Elektromagnetische Störung (EMD)

Jegliches elektromagnetisches Phänomen, das die Leistung von Geräten und/oder Systemen beeinträchtigen kann. HINWEIS: Eine elektromagnetische Störung kann elektromagnetisches Rauschen, ein unerwünschtes Signal oder eine Veränderung des Ausbreitungsmediums selbst sein.

Elektromagnetische Emissionen (EME)

Elektromagnetische Strahlung einschließlich beabsichtigter und unbeabsichtigter, leitungsgebundener und abgestrahlter Emissionen.

Elektromagnetische Umgebung (EME)

Die Gesamtheit aller an einem bestimmten Ort auftretenden elektromagnetischen Phänomene. Dies umfasst alle leitungsgebundenen und abgestrahlten Emissionen. Definition des US-Verteidigungsministeriums (DoD): Es handelt sich um die Summe aus elektromagnetischen Störungen, elektromagnetischen Impulsen, Gefahren elektromagnetischer Strahlung für Personal, Munition und flüchtige Stoffe sowie den Auswirkungen natürlicher Phänomene wie Blitzschlag und statischer Entladung.

Elektromagnetische Umwelteinflüsse (EEE) oder (E³)

Gemäß Definition des US-Verteidigungsministeriums (DoD) gibt es zahlreiche Arten von E3-Faktoren, die die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) eines Systems beeinträchtigen können. Diese EMV-Disziplinen dienen dazu, die EMV-Umgebung über den gesamten Lebenszyklus des Systems hinweg angemessen zu berücksichtigen. Das American National Standards Institute (ANSI C63.14) wurde vom DoD als Standardwerk für gängige Definitionen im Zusammenhang mit E3 übernommen. Zu dieser Gruppe gehören: Elektromagnetische Umgebung (EME), Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Elektromagnetische Interferenz (EMI), Elektromagnetische Anfälligkeit (EMV), Elektromagnetischer Impuls (EMP), Gefährdung von Personal durch elektromagnetische Strahlung (HERP), Gefährdung von Munition durch elektromagnetische Strahlung (HERO), Gefährdung von Brennstoff durch elektromagnetische Strahlung (HERF), Blitzschlag, Niederschlagsstatische Aufladung, Elektrostatische Entladung (ESD) und Emissionskontrolle.

Elektromagnetisches Feld (EMF)

Ein Zustand, der im Raum durch die Wechselwirkung oszillierender elektrischer und magnetischer Felder entsteht, die sich unabhängig von den Ladungen oder Polen bewegen, von denen sie ausgehen. Gemäß den Maxwell-Gleichungen erzeugt ein veränderliches elektrisches Feld ein veränderliches Magnetfeld und umgekehrt. Sie sind in Phase und zeitlich quadratisch. Das Kreuzprodukt des elektrischen Feldes mit dem magnetischen Feld erzeugt die als Poynting-Vektor bekannte gerichtete Leistungsdichte.

Elektromagnetische Störungen (EMI)

Jegliche elektromagnetische Störung, jedes Phänomen, Signal oder jede Emission, die unerwünschte Reaktionen oder Leistungsbeeinträchtigungen in elektrischen oder elektronischen Geräten verursacht oder verursachen kann. Für Test- und Messzwecke werden elektromagnetische Störungen (EMI) in folgende Kategorien eingeteilt:

• • • • 1. Leitungsgebundene Emissionen
        2. Abgestrahlte Emissionen
        3. Durchgeführte Empfindlichkeit
        4. Strahlungsempfindlichkeit.

Kopplungspfade Elektromagnetische Interferenz (EMI)

Kopplungspfade: Elektromagnetische Störungen (EMI) werden von einem Sender erzeugt und von einem empfänglichen Empfänger über einen Kopplungspfad wahrgenommen. Dies kann einen oder mehrere der folgenden Kopplungsmechanismen umfassen:

• • • • 1. Leitung elektrischer Strom
        2. elektromagnetisches Strahlungsfeld
        3. Induktive Kopplung Magnetfeld
        4. Kapazitive Kopplung

Elektromagnetischer Impuls (EMP)

Ein breitbandiger, hochintensiver, kurzzeitiger elektromagnetischer Impuls. Bei Kernexplosionen besteht das elektromagnetische Impulssignal aus einem kontinuierlichen Spektrum, dessen Energie größtenteils im niedrigen Frequenzbereich von 3 Hz bis 30 kHz konzentriert ist. Solch eine intensive, kurzzeitige elektromagnetische Welle kann bei der Zündung einer Kernwaffe oder auch auf nicht-nuklearer Ebene entstehen. Diese intensive Welle kann Halbleiterbauteile und Signalverarbeitungsschaltungen in elektronischen und elektrischen Geräten beschädigen.

