Comment choisir un système de test EMI entièrement conforme aux normes CISPR 16-1-1 relatives aux récepteurs EMI ?

Abstract
La compatibilité électromagnétique (CEM) est devenue une condition d'accès au marché pour les produits électriques et électroniques. En tant qu'élément central d'un système de test CEM, les performances du récepteur CEM déterminent directement la validité des résultats des tests d'interférences conduites et rayonnées. La norme CISPR 16-1-1 est la norme internationale fondamentale pour les instruments de mesure des perturbations radioélectriques ; elle a été transposée en Chine sous la norme GB/T 6113.101-2021. Cette dernière impose des contraintes obligatoires sur les indicateurs clés du récepteur, notamment la bande passante, les modes de détection, la réponse impulsionnelle et l'impédance d'entrée. LISUN EMI-9KB Ce document, relatif aux systèmes de test d'interférences conduites et rayonnées EMI, détaille les points techniques à respecter selon la norme CISPR 16-1-1 lors du choix d'un système de test EMI, analyse les dimensions d'évaluation, notamment le matériel du récepteur, les accessoires de support, les fonctions logicielles et la conception globale du blindage du système, présente les caractéristiques du produit et les applications industrielles du système de test d'interférences conduites et rayonnées de la série EMI-9K, et fournit des références aux laboratoires de R&D des entreprises, aux services de contrôle qualité et aux organismes de test tiers pour la construction de plateformes de test CEM.

Introduction

De nombreux systèmes d'alimentation à découpage, moteurs et circuits numériques à haute vitesse présents dans les produits électriques et électroniques modernes génèrent des interférences électromagnétiques en fonctionnement. Ces interférences se divisent en deux catégories : les interférences conduites, qui se propagent par les lignes d'alimentation et de signal, et les interférences rayonnées, transmises dans l'espace. Un excès d'interférences électromagnétiques peut perturber le fonctionnement des équipements électroniques environnants et même présenter des risques pour la sécurité. C'est pourquoi, avant leur mise sur le marché, les équipements informatiques, les appareils électroménagers, les dispositifs d'éclairage et autres produits doivent subir des tests de compatibilité électromagnétique (CEM) afin de respecter les normes en vigueur dans les pays et régions concernés.

De nombreux acheteurs ont tendance à se concentrer uniquement sur la couverture de fréquence lors du choix d'un appareil. Système de test EMI, sans tenir compte de la conformité du récepteur aux spécifications CISPR 16-1-1. Ils utilisent par erreur des analyseurs de spectre ordinaires comme récepteurs EMI de qualité certification. La constante de temps de détection quasi-crête et les caractéristiques de réponse impulsionnelle des analyseurs de spectre classiques ne conviennent qu'aux tests préliminaires de pré-conformité en phase de R&D et ne peuvent être utilisées pour les tests de certification de conformité officiels. LISUN Le système de test d'interférences conduites et rayonnées de la série EMI-9K est spécialement conçu pour mesurer quantitativement les interférences conduites (propagées par les lignes d'alimentation/de signal) et rayonnées (propagées dans l'espace) générées par les produits électriques et électroniques en fonctionnement. Il offre une assistance technique complète pour les tests de conformité CEM et la localisation des sources d'interférences. La série EMI-9K adopte une conception structurelle entièrement fermée avec un châssis en matériaux à haute conductivité, offrant d'excellentes performances de blindage et résolvant fondamentalement le problème des interférences internes. Elle est largement utilisée par les fabricants, les centres de R&D et les organismes de test tiers dans des domaines tels que les équipements informatiques, l'électroménager et les produits d'éclairage. Elle permet de localiser rapidement les problèmes de dépassement des limites d'interférences électromagnétiques, tels que le bruit des alimentations à découpage et les interférences rayonnées par les moteurs, aidant ainsi les produits à obtenir la certification de conformité CEM et à prévenir les dysfonctionnements des équipements ou les risques pour la sécurité induits par les interférences. L'ensemble du système est conforme à de multiples normes de produits, notamment GB 17743, GB 4343.1, GB/T 9254.1, CISPR 15 et CISPR 14-1, satisfaisant aux exigences de test pour la certification 3C nationale ainsi que pour les projets de certification CE et FCC à l'étranger.

EMI-9KB Récepteur de test EMI

Principales contraintes techniques de la norme CISPR 16-1-1 pour les systèmes de test EMI

La norme CISPR 16-1-1:2019 définit une série de spécifications obligatoires et non négociables pour les récepteurs d'essais CEM. Concernant la bande passante de mesure, elle définit trois segments de bande passante de mesure à -6 dB pour la fréquence intermédiaire : 200 Hz pour la plage 9 kHz–150 kHz, 9 kHz pour la plage 150 kHz–30 MHz et 120 kHz pour la plage 30 MHz–1 000 MHz. Ces différentes bandes passantes correspondent à des constantes de temps de charge-décharge spécifiques afin de garantir la précision de mesure des signaux de perturbation impulsionnels. Pour les modes de détection, l'instrument doit prendre en charge la détection de crête (PK), quasi-crête (QP) et moyenne (AV). La détection quasi-crête est essentielle pour les essais de certification CEM. Sa constante de temps doit être strictement conforme à la norme afin de refléter fidèlement l'impact réel des perturbations radioélectriques sur les récepteurs de radiodiffusion.

