نظام اختبار التداخل الكهرومغناطيسي الموصل والمشع القائم على الانبعاث الموصل والانبعاث المشع

المقدمة

مع التحسين المستمر لمستوى التكامل وتردد التشغيل للمنتجات الكهربائية والإلكترونية، أصبح التداخل الكهرومغناطيسي الناتج أثناء تشغيل المعدات أكثر وضوحًا. وينقسم التداخل الكهرومغناطيسي بشكل رئيسي إلى انبعاثات موصلة وانبعاثات مشعة. تنقل الانبعاثات الموصلة إشارات التداخل عبر الموصلات مثل خطوط الطاقة وخطوط الإشارة، مما قد يلوث شبكة الكهرباء العامة ويتداخل مع المعدات الدقيقة المتصلة بنفس الدائرة. أما الانبعاثات المشعة فتنتشر على شكل موجات كهرومغناطيسية في الفضاء، مما يؤثر على التشغيل الطبيعي للمعدات المحيطة مثل أجهزة البث والاتصالات والأجهزة. ووفقًا للمعايير المحلية، بما في ذلك GB 17743 وGB 6113.101، والمعايير الدولية مثل CISPR15، CISPR16-1، وهيئة الاتصالات الفيدرالية و EN55015يجب على جميع المنتجات الكهربائية والإضاءة والإلكترونية المدرجة إكمال تم إجراء اختبارات الانبعاثات والإشعاع. لضمان توافق حدود التداخل الكهرومغناطيسي مع المواصفات ذات الصلة.

تعاني معدات الاختبار المنفصلة التقليدية من عيوب مثل انخفاض التكامل، وتعقيد التشغيل، وضعف توافق البيانات. وقد أصبحت أنظمة اختبار التداخل الكهرومغناطيسي المتكاملة والآلية بالكامل الخيار السائد في الصناعة. وباعتبارها جهاز اختبار كهرومغناطيسي آلي ناضج، LISUN EMI-9KB صُمم هذا الجهاز خصيصًا لاختبار الانبعاثات الموصلة والإشعاعية. وهو يضم وحدات استقبال، وربط، وحماية، واكتساب إشارة، وغيرها، ويتوافق مع معايير التوافق الكهرومغناطيسي المحلية والدولية السائدة. ويُستخدم على نطاق واسع في اختبار أجهزة الإضاءة، والإلكترونيات الاستهلاكية، والمعدات الكهربائية الصناعية، وغيرها من المنتجات. تتناول هذه الورقة البحثية تحليل آلية عمل الجهاز، ومزايا تكوينه، وتأثيرات استخدامه في اختبار الانبعاثات الموصلة والإشعاعية.

EMI-9KBاختبار جهاز استقبال التداخل الكهرومغناطيسي

المبادئ الأساسية ومتطلبات اختبار الانبعاثات الموصلة والانبعاثات المشعة

الانبعاثات الموصلة (CE)
يشير الانبعاث الموصل إلى ظاهرة كهرومغناطيسية تتمثل في انتشار إشارات التداخل عالية التردد، الناتجة عن الدوائر الداخلية للمنتجات الكهربائية والإلكترونية، عبر موصلات مادية، بما في ذلك خطوط الطاقة وخطوط الإشارة وخطوط التأريض. وينقسم هذا التداخل إلى تداخل الوضع المشترك وتداخل الوضع التفاضلي، والذي يظهر بشكل رئيسي في نطاقات التردد المنخفضة. ينتشر هذا النوع من التداخل على طول شبكة الطاقة، مسببًا تشوه الإشارة وتعطل الأجهزة المتصلة بنفس دائرة التغذية. يتراوح نطاق تردد الاختبار التقليدي للانبعاث الموصل بين 9 كيلوهرتز و30 ميجاهرتز. المكون الأساسي للاختبار هو شبكة تثبيت مقاومة الخط (LISN)، التي تعزل الضوضاء الخلفية لشبكة الطاقة، وتحاكي مقاومة الشبكة القياسية، وتستخلص بدقة إشارات التداخل الموصل من الجهاز قيد الاختبار (EUT)، ثم ترسل الإشارات إلى مستقبل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) للكشف الكمي.