Elektromagnetische Strahlung (EMR)

Die Emission von Energie in Form elektromagnetischer Wellen. Sie besteht aus oszillierenden elektrischen und magnetischen Feldern, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Dazu gehören Gammastrahlung, Röntgenstrahlung, Ultraviolettstrahlung, sichtbares Licht, Infrarotstrahlung, Radar und Radiowellen. Man unterscheidet zwei Hauptkategorien: Ionisierende Strahlung, die Gasmoleküle ionisieren kann; dazu gehören Röntgenstrahlen, Gammastrahlen und elektromagnetische Teilchen. Nicht-ionisierende Strahlung, die keine Ionisierung von Gasmolekülen bewirkt. Sie umfasst Quellen wie Hochfrequenzstrahlung, Antennen, Mikrowellenherde, Infrarot- und sichtbares Licht.

Elektromagnetische Verwundbarkeit (EMV)

Die Eigenschaften elektrischer oder elektronischer Geräte/Systeme, die aufgrund elektromagnetischer Störungen zu Leistungseinbußen oder -ausfällen führen.

Elektrostatische Entladung (ESD)

Eine Übertragung elektrischer Ladung zwischen Körpern mit unterschiedlichem elektrostatischem Potenzial, die sich in unmittelbarer Nähe befinden oder durch direkten Kontakt verbunden sind.

Elektrostatisches Feld

Ein Feld, das von einer nicht fluktuierenden Spannungsquelle ausgeht und in dem kein Verschiebungsstrom enthalten ist.

EMI-Filter

Eine Schaltung oder ein Gerät, das in Reihe geschaltete induktive und parallel geschaltete kapazitive Bauteile enthält, die einen niederohmigen Pfad für hochfrequentes Rauschen um eine geschützte Schaltung herum bieten.

EMI-Empfänger

Ein EMV-Empfänger ist ein abstimmbares, empfindliches Voltmeter zur Messung elektrischer und magnetischer Feldstärken. Die meisten ähneln spezialisierten Spektrumanalysatoren, zeichnen sich jedoch durch Vorselektoren, verschiedene Detektorfunktionen, eine Gehäuseschirmwirkung von mindestens 90 dB und weitere spezifische Merkmale aus. Der Frequenzbereich hochwertiger Empfänger liegt typischerweise zwischen 30 Hz und 22 GHz. Die Messbandbreite ist variabel und ermöglicht Breitband- und Schmalbandmessungen. Für EMV-Prüfungen werden sie zur Messung leitungsgebundener (mittels LISN oder HF-Stromsonde) und abgestrahlter Emissionen (mittels Antennen) eingesetzt.

Emitter

In EMV-Anwendungen bezeichnet dieser Begriff unbeabsichtigte Störstrahler, insbesondere solche, die die Quelle von Störungen darstellen. Ansonsten bezieht er sich auf beabsichtigte Störstrahler wie beispielsweise Sendeantennen.

Prüfling (EUT) oder Testgerät (DUT)

Die zu prüfenden Testgeräte oder -gegenstände.

F

Faraday-Schutzschild

Ein leitfähiges Material, das zur Einkapselung oder Steuerung eines elektrischen Feldes dient. Es wird zwischen der Primär- und Sekundärwicklung eines Transformators platziert, um die Kopplungskapazität und Gleichtaktstörungen zu reduzieren. Die Abschirmung bietet elektrostatische Abschirmung und lässt gleichzeitig elektromagnetische Wellen passieren. Eine Erdung ist nicht erforderlich.

