Novinky

Základní údaje

Zobrazení: 2025

Je to tady.

Prokousali jsme se hromadou nudné teorie a můžeme přikročit k měření. V rámci amatrérské využitelnosti měření se budeme zaobývat více věcmi. Nezůstaneme jenom u EMC.

Měřit budeme hned několik zástupců "běžných zdrojů", které se v amatérské komunitě dle mého názoru vyskytují nejčastějí. Pakliže by měl někdo dalšího nástupce, nechám týden celou aparaturu "na stole" a budu schopný na požádání dodaný zdroj doměřit. Poďme na to. Většina už okusuje šňůru od mikrofonu, jiní ši sli raději otevřít pivo :-)

 

1. Měření conducted emissions, tedy rušení vyzařovaného vodiči. To zaujímá největší část amatérské populace. Měření bude probíhat při konstantním výkonu 40W na laboratorní zátěži.
Takový výkon beru jako rozumný pro příjem, kdy má šanci rušit příjem transcieveru. Zároveď bere v potaz větší transcievery typu IC7610 a FTDX10.
Měření probíhá na kalibrovaných přístrojích tak, jak by probíhalo v akreditovaní laboratoři. Samozřejmě jsou jisté odlišnosti jako absence bezodrazové komry a další, ale to v těchto typech měření nemá zásadní efekt.

V rámci měření je pak třeba nutné sdělit, že i přes kalibrované vybavení nemám takové prostorové možnosti, jako má klasická 3m či 10m komora. Vazební roviny jsou tedy podstatně menší. Pakliže by to tedy mělo vliv na výsledky měření, tak takový, že v legální komoře BY MOHLY BÝT měřené hodnoty ještě o něco málo VĚTŠÍ, než mnou naměřené.  V rámci těchto testů měříme rušení do vodičů. Bezodrazová komora by neměla zásadní vliv na výsledky. Pokud bychom měřili vyzařované emise v pásmu 30MHz až 6GHz tak máme více možností. V takovém případě by měla bezodrazová komora velký vliv. Existuje více legálních postupů.

Z měření nakonec byl vypuštěn QP detektor. Měření určených špiček, které by pod něj spadaly dopadalo tak, že zdroj nebyl schopný vydržet trvalejší zátěž a vhledem k jejich počtu a délce měření padaly do "overtemp"
režimu. Navíc byl graf z měření posetý tolika dvoubarevnými křížky a kroužky pro doměřené hodnoty, že byl pro většinu nepolíbených hrubě nepřehledný.

Meření bude provedeno s jednou AC vazební sítí 50uH pro AC napájecí linku daného zdroje a dvojicí 5uH vazebních sítí pro měření na výstupu zdroje.
Okolo měření na AC sítích a vazebních síti existuje spousta dohadů. Já jsem záměrně použil 5uH sítě, jelikož máme naše DC vedení mezi transcieverem a zdrojem velmi krátké. 5uH sítě se taktéž ve velkém používají v rámci měření automotive rušení na DC sítích.

Je třeba taktéž upozornit, že změřené hodnoty mají co dočinění s legálním měřením a potažmo uvedením výrobku na trh. Neznamenají však, že konkrétní horší zdroje budou nepoužitelné. 

Potenciální dominantně common mode rušení vyzařované napájecími kabely, ať už vstupními či výstupními je sice vyzařované do prostoru, ale to, jaká část energie se opravdu dostane do obvodů přijímače bude pokaždé jiná. U rušení vyzařovaného AC napájecím přívodem a technicky celou nejen domácí elektrickou rozvodnou sítí může lézt do přijímače prostě a jednoduše anténou transcieveru a jak mám z praxe při hledání cizích rušení vyzkoušeno může rušit jiné amatéry / a samozřejmě nejen je / o několik kilometrů daleko.
U DC sítě pak spíše přímou cestou "dovnitř" ale vyloučeny nejsou ani jiné kombinace.

Fialová křivka je AVG detektor a musí se vlézt pod modrou limitu. Zelená křivka je PK detektor a slouží pro určení míst, kde pak měříme QP detektorem. Pokud by byla menší, než červená jakožto limit QP. Zavádí se margin 10dB, tedy jakákoli zelená špička, která se přiblíži na blíže jak 10dB z červené limitě bude následně měřená QP detektorem.

2. Měření oteplení zdrojů.  Zde naopak budeme měřit ve dvou hodnotách - v klidu "při příjmu" tedy při konstantním výkonu 40W a "při vysílání"  což budeme definovat jako 300W. Teplota měřena po stabilizaci cca 10 minut.

3. Ripple. Známé především jako zvlnění. Schopné produkovat brum. Jak při 40W tak při 300W.

4. Jalový příkon zdroje / Účinník / Účinnost . Tedy kolik reálně odebíráme ze sítě.

 

ALINCO DM330

Etalon všech zdrojů, kteří ostatní kopírují. 