الانبعاث المشع (RE)
يعني الإشعاع المنبعث الطاقة المتولدة من الدوائر عالية السرعة وأجهزة التبديل داخل المعدات، والتي تشع إلى الفضاء الحر على شكل موجات كهرومغناطيسية دون الاعتماد على الموصلات، وهو ما يظهر بوضوح في نطاقات التردد المتوسطة والعالية. الإشعاع الذي يقل تردده عن 30 ميجاهرتز هو في الأساس مجال مغناطيسي، بينما يهيمن إشعاع المجال الكهربائي في نطاق 30 إلى 300 ميجاهرتز. ويتداخل هذا الإشعاع بشدة مع معدات الترددات الراديوية مثل أجهزة الاتصالات اللاسلكية وأجهزة الراديو والتلفزيون. تتطلب اختبارات الإشعاع المنبعث ملحقات مثل شبكات الربط/الفصل وهوائيات الاستقبال لجمع إشارات الموجات الكهرومغناطيسية المكانية في بيئة محمية، وذلك لتحديد ما إذا كانت شدة المجال المشع تفي بالحدود القياسية. بالنسبة لمعدات الإضاءة الكهربائية، فإن المعيار الحالي CISPR15:2018 ينص بوضوح على التبني CDNE-M316 شبكة اقتران/فصل لاختبار الانبعاثات المشعة في نطاق 30 ميجاهرتز ~ 300 ميجاهرتز، تحل محل شبكة CDN التقليدية وتحسن دقة الكشف.

معايير الاختبار الرئيسية
تخضع الاختبارات الحالية للانبعاثات الموصلة والانبعاثات المشعة لعدد من المعايير المحلية والدولية العالمية. وتشمل المعايير المحلية الرئيسية GB 17743 و GB 6113.101، والتي تتوافق مع المعايير الدولية CISPR15 و CISPR16-1يجب أن تتوافق منتجات التصدير مع المعايير الأوروبية والأمريكية، بما في ذلك معايير لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC). EN55015 و EN55022تحدد المعايير المختلفة لوائح واضحة بشأن نطاق التردد والقيم الحدية وطرق اختبار الانبعاثات الموصلة والانبعاثات المشعة، والتي تشكل الأساس الجوهري للبحث والتطوير ومعايرة أنظمة اختبار التوافق الكهرومغناطيسي.

التصميم المعماري العام لـ LISUN EMI-9KB نظام اختبار التداخل المشع والموجز بواسطة EMI

LISUN EMI-9KB هو نظام اختبار متكامل مؤتمت بالكامل، مُخصص لاختبار الانبعاثات الموصلة والمشعة. يتميز الجهاز بهيكل مغلق بالكامل مصنوع من مادة عالية التوصيلية، مما يوفر أداءً ممتازًا في الحماية. يمنع هذا النظام تأثير التداخل الكهرومغناطيسي الخاص بالجهاز على نتائج الاختبار على مستوى المكونات، ويضمن دقة بيانات الانبعاثات الموصلة والمشعة.

تكوين أجهزة النظام
استهداف متطلبات اختبار مختلفة للانبعاثات الموصلة والانبعاثات المشعة، EMI-9KB وهو مزود بمجموعة كاملة من وحدات الأجهزة المخصصة. المضيف الأساسي هو EMI-9KB جهاز استقبال EMI، متوافق مع LISN، CDNE-M316 شبكة اقتران/فصل، ومحول عزل، ومخفف، وكابلات محورية مخصصة. ومن بينها، يتم استخدام LISN لاكتساب إشارة الانبعاث الموصل؛ CDNE-M316 تُستخدم شبكة الربط/الفصل خصيصًا لاختبار الانبعاثات المشعة لمعدات الإضاءة الكهربائية ضمن نطاق ترددي يتراوح بين 30 و300 ميجاهرتز، وفقًا للمعايير الجديدة. تعمل محولات العزل والمخففات على تثبيت الجهد وضبط سعة الإشارات، بينما تضمن الكابلات المحورية نقل الإشارة بأقل فقد. يدعم هذا التكوين المتكامل اختبار الانبعاثات الموصلة والمشعة دون الحاجة إلى استبدال المعدات بشكل متكرر.

