Jak rozwiązywać problemy EMC zanim się jeszcze pojawią? 

Warto przeanalizować elementy składowe całego systemu. Jednym z przykładów jest porównanie kabli ekranowanych.

W prostym eksperymencie z wykorzystaniem analizatora widma, porównałem ze sobą dwa kable BNC (współosiowe). Były bardzo podobne, o tej samej długości. Jeden z jednej, a drugi z innej firmy. Sprawdziłem ekranowanie tych kabli, gdyż w pomiarach widziałem duże różnice w zastosowaniu przewodów. Położyłem dwa kable na stole i podłączyłem do generatora i analizatora widma. Jakie są wyniki? Jakie wnioski mogą płynąć z takiego eksperymentu?

Pamiętaj, że te wnioski można przenieść na inne typy kabli, jak choćby na USB, HDMI, Ethernet, kable współosiowe, itd..

 A jak to wygląda podczas eksperymentu? Mamy dwa zestawy kabli BNC, po dwa takie same kable. Dwa z nich tańsze, a drugie dwa nieco droższe. Ale różnica w cenie nie jest znacząca. Jaka jest różnica, jeśli chodzi o jakość tych kabli? Sprawdźmy, jakie przesłuchy występują pomiędzy jednym kablem, a drugim. Podłączamy kable do naszego analizatora widma, jeden z nich do generatora, a drugi do wejścia analizatora. Kable są podłączone tylko z jednej strony, a drugi koniec jest otwarty (wiszący). Jakie są wyniki na tych dwóch zestawach kablowych?

Poziom szumów jest na poziomie minus 65 – 60 decybeli. Gdy włączymy generator, sygnał odbierany przez analizator jest na poziomie nawet minus 25 decybeli, czyli różnica i przesłuchy pomiędzy kablami są ogromne. Zakres częstotliwości jest bardzo szeroki, bo od 9 kHz do 2 GHz. Poziom na trekking generator jest ustawiony na minus 10 dBm. Włączając i wyłączając generator widzimy dużą różnicę.

  Zestaw kabli nr 2 – „droższe kable”

Gdy zamienimy kable, podłączone w ten sam sposób, włączając generator nie widzimy praktycznie żadnego wpływu. Prawie nic nie jest przenoszone z jednego kabla na drugi. Zatem przesłuchów prawie nie ma. Poziom odbierany jest na tym samym poziomie szumów.

 Zapewniam Was, że nie ma tu żadnej sztuczki. Po prostu różnica w kablach jest tak znacząca. Z czego wynika tak ogromna różnica w jakości kabli, co widać na przesłuchach (crosstalk) między nimi? Tu poziom szumów jest taki sam jak z włączonym generatorem. Czyli przesłuchu nie ma.

Popsuć złącze…

  Postanowiłem rozciąć gumową część końcówki kabla (wtyczkę) i zobaczyć, jak wygląda ekran i jego podłączenie do obudowy złącza. Okazało się, że ekran to tylko cienka folia aluminiowa i miedziany, delikatny drucik, którego nie można nazwać oplotem. Dodatkowo jest on przylutowany tylko w jednym miejscu.

 Pamiętajcie proszę, że kable ekranowane mogą być bardzo różne. Ważne, aby zachować ciągłość ekranu. Powinien być on podłączony z dwóch stron i to w sposób nisko indukcyjny, najlepiej 360 stopni. Kable o pozornie zbliżonych właściwościach użytkowych, z punktu widzenia EMC,  mogą się od siebie drastycznie różnić.

 Weźcie to pod uwagę, stosując różne rodzaje okablowania. Jeśli chcecie kupić większe ilości kabli – jak choćby USB – przetestujcie próbki przed zamówieniem.

 Usuńcie plastikową izolację i sprawdźcie, czy i jak jest podłączony ekran. Podobnie może być z przewodem typu Ethernet. Tu można spotkać ekranowany kabel z metalowym złączem, lecz ekran może być podpięty tylko cieniutkim drucikiem do obudowy złącza.

 Nie raz obserwowaliśmy wpływ zamiany kabli podczas testów EMC, gdzie nawet kilkunastocentymetrowe kabelki USB, decydowały o tym, czy urządzenie przejdzie testy EMC, czy też nie. Pamiętaj! Kabel ma znaczenie i zmiana będzie miała wpływ na wyniki pomiarów.

 Tomasz Utkowski, EMC for Business