Z výsledků měření je patrné, že by legálně neprošel EMC laboratoří, protože překračuje hodnoty pro AVG i QP. Deklarováno má 25A continous, po 8 minutách na 300W výstupních padal do přehřátí a vypínal se. Smutné.

Elektrické parametry zdroje

Změřený ripple při 40 W 110 mV, při 300 W 520 mV

Reálný příkon zdroje se ukázal jako tragédie. Pro 100W výstupního výkonu zdroje, tedy cca 30W výstupního výkonu transcieveru jsme na 277VA vstupního příkonu.
Účinník je tedy na cca 0,5 a ze sítě odebíráme 4A Vzhledem ke vstupnímu čistému příkonu 133W 75%.
Technicky vzato pak při extrapolaci dostaneme pro 100W zaklíčovaný transciever hodnotu vstupního jalového proudu cca 12A!!! 

Při vysílání na 100W tak platíte za 375W příkonu, ale rozvodnou soustavu a vaše jističe zatěžujete 750W. Při provozu z centrály se pak leckterý amatér může orosit více, než centrála sama.

 

 

 EMC - GENEROVANÉ RUŠENÍ

 

 Alinco DM 330 40W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě 

 

 Alinco DM 330 300W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě  

 Alinco DM 330 40W zátěž. Rušení do DC napájecí sítě  

 Alinco DM 330 300W zátěž. Rušení do DC napájecí sítě  

Ot

TEPLOTNÍ PODMÍNKY

 Alinco DM 330 40W zátěž. Oteplení

 Alinco DM 330 300W zátěž. Oteplení

 

 

 

 

 NISSEI - ELIX PS30SW II

 

 

Kopie? Alinco DM330 s pár vzhledovými změnami.

Zdroj obsahuje větší ventilátor s vyšším průtokem a narozdíl od "originálního" Alinca taky chladí. Po dobu zkoušek nebyl problém s přehřátím.

Z hlediska EMC paramatrů, které byly měřeny je možné, že by se zdroj přece jenom možná vlezl do limitů. Mimo "záběr" jsem jej protáhnul měřením QP a velmi těsně, ale přece měl šanci se v rámci nejistot měření a drobného rozdílu mezi mým a "ostrým měřením" uspět.

 

Elektrické parametry zdroje

 

 Ripple při 40 W 12 mV při 300 W 22 mV. To je velmi dobrý výsledek.

 Co do elektrických parametrů je situace nachlup stejná, jako při "Originálním" Alinco DM330. Tedy účinnost okolo 75% a účinník do 0,5. Tedy zaklíčovaný 100W transciever bude odebírat cca 350 W, za které "platíme" a 700W, kterými zatěžujeme rozvodnou síť případně elektrocentrálu. 

 

 EMC - GENEROVANÉ RUŠENÍ

  Elix / NISSEN PS30SW II 40W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě  

  Elix / NISSEN PS30SW II 300W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě  

  Elix / NISSEN PS30SW II 40W zátěž. Rušení do DC napájecí sítě  Elix / NISSEN PS30SW II 300W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě    

TEPLOTNÍ PODMÍNKY

  Elix / NISSEN PS30SW II 40W zátěž.

  Elix / NISSEN PS30SW II 40W zátěž.

 

 

 

ALINCO DM30E

 

Menší alternativa k DM330. Taktéž velmi oblíbená. 
Z hlediska EMC je to první měření, které se do stanovených limitů bezpečně vešlo na první dobrou. 
Z hlediska oteplení je to taktéž monentálně nejlepší kus. I při plném výkonu je sotva vlažný.

 

Elektrické parametry zdroje

Ripple při 40W je 50mV, tedy jeden z těch vyšších. Při 300W vyskočí na 73mV, což není až tak tragické a ně některé adepty s 500mV nemá  :-)

Doměřena byla účinnost 71% a účinník 0,48. Zdroj tedy nijak nevybočuje z těch, které nemají prakticky nijak řešenu korekci PFC. Zdroj tedy "žere" na vstupu o cca 30% více, než dá na výstupu a z pohledu na jalový příkon pak zatěžuje rozvodnou soustavu dvojnásobkem všeho. I tak je to zatím jeden z nejlepších adeptů. 

 EMC - GENEROVANÉ RUŠENÍ

Alinco DM30E 40W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě.

 Alinco DM30E 300W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě.

 Alinco DM30E 40W zátěž. Rušení do DC napájecí sítě.

 Alinco DM30E 300W zátěž. Rušení do DC napájecí sítě.

 

 

TEPLOTNÍ PODMÍNKY

Alinco DM30E Teplotní podmínky. Výsledek je zatím bezkonkurenčně nejlepší. Zdroj je při 300W výstupního výkonu vlažný a v jednom místě sotva teplý.

