PCBイミュニティの準測定基準の紹介

PCB メーカー、PCB 設計者、PCBA メーカーが PCB イミュニティの準測定基準について説明します。

このテストの目的は、物体、人、またはデバイスの近接または接触によって引き起こされる静電放電 (ESD) に対する耐性を検証することです。物体や人の内部には、15kv を超える電圧の静電気が蓄積することがあります。経験上、原因不明の故障や損傷の多くは、ESD が原因である可能性が高いことがわかっています。

ESD 活動は、ESD シミュレータを EUT の表面および近くに放電し、機器 (EUT) をテストすることによって得られます。放電の重大度レベルは、製造業者が作成した製品規格および EMC 試験計画で明確に定義されています。 EUT は、そのすべての動作モードで機能障害または障害をチェックします。合格/不合格の基準は、EMC テスト計画で定義され、製品の製造元によって決定されなければなりません。

PCB の耐過渡伝導性

この試験の目的は、誘導性負荷またはコンタクタによって生成される可能性がある、立ち上がり時間が速い一時的な短時間の衝撃に対する EUT の耐性を検証することです。テストパルスの立ち上がり時間の速さと反復性により、これらのスパイクが EUT の回路を容易に貫通し、EUT の動作に干渉する可能性があります。過渡現象は、電源と信号ライン全体の誘電率に直接影響します。

その他の PCB イミュニティ試験では、EUT は、一般的な操作の構成を使用して、合格/不合格の基準に従って監視されるものとします。

PCBの反電磁放射

このテストの目的は、無線機の PCB、無線トランシーバー、モバイル GSM/AMPS 電話、および産業用電磁源から生成されるさまざまな電磁場に対する製品の干渉防止機能を検証することです。システムがシールドされていない場合、電磁界放射がインターフェイスケーブルに結合し、伝導経路を通って回路に入る可能性があります。または、プリント回路の配線に直接結合することもできます。

RF電磁界の振幅が十分に大きい場合、誘導電圧と復調搬送波がデバイスの通常の動作に影響を与える可能性があります。

基板耐放射線試験の運用

通常、このテストランは最も長く、最も困難であり、非常に高価な機器とかなりの経験が必要です。他の PCB イミュニティテストと比較して、メーカーによって定義された成功/失敗基準と書面によるテスト計画をテストルームに送信する必要があります。 EUT を放射線場に送る場合、EUT は通常の動作と最も感度の高いモードに設定する必要があります。

EUT が、周波数が 80MHz から 1GHz の必要な周波数範囲を超える段階的干渉場にさらされる場合、試験室で通常の動作を確立する必要があります。一部の PCB 干渉防止規格は 27MHz から始まります。

PCB

重大度

この規格は通常、PCB イミュニティレベルとして 1V/m、3V/m、または 10V/m を必要とします。ただし、機器の仕様には、特定の「問題 (干渉) 周波数」に関する独自の要件がある場合があります。製造業者は、製品の PCB 放射抵抗レベルがどの程度適切であるかに関心があります。

統一サイト要件

IEC/EN61,000-4-3 は、新しい PCB イミュニティ規格 EN50,082-1:1997 で参照されています。 IEC/EN61000-4-3 では、テストサンプルに基づく統一されたテスト環境が必要です。試験環境は、フェライト吸収材を配置したタイルを配置したエコーフリールームで実現。フェライトタイルを使用して反射と共振をブロックし、室内に統一されたテストサイトを確立します。これにより、従来の裏打ちされていない部屋での反射と磁場勾配によって引き起こされる突然の頻繁な再現不可能なテストエラーが克服されます。（半無響室は、精度が要求される室内異常環境の放射放射測定にも最適な環境です）。

半無響室の場合、半無響室の壁と天井に RF 吸収体を配置する。機械的および RF 設計仕様は、部屋の屋根に配置された重いフェライトブリックに適している必要があります。誘電体の上にフェライトブリックを置き、部屋の上部に取り付けます。裏張りのない部屋では、金属表面の反射により共振と定在波が発生し、試験空間の強度に波の山と谷が生じます。典型的な裏打ちされていない部屋の磁場勾配は 20 ～ 40 dB に達する可能性があり、これは非常に低い磁場でのテストサンプルの突然の故障につながります。部屋の共振により、テストの再現性が低くなり、「過剰なテスト」が発生する可能性が高くなります。 (これは製品の過剰設計につながる可能性があります) 現場で同じ要件を持つ新しい PCB 干渉防止規格 IEC1000-4-3 は、これらの重大な欠陥を補います。

テストサイトのハードウェアおよびソフトウェア要件を生成する

高出力ブロードバンド RF 増幅器は、26MHz 以上から 2GHz までの周波数範囲でブロードバンド送信アンテナを駆動するために使用されます。このアンテナは、テスト対象の機器から 3 m 離れています。ソフトウェアの制御下で、完全に自動化されたテストとキャリブレーションは最高の動作を実現し、テストの柔軟性を高め、スキャン速度、周波数休止時間、変調、電界強度などのすべての主要パラメータを完全に制御できます。ソフトウェアフックにより、EUT のモニタリングと機能的刺激の同期が可能になります。実際の試験では、EMC 試験ソフトウェアと EUT パラメータのリアルタイムな変更を実現するために、対話機能が必要です。このユーザーアクセス機能により、すべてのデータを迅速に記録して、EUT の EMC 性能を効果的に評価および配布できます。

ピラミッドアブソーバー従来のピラミッド (コーン) アブソーバーは効果的ですが、ピラミッドのサイズが大きいため、室内の狭いスペースをテストすることはできません。 80MHz の低い周波数では、ピラミッド吸収体の長さは 100cm にする必要があります。 26MHz の低い周波数を動作させるには、ピラミッド吸収体の長さが 2m を超える必要があります。ピラミッドアブソーバーにも欠点があり、壊れやすく、衝突により破壊されやすく、可燃性です。これらの吸収体を部屋の床に使用することも実用的ではありません。ピラミッドアブソーバーの熱により、電界強度が 200V/m を超えると、それが一定期間以上続くと、火災の危険性が高くなります。

フェライトタイルアブソーバー

フェライトタイルはスペース効率に優れていますが、部屋の屋根、壁、ドアにかなりの重量が加わるため、部屋の機械的構造が非常に重要になります。低い周波数では効果的に機能しますが、周波数が 1GHz を超えると、その作業は比較的非効率になります。フェライトタイルは非常に高密度 (100mm × 100mm × 厚さ 6mm) で、火災の危険なしに 1000V/m を超える電界強度に耐えることができます。

PCB耐放射線試験の難しさ

EUT を操作するために使用される補助機器は、自身の性能を監視するための刺激信号を提供するため、敏感なフィールドへの干渉防止 PCB でなければなりません。これは、特に補助機器が比較的複雑で、EUT に接続された多くのケーブルとインターフェースが必要であり、穴が開いてシールドされた試験室を通過する必要がある場合は特に、多くの問題を引き起こします。テストルームを通過するすべてのケーブルは、テストルームのシールド性能を低下させないように、シールドするか、テストフィールドでケーブルをシールドするようにフィルター処理する必要があります。テストルームのシールド性能が損なわれると、テストフィールドが周囲の環境に意図せず漏洩し、スペクトルのユーザーに干渉を引き起こす可能性があります。大量のデータがある場合や高速データリンクが使用されている場合など、データまたは信号ラインに RF フィルタを使用することは、常に実現可能とは限りません。 PCB メーカー、PCB 設計者、および PCBA メーカーは、PCB イミュニティの準測定基準を導入します。