La norme spécifie une impédance d'entrée RF nominale de 50 Ω pour le récepteur et limite le taux d'ondes stationnaires (TOS) sous différents atténuateurs afin de réduire les erreurs de mesure dues à la réflexion du signal RF. La réponse impulsionnelle et la précision de mesure sont également des critères d'évaluation obligatoires. Pour les signaux d'interférence impulsionnels répétitifs, l'équipement doit garantir des erreurs de mesure dans la plage spécifiée. Une réponse impulsionnelle non conforme entraînera directement des résultats de test faussés en cas d'interférences intermittentes. Outre le récepteur lui-même, un système de test EMI complet comprend également un réseau de stabilisation d'impédance de ligne (LISN), un réseau de couplage-découplage CDNE, un transformateur d'isolement, des câbles de test et d'autres composants auxiliaires. Ces accessoires doivent également être conformes aux exigences de la norme. Même si le récepteur lui-même répond aux spécifications, des indicateurs d'accessoires non qualifiés invalideront les résultats de test de l'ensemble du système. Les performances d'auto-blindage de l'équipement ne doivent pas être négligées. Un blindage insuffisant du châssis du récepteur permet au bruit électromagnétique généré par l'instrument lui-même de se mélanger aux signaux testés, augmentant ainsi le bruit de fond du système et empêchant l'identification précise des signaux de perturbation de faible niveau.

Comparaison des configurations matérielles LISUN Système de test EMI série 9K

Le LISUN La série EMI-9K comprend quatre modèles : EMI-9KA, EMI-9KB, EMI-9KBLe sable EMI-9KC, ciblant différentes bandes de fréquences de test et différents niveaux de budget. EMI-9KA Couvre principalement la plage de fréquences 9 kHz à 30 MHz et convient uniquement aux tests préliminaires de perturbations conduites sur les lignes électriques ; EMI-9KB couvre la bande de fréquences 9 kHz à 300 MHz, prenant en charge les tests de conduction et de rayonnement à basse et moyenne fréquence, idéal pour la R&D et l'inspection de pré-conformité des PME ; EMI-9KBLe S est équipé de présélecteurs fixes à deux étages pour améliorer la réjection des fréquences intermédiaires ; EMI-9KC Atteignant une fréquence de 1 000 MHz, cet appareil intègre des présélecteurs à suivi automatique programmable et des accessoires CDNE pour répondre aux exigences strictes des laboratoires d'essais tiers en matière de certification des émissions conduites et rayonnées. Tous les modèles sont dotés d'un châssis blindé haute conductivité entièrement fermé afin de supprimer les bruits internes. Le logiciel intègre des bibliothèques de limites conformes aux principales normes nationales et internationales et prend en charge les modes de mesure manuel, automatique, à point fixe et par balayage. Ce logiciel PC, disponible en chinois et en anglais, est compatible avec les systèmes d'exploitation Windows 7 à Windows 11 et permet d'exporter des rapports de test EMI complets. Le tableau ci-dessous compare les principales caractéristiques techniques de cette série :

Dimensions supplémentaires pour une évaluation complète lors du choix d'un système de test EMI

Après avoir vérifié que le récepteur EMI répond aux critères de base de la norme CISPR 16-1-1, les utilisateurs doivent procéder à une évaluation complète prenant en compte le type de produit testé, l'emplacement du laboratoire et les besoins d'extension futurs. Il convient tout d'abord de déterminer la bande de fréquences de test requise. Si seuls des tests de perturbations conduites sur le réseau électrique pour les appareils électroménagers et les lampes sont nécessaires, la bande 9 kHz-30 MHz répond aux exigences de base. Si des tests de perturbations conduites et rayonnées dans l'espace sont requis, il faut opter pour des modèles à bande complète de 300 MHz ou 1000 MHz. Ensuite, il est important de considérer la possibilité d'extension des accessoires de test. Un système de test EMI peut être équipé, en option, d'une antenne à trois boucles, d'une pince absorbante, d'une sonde de courant RF, d'une chambre blindée, d'un générateur de signaux sinusoïdaux purs programmable et d'autres accessoires pour différents scénarios de test, notamment les tests de rayonnement basse fréquence (9 kHz à 30 MHz), les tests de perturbations sur les outils électriques par la méthode de la pince absorbante et les tests de tension de perturbation sur la ligne de signal. Les entreprises peuvent choisir les accessoires en fonction de leurs catégories de produits.