 

Alinco DM30E 40W

 

Alinco DM30E 300W Rozdíl mezi zeleným studeným bodem a červeným rohem je pouze 3 °C

 

 

RM Italy SPS-1050S

Dalším adeptem je italský zdroj od RM Italy. Tento zdroj osobně vlastním a pohání prakticky většinu hamshacku.
Vnitřní deska zdroje je konstruktérsky rozdělena na tři části. První levá třetina obsahuje pouze a jenom síťový filtr. Středí třetina pak samotný zdroj a pravá třetina výstupní filtr.
Klasické velké diskrétní součástky ve filtrech, za které by se nemusel stydět lecjaký 100A zdroj. Veškeré součástky jsou THT a celkově je zdroj koncepce roku 1986. Tedy bez problémů opravitelný.

Zdroj se prodává za cenu okolo 6500,- ale jako těžký pracant do hamshacku rozhodně stojí za to. Výhodou i nevýhodou zároveň je standardní "počítačový" ventilátor. Ten není nijak extrémně tichý, ale dá se prohodit za cokoli značkového libovolně tichého. Fuknkční je taktéž regulace otáček dle teploty. Snad jenom škoda, že při relativně malém odběru nestojí uplně. V rámci příjmu rozhodně není co chladit.

Výsledky z hlediska EMC na primární straně AC napájecí sítě celkem solidní. Na DC straně už tak tak. Technicky vzato byl zdroj velice na hraně a výrobce se mohl trochu více snažit. Prakticky stejné hodnoty některých peaků pro PK i AVG detektor naznačují, že bude rušení tvrdě sinusového průběhu. 

 

Elektrické parametry zdroje

Ripple při 40W je 40mV. Při 300W pak 180mV. 

Učinost zdroje byla doměřena cca 68% a jeho účinník prakticky stejně jako u ostatních. Tedy 0,46. Vzhledem k jednoduchosti vnitřního zapojení předpokládané hodnoty.
Sluší se poznamenat, že vzhledem k podstatně větší primární filtraci a absenci trošku inteligentnějšího softstartu generuje zdroj poněkud větší náběhový proud, než ostatní "malé" 20A zdroje. 
Zejména na super slabém jističi by to mohl, ale také nemusel být problém.. Jinak tento zdroj stále považuju za těžkého pracovního koně adekvátního svojí ceně. Zdroj má přímou zpětnou vazbu a je předpoklad, že by při těžkém provozu s běhající VFkou nedošlo ani k jeho poškození, ale pouze reakci a snížení / výpadkům jeho napětí. Současně má transformátorové vícestupňové buzení a vše je tak DC izolované. Je tedy ještě menší šance, že by mohlo dojít k "explozi" výkonových prvků vlivem DC provozu.

 

 

 EMC - GENEROVANÉ RUŠENÍ

RM ITALY SPS1050S 40W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě 

 

RM ITALY SPS1050S 300W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě

 RM ITALY SPS1050S 40W zátěž. Rušení do DC napájecí sítě 

RM ITALY SPS1050S 300W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě 

TEPLOTNÍ PODMÍNKY

RM Italy PS1050S Teplotní podmínky. Výsledek je zatím bezkonkurenčně nejlepší. Zdroj je při 300W výstupního výkonu vlažný až chladný.
Vnitřní součástková základna je natolik robustní, že ani při trvalém zatížení 300W / 100W transciever cihla klíč / se jeho teplota nezvyšuje oproti provozu naprázdno či při příjmu.

 

 

 

 Rigexpert ShackMaster Power 600

 

Dalo by se říct, že aktuálně nejdražší zdroj pro běžné smrtelníky.
40A v rozsahu 80- 265V. Celkem široký rozsah frekvence Tedy prakticky jediný fullrange zdroj v této kategorii vhodný pro expediční provoz.
Ukrajinský výrobce rozhodně nemá lehké podmínky a toto je právě zdroj do těch nejtěžších podmínek. Přitom je až extrémně lehký a malý.
Vychytávky jako grafický dotykový displej, hodiny, měření všeho možnéh. USB-S s Power Delivery. To všechno s USB interface do počítače a možností kreslení grafů všech hodnot včetně USB a podobně.

Dalo by se říct, že inteligentnější zdroj neexistuje. Dražší patrně také ne. Zdroj vychází aktuálně na 12 tisíc což rozhodně není málo.
Nabízí však něco, co nikdo jiný. Není to vždy jenom o kupeckých počtech kolik korun za watt.

 

Elektrické parametry zdroje

Ripple je 14mV pro 40W a 26mV pro 300W což je excelentní hodnota.