يمكن توسيع النظام باستخدام أجهزة مساعدة طرفية: LSP-500VARC يوفر مصدر الطاقة ذو الموجة الجيبية النقية القابل للبرمجة الطاقة للجهاز قيد الاختبار؛ SDR-2000B توفر غرفة الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي بيئة اختبار قياسية؛ VVLA-30M هوائي حلقي يُكمل اختبار الانبعاثات المشعة منخفضة التردد في نطاق 9 كيلو هرتز ~ 30 ميجا هرتز؛ AB-CLP مشبك امتصاص و VOL-CP يُوسّع مسبار التيار بترددات الراديو نطاق الاختبار ليشمل اختبارات الانبعاثات الموصلة الخاصة بالأدوات الكهربائية واختبارات جهد التداخل بين الأجهزة. يتميز النظام بتوافقية عالية.

بيئة البرمجيات والتشغيل
يُجهز النظام ببرنامج تشغيل ثنائي اللغة (الصينية والإنجليزية)، متوافق مع أنظمة التشغيل ويندوز 7، وويندوز 8، وويندوز 10، وويندوز 11، مما يجعله مناسبًا لبيئات الحوسبة العامة في المختبرات المحلية وورش اختبار الشركات. يدعم البرنامج المسح التلقائي للترددات، وجمع البيانات، وتحليل النتائج، ويُصدر تقارير اختبار بتنسيقات قياسية دولية مقبولة مباشرةً لدى مختلف جهات الاعتماد. يُحسّن هذا النظام بشكل كبير من كفاءة الاختبار وتوحيد تقارير الانبعاثات الموصلة والمشعة.

المعايير الفنية الأساسية وتحليل الأداء لـ EMI-9KB

المعايير الفنية ل EMI-9KB تُحدد هذه التقنية بشكل مباشر نطاق الكشف ودقة واستقرار الانبعاثات الموصلة والانبعاثات المشعة. يلخص الجدول أدناه المعايير الأساسية للنظام ويحلل مدى ملاءمة هذه المعايير لمتطلبات الاختبار.

كما هو موضح في الجدول أعلاه، فإن نطاق التردد والدقة وأنماط الكاشف والمعلمات الأساسية الأخرى لـ EMI-9KB يفي تماماً بمتطلبات GB 17743 و CISPR15، EN55015 وغيرها من المعايير الخاصة بالانبعاثات الموصلة والمشعة. يصل هامش الخطأ في الاختبار إلى ±2 ديسيبل، وهو ما يتوافق مع معيار الدقة لأجهزة الاختبار التجارية، لذا يمكن استخدام النظام في البحث والتطوير والاختبار الذاتي، ومراقبة جودة المصنع، والحصول على شهادات اعتماد من جهات خارجية معتمدة. بالمقارنة مع EMI-9KA (9 كيلوهرتز ~ 30 ميجاهرتز)، EMI-9KB يوسع نطاق تردد الانبعاث المشع إلى 30 ميجاهرتز ~ 300 ميجاهرتز. مقارنةً بالنموذج عالي التردد EMI-9KC (9 كيلو هرتز ~ 1 جيجا هرتز)، يركز هذا النظام على سيناريوهات التردد المتوسط ​​والمنخفض السائدة مع أداء تكلفة أعلى، وهو النموذج المفضل لمصنعي الإضاءة والأجهزة المنزلية.

عملية التطبيق وسيناريوهات النظام في اختبار الانبعاثات الموصلة والانبعاثات المشعة

عملية الاختبار القياسية
• إعداد بيئة الاختبار: ضع EMI-9KB النظام في الداخل SDR-2000B غرفة الحماية، توصيل شبكة حماية خط المعين (LISN)، CDNE-M316 قم بتوصيل محول الشبكة والعزل، ثم قم بتوصيل الجهاز قيد الاختبار بدائرة الاختبار للتخلص من التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي.
• تكوين المعلمات: حدد معايير الاختبار المقابلة (GB 17743 / CISPR15) في برنامج النظام، وقم بتعيين نطاق تردد المسح الضوئي، ووضع الكاشف، وعرض نطاق الدقة، والمعلمات الأخرى.
• اختبار الانبعاثات الموصلة: ابدأ تشغيل النظام. يقوم جهاز LISN بجمع إشارات التداخل الناتجة عن الانبعاثات الموصلة لخطوط الطاقة. يقوم جهاز الاستقبال تلقائيًا بمسح نطاق التردد من 9 كيلوهرتز إلى 30 ميجاهرتز، ويسجل مستوى التداخل عند كل نقطة تردد.
• اختبار الانبعاثات المشعة: التبديل إلى CDNE-M316 شبكة اقتران/فصل لإكمال عملية الحصول على إشارة الانبعاث المشع في نطاق 30 ميجاهرتز ~ 300 ميجاهرتز وتسجيل بيانات قوة المجال المشع.
• مقارنة البيانات وإنشاء التقارير: يقوم البرنامج تلقائيًا بمقارنة البيانات المقاسة للانبعاثات الموصلة والانبعاثات المشعة مع الحدود القياسية للحكم على امتثال المنتج، وينشئ تقارير اختبار موحدة.