Ferritmaterial (Ferrite)

Magnetisches Pulver (permeables Material) in Form von Kügelchen, Stäben und Blöcken dient zur Absorption von leitungsgebundenen Störungen auf Drähten, Kabeln und Kabelbäumen. Es wird durch Kalzinierung einer Mischung aus zu Platten gesinterten Metalloxiden hergestellt. Bereits wenige Millimeter dicke Platten absorbieren niedrige Frequenzen. Die Platten können mit dielektrischen Materialien oder in einer Hybridkombination mit dielektrischen Pyramiden verwendet werden. Ferrite wirken als verlustbehafteter Widerstand und weisen eine erhöhte Selbstinduktivität auf. Sie wandeln die zugehörige elektromagnetische Störstrahlung in Wärme um (ein exothermer Prozess). Im Gegensatz zu Filtern, die elektromagnetische Störungen in ihren Sperrbereichen reflektieren, besteht ein Vorteil darin, dass Ferrite keine elektromagnetischen Störungen reflektieren, die andernfalls die Strahlung verstärken und andere Personen stören könnten.

Felder (Nahfeld, Fernfeld)

Nahe der Quelle werden die Feldeigenschaften primär durch deren Eigenschaften bestimmt. Weit entfernt von der Quelle hängen sie hauptsächlich vom Ausbreitungsmedium ab. Der Abstand zwischen Nah- und Fernfeld vom Sender beträgt: r = λ/2π (ca. 1/6 Wellenlänge). Für D < λ/2 gilt r = D²/2λ, für D ≥ λ/2 gilt r = 2λ. Diese Formel wird häufig bei niedrigen Frequenzen verwendet. Dabei ist r der Abstand zwischen Nah- und Fernfeld (der Abstand von der Antenne, bei dem die E- und H-Feldstärken proportional zu 1/r abnehmen), π ist die Länge des abstrahlenden Antennenelements (bzw. die Aperturdimension) in Wellenlängen λ. Anmerkung: In unmittelbarer Nähe der Quelle wird das Feld als Induktionsfeld bezeichnet (reaktives oder quasistatisches Feld; nicht-strahlende E- oder H-Felder können bei niedrigen Frequenzen und in unmittelbarer Nähe zur Quelle eine starke Kopplung bewirken). Weiter entfernt befindet sich der sogenannte Fresnel-Bereich oder Nahfeld (die abgestrahlten Feldkomponenten nehmen mit 1/r³ ab), und noch weiter entfernt liegt der Fraunhofer-Bereich oder Fernfeld (die abgestrahlten Feldkomponenten nehmen mit 1/r ab). Die Fernfeld-Wellenimpedanz beträgt E/H = 377 Ohm (dies ist die charakteristische Impedanz des Mediums Luft bzw. des freien Raums).

Feldstärke (FS)

Die abgestrahlte Spannung pro Meter (V/m) bzw. der Strom pro Meter (A/m) entsprechend dem elektrischen (E) bzw. magnetischen (H) Feld.

Filter

Ein Gerät zur Blockierung des EMI-Stromflusses bei gleichzeitigem Durchlass des gewünschten 50/60/400-Hz-Stroms. In Kommunikationsschaltungen unterdrückt es unerwünschte Frequenzen und Rauschen oder trennt Kanäle.

Fingerstock

Eine elektrische Dichtung aus Berylliumkupfer, die zum Verbinden von Metallplatten an Türen, Schwellen oder Abdeckungen verwendet wird.

Finite Differenzen im Zeitbereich (FDTD)

Die FDTD-Methode wird häufig zur Simulation von Leiterplatten (PCBs) und deren zugehörigen Bauteilen und Steckverbindern im Inneren eines abgeschirmten Gehäuses verwendet. Es handelt sich um ein Zeitbereichsverfahren, das mithilfe einer differenziellen numerischen Modellierungsmethode im Zeitbereich problemlos mehrere Frequenzen in einer einzigen Simulation unterstützt.

Fourier-Analyse

Dies ist ein mathematisches Verfahren zur Umwandlung einer Funktion im Zeitbereich in ihre äquivalente Darstellung im Frequenzbereich. Sind beispielsweise die Herstellerangaben oder Messdaten zu den Modulationseigenschaften eines Senders nicht verfügbar, kann eine Fourier-Analyse verwendet werden, um die Einhüllende der jeweiligen Modulationsart zu bestimmen.

Finite Differenzen im Frequenzbereich (FDFD oder FD)

FDFD/FD löst Gleichungen für elektromagnetische Felder an Punkten in geschlossenen Bereichen mithilfe einer speziellen Form der Householder-Methode modifizierter Matrizen. Die FD-Randbedingungen werden durch die UTD-Modellierungselemente definiert.