Co se týká účinnosti, tak tak je ze všech testovaných zdrojů suverénně nejlepší - 91%!
JEDINÝ z testovaných zdrojů má aktivní PFC, tedy přesně ten případ, který jsem popisoval v minulých článcích seriálu. Může si dovolit velmi široký rozsah napájecího napětí bez nebezpečných stavů a kompromisních převodních poměrů transformátoru. Klasický zdroj 110/230V má toto přepáníní rozsahu řešeno napočítáním převodního poměru na 120V a násobičem s kondenzátory, nebo naopak úpravou převodního poměru na 120V a změnou PWM dolů a ještě víc dolů.
V tomto případě "předřadný" zdroj na principu DC měniče vyrábí stabilních DC320V a hlavní zdroj může být napočítán na stabilní parametry bez kompromisů. Očividně se to zde povedlo. 

Tento zdroj měl natolik "agresivní" PFC, že jsem nemohl použít interní měření PFC v laboratorním AC zdroji, ale musel jsem se přesunout o několik kilometrů dále k dospělému Harmonic Power Analyzéru.
Na fotce displeje pak vidíte, že bse pohybovalo kolem 0,97. Horní dvě hodnoty pak ukazují nimálím rozdíl mezi oběma příkony.

 

 Pohled do útrob sínusovky a společného chodu napětí i proudu. Ta je zježená agresivním PFC, ale i tak je to OK. Harmonické vyšly.

A projistotu také harmonické. Červené zarážky jsou limity, první zleva je fundamentální proud - logicky limitu nemá.

 EMC - GENEROVANÉ RUŠENÍ

RigExpert Shackmaster Power 600 40W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě 

Skoro to vyšlo.. bohužel jenom skoro. Peak na začátku sice překračuje limitu, ale pokud by byl deklarován jako "průmyslový" tak se do vyšší limity stále vleze. Poněkud znepokojivý je fakt, že dva harmonické peaky, které vidíme okolo 350kHz a 700kHz mají svého mladšího brášku někde vlevo před grafem, který bude hooodně vyšší. Sic se v rámci limit domácnost měří od 150kHz, tak u jiných může být začátek na 9kHz / např vojenské a další normy /.

Měřák řval jak pominutý, že se mu to nelíbí a bylo nutné zapnout interní attenátor. To je v datech z měřícího přístroje automaticky zohledněno.  To je přesně ten případ, který jsem popisoval v minulém článku. Naštěstí má samostatnou ochranu vazební síť a druhou ochranu používám externě přes vstupem do měřáku. Většinou se podaří ji odpráskout jednou za dva roky. Sisce obětuje svých 20 tisíc, ale zachrání vyšší stovky tisíc.
Není to špatnou obsluhou, ale tím, že se zaobývám právě měřením a řešením "průserových zařízení"...

 

RigExpert Shackmaster Power 600 300W zátěž. Rušení do AC napájecí sítě
To bylo opravdu těsné, bohužel to zase nevyšlo. Limita pro AVG je opravdu neúprosná.

 

 RigExpert Shackmaster Power 600 40W zátěž. Rušení do DC napájecí sítě 

 

  RigExpert Shackmaster Power 600 300W zátěž. Rušení do DC napájecí sítě 

 

TEPLOTNÍ PODMÍNKY

Zde rozpoutám peklo. Ono není skoro co měřit. Na to, že je zdroj krabička 17x17x6cm prostě negeneruje teplo. První měření při 40W i při 23A PO 10 MINUTÁCH "CIHLA KLÍČ" tedy na simulované 300W zátěži v podstatě nic zajmavého neukázala. Zdroje je v podstatě chladný a ze zadního ventilátoru jde chladný vzduch o teplotě okolí. Ventilátory se točí tak, že prakticky nejdou slyšet. Zcela nestandardně jsem tedy prodloužil původní 10min stabilizační test na HODINU. Stále při 300W výkonu. Co se stalo ? Nic. Vůbec nic.

 RigExpert Shackmaster Power 600 300W zátěž. Teplotní podmínky po 12 minutách a 300W zátěži.

 

 RigExpert Shackmaster Power 600 300W zátěž. Teplotní podmínky po 60 minutách a 300W zátěži. Teplota vylezla z 26,2 na konci desetiminutého testu na 29,7.
Ventilátory stále prakticky není slyšet a teplota na výstupu je 29 stupňů.

 

 

ZÁVĚREČNÉ HODNOCENÍ

A jsme ve finále. Obrázek o každím jednotlivém zdroji si udělá každý sám. Některé kusy tvářící se jako etalon překvapily svými problémy. Jiné zase přesně naopak. 
Záměrně nebudu dávat exaktní hodnocení toho, který byl "nejlepší". Každý amatér mí jinak hlubokou kapsu a tím pádem jiný rozsah možností. Přesto musím poukázat na poslední testovaný od RigExpertu. 
Zatím pravděpodobně žádný výrobce neukázal tolik úsilí pro vyšperkování tak "obyčejného" zařízení, jako je napájecí zdroj. Většina výrobců se soustředí na to, jak na svůj zdroj přidat co nejvíce barevných LED diod, autozásuvek a různých dalších levných cingrlátek, které uchvátí zákazníka. V tomto případě šel výrobce očividně opačnou cestou ve snaze co nejvíce vylepšit jeho základní funkci - napájecí zdroj.
Všechny funkce pak byly podřízeny tomu, jak takový zdroj učinit co nejuniverzálnějším právě v "bojových" venkovních podmínkách. Je smutné, že k tomu byli pravděpodobně donuceni aktuální válkou, ve které v těchto bojových podmínkách denodenně žijíí.