سيناريوهات التطبيق النموذجية
• اختبار معدات الإضاءة الكهربائية: باعتباره مجال التطبيق الأساسي لهذا النظام، فإنه يتوافق تمامًا مع CISPR15:2018. CDNE-M316 تُستخدم الشبكة لاختبار الانبعاثات الإشعاعية لمنتجات الإضاءة، بينما تُستخدم شبكة LISN لاختبار الانبعاثات الموصلة على منافذ الطاقة للمصابيح. وهي معدات أساسية للحصول على شهادة دخول منتجات الإضاءة إلى السوق.
• الأجهزة المنزلية والأدوات الكهربائية الصغيرة: يتم تزويدها بمشابك امتصاص ومجسات تيار لاختبار الانبعاثات الموصلة على خطوط الإشارة وخطوط الطاقة للأدوات. وبالإضافة إلى بيانات الانبعاثات الإشعاعية المكانية، يُكمل النظام اختبار التوافق الكهرومغناطيسي للجهاز بأكمله.
• البحث والتطوير للمنتجات وتصحيح التداخل: يمكن لموظفي البحث والتطوير تحديد نقاط التردد المحددة ومصادر التداخل حيث تتجاوز الانبعاثات الموصلة والانبعاثات المشعة الحدود بفضل الدقة العالية للنظام، وإجراء تحسينات مستهدفة على الترشيح والحماية والأسلاك لتقصير دورة تصحيح المنتج.
• مراقبة جودة الإنتاج الضخم: يتميز النظام بسهولة التشغيل وسرعة الاختبار، وهو مناسب لفحص العينات على خطوط الإنتاج للتحكم في مؤشرات الانبعاثات الموصلة والانبعاثات المشعة للمنتجات على دفعات ومنع دخول المنتجات غير المطابقة للمواصفات إلى السوق.

خاتمة

الانبعاثات الموصلة والانبعاثات المشعة تُعدّ هذه الاختبارات عناصر أساسية لفحص التوافق الكهرومغناطيسي للمنتجات الكهربائية والإلكترونية، وهي مرتبطة ارتباطًا مباشرًا بوصول المنتج إلى السوق وسلامة البيئة الكهرومغناطيسية. وهي مزودة بتكوين أجهزة كامل، ومعايير فنية دقيقة، وقابلية تامة للتكيف مع المعايير. LISUN EMI-9KB يمكن لنظام اختبار التداخل الكهرومغناطيسي الموصل والمشع أن يكمل بكفاءة ودقة الكشف الكمي عن الانبعاثات الموصلة والانبعاثات المشعة كاملة النطاق، مع مزايا التشغيل التلقائي والوظائف القابلة للتوسيع والاستقرار العالي.

يغطي النظام نطاق تردد الاختبار الرئيسي من 9 كيلوهرتز إلى 300 ميجاهرتز، ويتوافق مع معايير التوافق الكهرومغناطيسي المحلية والدولية الرئيسية، بما في ذلك GB وCISPR وEN وFCC، ويتمتع بتطبيقات واسعة في مجالات الإضاءة الكهربائية والإلكترونيات الاستهلاكية والمعدات الصناعية الصغيرة وغيرها. سواءً كان ذلك للحصول على شهادات معتمدة من مختبرات اختبار خارجية، أو لتصحيح عيوب المنتجات في البحث والتطوير ومراقبة جودة الإنتاج الضخم لدى المصنعين، EMI-9KB توفر هذه الشركة دعمًا تقنيًا موثوقًا لاختبارات الانبعاثات الموصلة والمشعة. في ظل الإدارة المتزايدة الصرامة لمعايير التوافق الكهرومغناطيسي، ستصبح أنظمة اختبار التوافق الكهرومغناطيسي المتكاملة هذه بنية تحتية مهمة للصناعات الكهربائية والإلكترونية لضمان السلامة الكهرومغناطيسية للمنتجات وتعزيز القدرة التنافسية في السوق.