Frequenzmodulation (FM)

Die momentane Frequenz eines FM-Signalträgers variiert entsprechend der Basisbandinformationsquelle, während die Amplitude des Trägers konstant bleibt. Die Frequenzabweichung von seiner Mittenfrequenz wird durch die Modulationsfrequenz bestimmt, wobei die Frequenzabweichung (das Ausmaß der Frequenzänderung) proportional zur Amplitude des Modulationssignals ist.

G

Bodenreflexion

Elektrische Rauschspannungsschwankungen in einer Massefläche, die eine gemeinsame Impedanzrückführung von vielen Logikgattern auf der Leiterplatte aufweist.

Erdung

Die Verbindung eines Stromkreises oder Geräts mit der Erde oder einem leitfähigen Körper von relativ großer Ausdehnung anstelle der Erde. Die Verbindung oder das Potenzialausgleich eines Gerätegehäuses, Chassis, einer Sammelschiene oder eines Rahmens mit einem leitfähigen Objekt oder einer Struktur, um ein gemeinsames Potenzial sicherzustellen.

H

Hornantenne (Standardverstärkung)

Wird für FCC- und MIL-STD-Prüfungen sowie zum Senden und Empfangen verwendet. Eine linear polarisierte Mikrowellenantenne, die Testsegmente im Frequenzbereich von 18 GHz bis 40 GHz abdeckt. Die Antenne besteht aus einem sich nach oben öffnenden, kreisförmigen oder rechteckigen Metallhohlleiter in Hornform, der die Radiowellen bündelt.

ICH

Immunität

Die Fähigkeit von Geräten und/oder Systemen, auch bei elektromagnetischen Störungen ohne Leistungseinbußen zu funktionieren.

Einfügungsdämpfung

Das Verhältnis der empfangenen Leistung bei einer bestimmten Last vor und nach dem Einfügen eines Filters bei einer gegebenen Frequenz. Es ist ein Indikator für die durch den Filter bewirkte Dämpfung.

Isotropischer Kühler

Eine hypothetische Antenne mit gleicher Strahlungsintensität in alle Richtungen. Sie dient häufig als Referenz zur Beschreibung der Richtcharakteristik realer Antennen.

Interferenz

Die Auswirkung unerwünschter Energie aufgrund einer oder mehrerer Emissionen auf den Empfang in einem Funkkommunikationssystem, die sich in einer Leistungsverschlechterung, Fehlinterpretation oder einem Informationsverlust äußert, der ohne diese unerwünschte Energie möglich wäre.

L

LISN

Ein Netzimpedanzstabilisierungsnetzwerk (LISN) ist ein elektrisches Netzwerk, das zwischen dem Stromnetz und dem Prüfling zur galvanischen Trennung bei der Messung leitungsgebundener Störaussendungen eingesetzt wird. Es gewährleistet die Wiederholbarkeit der Messung, indem es die Eingangsimpedanzen der Stromleitung und des Prüflings (die frequenzabhängig variieren) auf 50 Ohm stabilisiert.

Logarithmen (Logs)

Die folgenden logarithmischen Beziehungen werden am häufigsten verwendet, um Größen in Dezibel umzurechnen (siehe Dezibel dB): log (AB) = log A + log B, log (A/B) = log A log B, log (An) = n log A.

Logarithmisch-periodische Antenne

Diese Breitbandantenne mit linearer Polarisation wird für FCC- und MIL-STD-Prüfungen sowie Sende- und Empfangsfunktionen eingesetzt und deckt den Frequenzbereich von 300 MHz bis 2 GHz ab. Die elektrischen Längen und Elementabstände sind so gewählt, dass das bidirektionale Strahlungsmuster, die Impedanz und weitere Antenneneigenschaften über mehrere Frequenzen hinweg konsistent sind. Die Bandbreite entspricht annähernd dem Verhältnis des längsten zum kürzesten Dipolelement.

Rahmenantenne

Wird für FCC- und MIL-STD-Prüfungen verwendet. Eine Antenne, bestehend aus einer oder mehreren vollständigen Windungen eines Leiters; üblicherweise wird sie durch einen an die Anschlüsse der Schleife angeschlossenen Drehkondensator auf Resonanz abgestimmt. Sie kann Magnetfeldstärken im Frequenzbereich von 20 Hz bis 2 MHz messen.