 

 

UPOZORNĚNÍ

Všchno co jsem zde v těchto článcích napsal vyjadřuje čistě moje osobní názory a je psáno ve snaze o co "nejpopulárnější" vysvětlení běžné amatérské veřejnosti.
Některé informace proto mohou být pro odbornou obec poněkud něpřesné a zjednodušující. EMC témata nejsou jednoduché a většinou plné velmi suché teorie svázané oddkazy na stovky norem, které odkazují na další stovky.

 

Pokud budete mít jakékoli dotazy, upřesnění, námitky, piště volejte, posílejte holuba. Čánky rád doplním či vysvětlím. V rámci své praxe pak mohu doměřit relativně jakékoli rozumně přemístitelné zařízení.

 

 

 

Základní údaje

Zobrazení: 1244

V minulém článku jsme si něco řekli o tom, jak fungují lineární a spínané zdroje obecně a jaké skýtají obtíže v rámci naší amatérské praxe. Dneska se přesuneme o kousek dál k reálným měřením.

Na začátek si neodpustím trochuté nudné a ještě nudnější teorie z oblasti EMC. A bude dlouhá...

K tomu, abychom mohli uvést jakékoli elektronické zařízení na trh potřebujeme v dnešní době deklarovat, že plníme předepsané normy. Ty jsou citací v jiných nařízeních automaticky závazné a nikdo se z nich nevykroutí.
Nebudu zde popisovat systémy vydávání prohlášení o shodě ale suše konstatuji, že by takovéto měření měl mít provedeno jakýkoli výrobek a výrobce pak prohlašovat na základě skutečných měření.
EU totiž funguje na tom principu, že si posuzování shody může legálně provést i samotný výrobce. Tyto zkoušky pak stojí nemalé peníze - zkouška EMC vychází na cca 60 tisíc a zkouška LVD cca 130. 

Elektromagnetická kompatibilita je velmi obecně definována jako schopnost zařízení negenerovat žádné rušení na okolní zařízení a zároveň schopnost v takovémto případném rušení spolehlivě pracovat.

Pro účely tohoto článku nás tedy bude zajímat pouze jedna část, a to emise. Tedy generování rušení samotným zařízením. Zde se zase budeme věnovat jedné části z mnoha, a tou sou vedené emise na napájecích linkách ať už vstupních či výstupních. Tedy ta část, která zejména krátkovlnné amatéry nejvíce trápí.

Posuneme se tedy trošku blíže té teoretické stránce. Abychom mohli posuzovat, jaké měření máme vůbec provádět, musíme zařízení zatřídit do určené normy. Toto zatřídění je na zodpovědnosti výrobce. EMC direktivy EU konstatují, že má být zařízení testováno na konkrétní záležitosti. Většinou však není definováno jakou konkrétní výrobkovou normu použít.

Zde si dovolím malu vsuvku - často je uváděno, že radioamatérské zařízení nemusí plnit vlastně vůbec nic a za jeho parametry je zodpovědný sám operátor. To na teoretické bázi platí.
Technicky však vzato jakékoli provozované zařízení musí splňovat dané normy a je úplně jedno, jestli si jej vyrobil sám, nebo je komerčně prodávané. Většinou je klid do doby, než se řeší nějaké rušení a problémy. 
Pak nastane veselo... Komerčně dostupná radioamatérská zařízení pak mají vlastní normy, které nestanovují jenom "radioamatérské" podmínky na parazitní vyzařování a podobně, ale i prakticky shodné požadavky pro EMC jako na kterékoli jiné zařízení daného typu. Konkrétně radioamatérskými zařízeními se zavbývá cca 10 norem.

Vzhledem k tomu, že budeme posuzovat napájecí zdroje máme na první pohled na váběr z několika norem. Při rozhodování pak musíme vyřešit hned několik dilemat:

1. Do jakého prostředí bude dané zařízení určeno ?

EMC normy rozlišují minimálně dvě prostředí a to A a B. Zařízení třídy A je povětšinou bráno jako zařízení pro průmyslové určení a zařízení třídy B pak jako "domácí". Detaily neť si každý nastuduje.
Rozdíl mezi těmito třídami je pak celkem zásadní. Zařízení pro průmysl má jiné limity pro rušení - velmi zjeddnodušeně řečeno mívá prakticky 10dB k dobru. To znamená, že může rušit až 10x takovým výkonem, než zařízení třídy "obývák". Zároveň pak mívá dvojnásobné úrovně, kterými zařízení dráždíme a snažíme se ho rozhodit při zkouškách odolnosti.
U "obýváku" třídy B je to zase naopak. Může rušit v nejhorším případě "10x méně" než to průmyslové, ale má poloviční úrovně, kterými se zařízení snažíme rozhodit.
Poučka o těchto dvou limitách je pouze obecná a každá norma stanovuje svoje limity, metody měření a postupy. V praxi to tak ale dost často funguje.