Les capacités logicielles sont également un critère indispensable. Les laboratoires de certification exigent un logiciel intégrant des bibliothèques complètes de limites standard, telles que GB 17743 et CISPR15, permettant la comparaison automatique entre les données mesurées et les limites standard, ainsi que la génération directe de spectrogrammes de test pour les rapports. Les services R&D ont besoin de fonctions d'exportation des données spectrales brutes pour permettre aux ingénieurs de localiser les points de fréquence d'interférence et de réaliser des analyses de correction des interférences électromagnétiques (IEM). Par ailleurs, l'ensemble du système de test IEM doit bénéficier d'une traçabilité métrologique. Les récepteurs, les LISN, les différentes sondes et antennes doivent faire l'objet d'un étalonnage périodique afin de satisfaire aux exigences de gestion des instruments du système d'accréditation des laboratoires CNAS. De nombreux laboratoires se contentent d'étalonner l'unité principale du récepteur et négligent l'étalonnage des accessoires tels que les LISN et les antennes, ce qui invalide juridiquement les données de test de l'ensemble du système.

Il est également nécessaire de distinguer les outils de pré-vérification de conformité des systèmes de certification formels. Pour la phase de R&D produit, le milieu de gamme EMI-9KB Cette méthode peut être utilisée pour un dépistage préliminaire afin de détecter les problèmes de dépassement de limites, tels que le bruit de l'alimentation à découpage et les interférences rayonnées par le moteur, et pour une rectification et une optimisation complètes des filtres, de la mise à la terre et de l'agencement du circuit imprimé au stade du prototype. Les organismes de test tiers privilégient la bande passante complète. EMI-9KC Ce modèle satisfait pleinement à toutes les exigences des tests de certification de divers produits. La conception de son blindage interne mérite également un examen approfondi. Le châssis haute conductivité entièrement fermé permet de réduire le bruit de fond de l'instrument et d'éviter que les interférences internes de l'équipement ne faussent les résultats des tests.

Valeur pratique industrielle du système de test EMI

Un système de test EMI est largement utilisé dans les équipements informatiques, l'électroménager, l'éclairage, l'outillage électroportatif et d'autres secteurs. Dans le secteur informatique, il sert à effectuer des tests de conduction et de rayonnement sur les ordinateurs portables, les chargeurs, les stations d'accueil et autres produits afin de détecter les perturbations haute fréquence provenant des alimentations à découpage. Dans l'électroménager et l'outillage électroportatif, il détecte les perturbations impulsionnelles causées par les étincelles des balais de moteurs et les circuits de commande. Dans le secteur de l'éclairage, des tests de perturbation sont réalisés sur les lampes LED et leurs alimentations, conformément aux normes GB 17743 et CISPR 15, afin d'éviter les interférences avec la communication des appareils domotiques. Lors de la phase de R&D, les ingénieurs utilisent le système de test EMI pour localiser les sources d'interférences et optimiser les cycles de redressement EMI. En production, il est utilisé pour le contrôle par échantillonnage afin de vérifier la conformité CEM des produits fabriqués en série. Les organismes tiers utilisent des systèmes conformes pour établir des rapports de test et accompagner les produits dans l'obtention de la certification 3C en Chine, ainsi que des certifications CE et FCC à l'international. Si les contraintes de la norme CISPR 16-1-1 sont ignorées lors de la sélection et que des instruments non conformes sont utilisés pour les tests, la rectification par autotest peut réussir tandis que les tests de certification par des tiers échouent, ce qui entraîne des retards de projet et une augmentation des coûts de certification.

Conclusion

Choisir un produit conforme Système de test EMI On ne peut se contenter des paramètres de fréquence comme seul critère. La norme CISPR 16-1-1 (GB/T 6113.101-2021) doit servir de base. Les utilisateurs doivent vérifier les modes de détection du récepteur, la bande passante de la fréquence intermédiaire, la réponse impulsionnelle, le TOS et les performances de blindage de l'instrument, et évaluer également le LISN, le CDNE, les antennes et autres accessoires de support complets, les fonctions de rapport du logiciel et la capacité de traçabilité métrologique. LISUN Le système de test des interférences conduites et rayonnées de la série EMI-9K comprend plusieurs modèles gradués, entièrement conformes aux spécifications techniques CISPR 16-1-1, et s'adapte aux exigences de test variées des services de R&D, du contrôle qualité en usine et des laboratoires de certification tiers. Ce système de test EMI, parfaitement conforme, aide les entreprises à identifier les risques d'interférences électromagnétiques dès les premières étapes du développement produit, à localiser et corriger les sources d'interférences, à garantir la réussite des certifications de conformité CEM et à éviter les anomalies des équipements et les risques d'accès au marché liés aux interférences électromagnétiques après la mise sur le marché.