Tiefpassfilter

Ein Filter, der im Durchlassbereich (Gleichstrom bis zu einer 3-dB-Grenzfrequenz) eine geringe Einfügungsdämpfung und im Sperrbereich (oberhalb der Grenzfrequenz bis zu einer definierten oberen Frequenz) eine signifikante Einfügungsdämpfung aufweist.

M

Magnetfeldstärke (H)

Der Stromgradient einer abgestrahlten Welle wird in Ampere/m gemessen. 1 A/m = 0,0125 Oersted und 1 Oersted = 79,6 A/m

Magnetischer Fluss

1 Weber = 108 Maxwell = 108 Linien.

Magnetische Flussdichte (B)

Tesla (T) = 1 Weber/m² = ^10⁴ Gauß. 1 Gauß = 1 Linie/cm² = 1 Maxwell/cm² = 7,936 × 10⁵ A/m.

Momentenmethode (MOM)

Die MOM-Technik wird häufig zur Analyse von abgestrahlten elektrischen Feldemissionen verwendet, die durch Gleichtaktströme an Gehäusen, Steckverbindern und Kabeln infolge der Leiterplattenemissionen verursacht werden.

N

Schmalbandemission

Eine Emission mit einer spektralen Energieverteilung, die im Vergleich zu einer Referenzbandbreite, wie beispielsweise der des empfindlichen Empfängers oder des Messgeräts, schmal ist. Diese wird üblicherweise in 3-dB-Bandbreiten definiert. Die Einheit für Schmalbandsignalmessungen mit EMV-Empfängern ist üblicherweise dBµV.

Lärm

Unerwünschte elektrische Signale in einem Stromkreis oder Gerät können Störungen verursachen, wenn sie zu einer Leistungsminderung führen. Um umfangreiche Störungsprobleme zu vermeiden, sollte Rauschen nach Möglichkeit direkt an der Quelle bekämpft werden.

O

Oktave

Ein Frequenzverhältnis von 2 zu 1, beispielsweise 1 Hz zu 2 Hz, 10 kHz zu 20 kHz oder 500 MHz zu 1000 MHz. 3,32 Oktaven entsprechen einer Dekade.

Testgelände im Freien (OATS)

Ein Teststandort, frei von reflektierenden Objekten (mit Ausnahme einer Grundfläche), an dem Messungen der abgestrahlten Emissionen gemäß CISPR 22 (FCC, Teil 15B, EN 55022 und andere Prüfnormen) durchgeführt werden können. Eine Dämpfungsmessung vor Ort ist erforderlich, um zu bestätigen, dass die Abstrahlung von einer Quelle zu einer Empfangsantenne innerhalb von 4 dB des theoretischen Bereichs liegt.

P

Parasitäre Kapazität

Die kapazitive Leckage an einem Bauteil wie einem Widerstand, einer Induktivität, einem Filter, einem Trenntransformator oder einem optischen Isolator, die die Hochfrequenzleistung negativ beeinflusst.

Permeabilität

Das Ausmaß, in dem ein Material magnetisiert werden kann, wird oft als Parameter ausgedrückt, der die magnetische Flussdichte in Abhängigkeit von der angelegten Magnetfeldstärke beschreibt. Es ist ein Maß dafür, wie viel besser ein Material magnetische Feldlinien leitet als Luft mit einer Permeabilität von eins. Das Verhältnis der magnetischen Flussdichte B zur magnetischen Feldstärke H im Vakuum wird als Permeabilität des Vakuums bezeichnet.

Phasenmodulation (PM)

Bei einem phasenmodulierten Signal variiert die Referenzphase des Trägers proportional zur momentanen Amplitude des modulierenden Basisbandsignals. Dies ähnelt der FM-Synthese, jedoch ist die Frequenzabweichung proportional zur Frequenz anstatt zur Amplitude der Modulationsquelle.

Sonden

• • Stromsonde

    Ein präziser EMI-Messsensor, der an Drähte, Aderpaare, Koaxialleitungen, Kabelbäume oder Kabelbänder mit Stromfluss (gezielter oder gestörter Stromfluss) geklemmt wird. Aufsteckbare Stromzangen dienen zur Messung des Gleichtaktstroms in einem einzelnen Draht oder des Gleichtaktstroms in einem Aderpaar, einem Koaxialkabel oder einem gesamten Kabelbündel bzw. Kabelbaum. Stromzangen decken den Frequenzbereich von 100 Hz bis 1 GHz in Zwei- oder Dreiergruppen ab.