2. Existuje pro zařízení specifická norma ? 

Část běžně používaných zařízení má svoje specifické normy, do které jej zatřídíme. Ta většinou přesně reflektuje jeho specifické chování a požadavky. Pakliže neexistuje výrobkově specifická norma, můžeme jej zatřídit pod kmenové normy. Ty řeší prakticky to stejné, ale mnohdy s jinými / obecnějšími požadavky na limity, kontroly atd. Jednoduše je to poslední místo, pokud se naše specifické zařízení pod nic nevleze. Proto musí být psána co nejobecněji pro všechno, co propadne sítem až sem. A ne, neplatí, že neexistence výrobkové normy znamená, že nic měřit nemusíme :-)

3. Můžeme jej zatřídit pod více norem ? 

Zde je situace poněkud horší. Pakliže budeme mít jako příklad náš spínaný zdroj, máme skoro vyhráno. Zdroji se zaobývají normy dost často a konkrétně. Pokud bychom ale řešili obecně "krabičku k transcievru" máme hned několik možností. Pak je na zodpovědnosti výrobce, aby jezatřídil dle svého uvážení. Hlavně nesmíme dopadnout jako některý z minulých článků, kde výrobce zařízení pro bezdrátový přenos energie určené na domácí počítačový stůl zatřídil do mormy pro indukční pece a tavbu železa, protože se nedokázal vlézt pod žádnou normální limitu. Tudy opravdu ne.

Velmi hrubě máme pro námi vybrané vedené emise několik norem. Většinou jsou krom amerických států aplikované stejně. Pouze se vytváří národní překlady a podobně, ale princip a obsah je stejný.

 

CISPR 11 / EN55011 Zařízení ISM: průmyslové, vědecké a medicínské zařízení.

CIRPS 14 / EN55014 Zařízení pro domácnost

CISPR 32 / EN55032 Multimediální zařízení

IEC /  EN61000-6-3 Kmenová norma pro prostředí obytné, obchodní a lehkého průmyslu. 

 

A pozor:

ČSN ETS 300 684 Rádiové zařízení a systémy - elektromagnetická kompatibilita obchodně dostupných radioamatérskách zařízení. Těchto norem je povíc. Nicméně opravdu existují.
Pod tuto normu však nebudeme tlačit náš zdroj. Te to norma převážně pro rádiové zařízení typu transcievery, zesilovače a podobný herberk.

 

A pak tu máme specificknou normu, na kterou nejlépe napasujeme náš zdroj:

ČSN EN IEC 61204-3 Napájecí zařízení nízkého napětí se spínacím režimem.

Nebudeme jej tedy tlačit pod nic obecného, ani kmenového. Zvolíme výrobkově specifickou normu.

 

Co nám říká norma 61204-3 ? Samé pěkné věci.

Norma obsahuje odkazy na dalších 100 norem a požadavků. Specifikuje nám naprosto přesně co jak a proč budeme měřít. Co si k tomu máme zajistit. Jak to nastavit, zkalibrovat a dokonce jak to poskládat "na stole"

My si pro účely našeho měření vybereme jenom velmi malou část týkající se vyzařování do vstupních a výstupních napájecích linek. Ty amatéry tíží nejvíc.

 

Můžeme si všimnout, že nastavení limit je pro DC stranu benevolentnější a dovoluje nám jít prakticky na úroveň průmyslových A třÍd a co nejhůř, pro opravdu průmyslové zdroje není žádná limita.
Pokud budeme mít zařízení pro domácnost či průmysl homologováno jako hotový výrobek, který by takový zdroj obsahoval, tak by bylo měřeno jako komplet a musí se vlézt do limit pro daný kompletí výrobek. 

Horší situace nastane, pokud zařízení nebude deklarováno jako výrobek, ale jako rozvaděč dle norem typicky EN61439. Tyto normy umožňují použít komponenty s "vlastními papíry" a dále nic netestovat. Není to sice až tak jednoduché, jak tvrdím, nicméně výroba takových rozvaděčů kdy se nakoupí bedna všemožných komponent a za půl hodiny už visí u zákazníka je realitou. Ale zase nějaká nechtěná vstuvka...

S měřením rušení na DC straně je obecně poněkud problém. Normy s ním donedávna moc nepočítaly, v některých normách vůbec není, v jiných yto měření zmizely.
Dalo by se říct, že u AC rušení je předpoklad, že se šíří po napájecí rozvodné síti a já sám mám zkušenosti. že obyčejný malý zdroj dokáže prostřednictvím venkovního vedení po městě vytvořit rušení několik kilometrů daleko přičemž venkovní vedení funguje jako anténa.

V případě DC pak panuje myšlenka, že se jedná o kabely k místní DC síti, tedy typicky pár metrů kabelu pokud vůbec ke spotřebiči a že se tyto frekvence dál z tohoto kusu drátu nijak valně nešíří. To však není až tak pravda. Obzvláštěl, když kabel z tohoto zdroje vede do transcieveru na stole. Ten sice může mít vlastní filtraci... ale... Mimochodem všimnul jste si, že u IC7300 dostanete v balení velký krabicový filtr na DC napájecí kabel ?

V rámci samotného měření pak máme dány limity jako Kvazivrcholové = QuasiPeak = Qp a průměrné.  Ani jednu z nich nesmíme překročit. Podíváme se tedy, co to vůbec znamená.

Histroricky vycházelo měření emisí z toho, jak bylo ovlivněno rozhlasové vysílání. Tedy jak moc rušivý vjem nám bylo schopné zařízení vytvářet. Doba se posunula, pásmo 150kHz - 30MHz, které se měří při vyzařovaných emisích DO VEDENÍ už není pásmem běžného rozhlasového posluchače. 89% amatérů by bez něj nepřežilo. A těch pár "anti KV" jedinců scházejíce se v temných diskuzních zákoutích okolo svého paranoidního guru  jsme od čtení mých keců ušetřili :-) Toto v žádném případě neberte jako útok na VKV+ komunitu, ale drobé rýpnutí do jedné postavičky VKV ONLY světa. Zájemci si jistě dohledají například zde. Conducted emissions většinou končí na 30MHz a to je naštěstí mimo rozsah jejich kontaktních čoček laděných od 144MHz nahoru.  Normy stále berou KV pásmo 150kHz až 30MHz jako základní pásmo schopné se šířit na poměrně velké vzdálenosti do AC napájecích vedení rozvodné sítě. Měření emisí pak samozřejmě pokračuje od 30,MHz až do cca 6GHz měřením speciálními anténami, jakožto rušení šířícím se přímo ze zařízení "krytem" Neměří se přímo na konkrétních vodičích a rozhraních, ale v bezodrazových komorách o délkách typicky 3m a 10m. Ty mají svoje velmi složité podmínky, kalibrace, homogenity atd. Není to jenom plechová piksla :-)  Nicméně toto není předmětem této sady článků. Jenom aby bylo jasno, že 30MHz to opravdu nekončí.

Abychom byli schopni měřit a rozlišovat jednotlivé druhy rušení, musíme mít příslušné detektory. Měření pak probíhá primárně měrným přijímačem, ne spektrálním analyzérem. SA není vyloučen, ale má své specifika.

Začínáme špičkovým detektorem - PK. Ten relativně rychle proběhne celé pásmo a "bere vše" Pro finální posouzení se však nepoužívá.

Pokračujeme průměrovým detektorem AVG. Pro ten už máme nastavenu limitu a přes tu jak se říká nejede vlak.

Nakonec zde máme nejzajmavější, tzv Quasipeak detektor. Jedná se o psychoakustický detektor, který měří delší dobu a rozlišuje jak sílu tak četnost námi generovaného rušení.Je to takzvaně nasírací detektor.
Představte si, že sedíte u krátkovlnného rádia a něco vám sem tam zaprská. Aktuálně jste špiškový detektor a až tak vám to nevadí. Postě to zaprská. Jenomže pak se četnost a frekvence zvýší a v jednu konkrétní dobu se od rádia zvednete a namísto poslechu jdete buď do ledničky pro pivo, nebo bouchat sousedovi na zeď, protože zrovna teď spustil fén bez filtru, aby vám pokazil zábavu. A právě teď jste dosáhli meze pro quasipeak detektor.
Že si tuto scénu odněkud pamatujete ? Bartáčkovi vám to vysvětlí. Zítra to totiž roztočíme...

Samotné sbírání "vzorků" pro takový QP detektor by trvalo několik / +-6/ hodin. To není reálné. Tudíž se potupuje tak, že se změří avg detektorem, ten se musí vlézt pod limitu pro avg.
Změříme PK detektorem. Ten limitu sice přímo nemá, ale bude nás zajmat limita pro QP. Poté si limity zdánlivě posuneme o margin 10dB dolů a všechno, co tyto linie překročí změříme na QP.
Měření AVG a PK probíhá u většiny měřících přístrojů zároveň a pak se pouze doměřují dané kritické špičky na QP detektor.

Ten na každé takové špičce "sekundu postojí" a doměří konkrétní frevence QP detektorem "nasranosti". Ten už pak má jasně dánu svoji limitu.

 

  Co nám říká norma "na spínané zdroje" ? Úplně vše.

 

 

Teď už víme jaké detektory použijeme, pod jaké limity se musíme vlézt a pokračujeme dál. Zajímat nás bude především:

CISPR 16-1-1, která nám řekně jaké vybavení potřebujeme.