  • Elektrische Feldsonde

    Kleine (üblicherweise 10–30 cm lange) Monopole speisen einen FET-Verstärker zur Überwachung des elektrischen Feldes und werden häufig zu Diagnosezwecken eingesetzt. Manche Sonden sind passiv und enthalten keinen Verstärker. Das Messen von HF-Leckagen an Nähten, Spalten, Schlitzen und Öffnungen eines Metallgehäuses ist nur eine von vielen Anwendungsmöglichkeiten.

R

Abgestrahlte Emission (RE)

Gewünschte oder unerwünschte elektromagnetische Energie, die sich in den Raum oder durch ihn hindurch ausbreitet, entweder als transversale elektromagnetische Welle oder durch kapazitive oder induktive Kopplung.

Strahlungsempfindlichkeit (RS)

Die Bestimmung oder Messung der Fähigkeit eines Geräts, in Gegenwart unerwünschter elektromagnetischer Strahlung von externen elektromagnetischen Quellen zu funktionieren.

Strahlung (ionisierend, nicht-ionisierend)

Die nichtleitende Ausbreitung eines Signals von einer Quelle. Das Strahlungsfeld überwiegt das Induktionsfeld in den Abständen, die den Nah- und Fernfeldbereich definieren. Ionisierende Strahlung kann Gasmoleküle ionisieren; dazu gehören Röntgenstrahlen, Gammastrahlen und elektromagnetische Teilchen. Nichtionisierende Strahlung ionisiert keine Gasmoleküle; dazu gehören Quellen wie Hochfrequenzstrahlung, Antennen, Mikrowellenherde, Infrarot- und sichtbares Licht.

Sicherheitsgrenzwert für Strahlung (Exposition gegenüber nichtionisierenden HF-Feldern)

Der erste Grenzwert in den USA lag bei 10 mW/cm². Dieser Wert basierte auf Studien zur benötigten Strahlungsstärke, um den durchschnittlichen Grundumsatz des menschlichen Körpers von der normalen Wärmeabgabe von 100 W zu verdoppeln. Aufgrund von Frequenzeffekten wurde dieser Sicherheitsgrenzwert für die meisten Frequenzen inzwischen gesenkt. Ein geerdeter Erwachsener schwingt im Durchschnitt bei etwa 30 bis 34 MHz. Bei Kindern ist die Resonanzfrequenz höher.

Hochfrequenz (HF)

Eine Frequenz, bei der kohärente elektromagnetische Strahlung von Energie für die Kommunikation nutzbar ist. Radiofrequenzen werden als sehr niedrig bezeichnet.

Hochfrequenzkompatibilität (HF)

Die Fähigkeit von antennenverbundenen HF-Empfänger- und Sendersubsystemen, innerhalb eines Systems ordnungsgemäß zu funktionieren, ohne dass Leistungsbeeinträchtigungen durch Antennenkopplung verursacht werden.

Funkstörungen (RFI)

RFI wird als Teil des EMI-Spektrums betrachtet, wobei die Störsignale im Hochfrequenzbereich (HF) liegen. Dieser Begriff wurde früher synonym mit EMI verwendet.

Rezeptor

Ein Gerät, das leitungsgebundene oder abgestrahlte elektromagnetische Emissionen empfängt. In EMI-Anwendungen kann ein Empfänger potenziell unerwünschten Störungen ausgesetzt sein. Er gilt als betroffenes Gerät, wenn er durch die empfangenen Emissionen elektromagnetische Störungen erleidet.

Wellen

Die Wechselstromkomponente des Ausgangssignals eines Gleichstromsignals. Der Begriff bezeichnet üblicherweise den Restanteil der netzfrequenzbedingten Wechselstromkomponente im Ausgangssignal eines Gleichstromnetzteils, der durch unvollständige oder unzureichende Filterung entsteht. Der Filteraufwand hängt von der Restwelligkeitsfrequenz und dem Lastwiderstand ab. Mit sinkendem Lastwiderstand ist eine stärkere Filterung erforderlich.

Stabantenne

Zur Messung der abgestrahlten Emissionen im Frequenzbereich von 10 kHz bis 30 MHz wird üblicherweise eine omnidirektionale Monopolantenne (üblicherweise 41 Zoll oder 1,04 Meter lang, verstellbar) mit Gegengewicht verwendet.