CISPR 16-1-2, která nám definuje vazební stě - to jest zařízení, kterým budeme předmětné rušení z daného zařízení odebírat.

CISPR 16-2-1, která nám řekne, jak to máme měřit.

CISPR 16-2-1, která nám řekne, jak to máme celé poskládat pro měření.

 

Pro naše účely je podstatné, že potřebujeme rušení nějak odbočit ze zařízení do našeho měřícího zařízení. K tomu slouží vazební síť. Odborně nazývaná Line Impedance Stabilising Network. Ty mají několik typů:

 

Vazební síť má několik úkolů:

1. Oddělit rušení z napájecí rozvodné sítě. Potřebujete měřit pouze to, co generuje vaše zařízení, ne to co leze "z venku". 

2. Stabilizovat, potažmo vytvořit definovanou impedanci "místní" napájecí sítě připojejné k rušícímu zařízení. Jakékoli měřené zeřízení musí vidět ze strany vazební sítě pořád stejnou /definovanou v normě/impedanci,
aby bylo možné exaktně měřit a porovnávat. Normově bývají naprosto jasně definovány taky délky kabelu, jeho uložení, atd...

3. Simulovat potřebné délky připojených kabelů. Velmi zhruba vzato se pro AC napájení používají sítě s "nominálem" 50uH jakožto simulace 50m vedení a pro DC a automotive sítě 5uH, jakožto simulace 5m kabelů.
Tot vše je pak ještě upřesňováno a rozebíráno dále. Našem eření bude provedeno s jednou AC vazební sítí 50uH pro AC napájecí linku daného zdroje a dvojicí 5uH vazebních sítí pro měření na výstupu zdroje.
Okolo měření na DC sítích a volbě správných vazebních sítí existuje spousta dohadů. Já jsem záměrně použil 5uH sítě, jelikož máme naše DC vedení mezi transcieverem a zdrojem velmi krátké. 5uH sítě se taktéž ve velkém používají v rámci měření automotive rušení na DC sítích. Normy zabývající se měřením na 5uH vazebních sítích pak umožňují více zmožných zapojení. To je dáno zejména automotive průmyslem a tím, že je někdy využíván jako zpětný vodič rám vozidla a nesedí pak teoretická definovaná impedance mezi dvěma vodiči, kdř tam ten druhý není. V rámci našeho měření tedy použijeme složitější zapojení vyžadující dvě lisny, které nejlépe simuluje relativně krátký dvojvodičový kabel k transcieveru.

4. Vyvést na definované impedanci rušení z měřeného zařízení do měrného přijímače.

5. Volitělně ochránit měrný přijímač či spektrální analyzér. LISNy v sobě často integrují předepsaný 10dB attenuátor a omezovač špiček. Zejména frekvenční měniče a jiné dokáži produkovat tak silné rušení na velmi nízkých frekvencích i pod měřeným pásmem, že není problém zlikvidovat během vteřiny frontend na měrném příjímači či SA v hodnotě milionů korun a ničeho si nevšimnout. Krom toho, že v tom momentě přístroj ohluchne a měří v lepším případě vlastní šumové pozadí. Typický měrný přijímač od Rohde do 12GHz stojí +10M korun samotný. Proto velmi opatrně na to, co k vašemu přístroji budete připojovat. Narozdíl od osciloskopu si nenechá nic líbit.

Vazební sítě jsou velmi dokonale popsány v několika normách. Mají velmi přísné limity impedancí pro každé bloky frekvencí, fázových úhlů, signálového oddělení a podobně. Rozhodně se nejedná o "sondu k osciloskopu". Oblíbená je například ENV 216. Její cena je cca 150 tisíc korun včetně kalibrace. Ta se dělá periodicky, ostatně jako cokoli včetně kusu koaxiálního kabelu či antény a stojí více, než nový transciever. Některé EMC vybavení není až tak technicky složité a nákladné, ale jeho kalibrace stojí velkou sumu peněz. Typicky měřící log-periodická anténa stojí 150 tisíc a její kalibrace 35. Veškeré vybavení a provoz laboratoří je velmi drahé a to nemluvím o nákladech na akreditace a další. Tudíž se cena za zkoušky pohybuje sice vysoko, ale adekvátně nákladům laboratoře.

 

 

 Už ted víme co měřit, jak to měřit, jak to poskládat, čím to měřit a proč to měřit.  To nám pro začátek stačí k tomu, abychom dali dohromady "normaovaný" setup a začali měřit.

Tento článek obsahuje velmi letmo pár laicky popsaných informací o tom, jak takové měření probíhá a k čemu je vůbec dobré. Doporučuji prostudovat zmíněné normy a ptát se. 

 

Normy myslí na všechno, dokonce nám krom velmi technických podmínek a definicí předepisují to, jak si rozvehneme stůl

 

 

Pokračování v dalším díle...