S

Formfaktor

Dies ist ein Maß für die Selektivität (Dämpfung in Abhängigkeit von der Frequenz) eines Bandpassfilters. Der Formfaktor ist üblicherweise als Verhältnis der Bandbreiten bei 60 dB und 6 dB definiert.

Abgeschirmter Raum

Ein Raum, der durch Abschirmung von Boden, Wänden und Decke sowie durch Unterdrückung von Störungen über die Stromleitungen frei von elektromagnetischen Störungen (EMI) ist. Typische Konstruktionen schirmen von 70 dB bis 140 dB im Frequenzbereich von 10 kHz bis 10 GHz ab.

Schirmwirkung

Die relative Fähigkeit einer Abschirmung, unerwünschte elektrische und magnetische Felder sowie ebene Wellen abzuschirmen. Gemessen wird das Verhältnis des außerhalb der Abschirmung empfangenen Signals zum innerhalb der Abschirmung empfangenen Signal.

Abschirmdichtung

Ein Material, das die Abschirmwirkung über eine Naht oder einen Spalt in einem Elektronikgehäuse hinweg aufrechterhält. Es kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, darunter mit Stoff umwickelter Schaumstoff, Drahtgewebe, gestanztes Metall und Elastomer.

Signalintegrität

Signalintegrität bezeichnet die Fähigkeit eines Signals, in einem Schaltkreis korrekte Reaktionen hervorzurufen. Ein Signal mit guter Signalintegrität weist zum erforderlichen Zeitpunkt die erforderlichen digitalen Pegel auf.

Anstiegsgeschwindigkeit

Die Anstiegsgeschwindigkeit ist die Flankensteilheit (Änderungsrate einer Signalspannung in Bezug auf die Zeit). 1/0-Spezifikationen (wie z. B. PCI) geben die beiden Spannungen an, zwischen denen die Anstiegsgeschwindigkeit gemessen wird.

Anfälligkeit

Die Unfähigkeit von Geräten/Systemen, bei elektromagnetischen Störungen ohne Leistungseinbußen zu funktionieren. Störanfälligkeit wird oft als mangelnde Immunität charakterisiert. Die Störanfälligkeitsschwelle ist der Grad der Störung, ab dem das Prüfobjekt eine Leistungsverschlechterung aufweist. Diese ist häufig frequenzabhängig.

Kriterien für die Degradation der Empfindlichkeit

Eine Beschreibung der wesentlichen Sicherheits- und Leistungsmerkmale eines Prüflings (DUT) und der zulässigen Verschlechterung dieser Merkmale während der Empfindlichkeitsprüfung.

Empfindlichkeitsgrad

Die elektromagnetische Rauschumgebung, in der ein Gerät oder eine Anlage zufriedenstellend funktionieren kann.

Anfälligkeitsmarge

Differenz zwischen der Empfindlichkeitsschwelle eines Geräts oder einer Anlage und den Umweltbelastungen, denen es ausgesetzt ist.

T

Vorübergehend

Bezogen auf oder bezeichnend für ein Phänomen oder eine Größe, die sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden stationären Zuständen während eines Zeitintervalls ändert, das im Vergleich zur interessierenden Zeitskala kurz ist.

Transversale elektromagnetische (TEM) Zelle

Eine Kammer, die ihre charakteristische Impedanz über ihr gesamtes Volumen beibehält. Kabelbaugruppen, Steckverbinder und elektronische Bauteile können zu Testzwecken, beispielsweise zur Messung abgestrahlter Emissionen, in die Zelle eingesetzt werden.

U

Einheitliche Beugungstheorie (UTD)

Die UTD-Analysemethode eignet sich für direkte und reflektierte Strahlen, Beugungen an Kanten und Ecken sowie Wellen um gekrümmte Oberflächen. UTD verwendet Modellierungselemente aus ebenen Platten, Zylindern mit elliptischem Querschnitt und den gegebenenfalls geneigten Endkappen der Zylinder.

V

Stehwellenverhältnis (VSWR)

Das Stehwellenverhältnis (VSWR) ist ein Maß dafür, wie gut eine Last an ihre Übertragungsleitung impedanzangepasst ist. Eine perfekte Anpassung hat ein VSWR von 1,0, während eine unvollkommene Anpassung einen höheren VSWR-Wert aufweist.