Emv-Probleme In Der Praxis; Messungen Mit Hz554 An Einem 4-Lagen-Multilayer - Hameg HZ540 Benutzerhandbuch

E M V - P r o b l e m e i n d e r P r a x i s

EMV-Probleme in der Praxis

Dem Elektronik-Entwickler sind mittlerweile
zahlreiche Maßnahmen zur Verbesserung der
EMV von Leiterplatten bekannt. Wie viel diese
Maßnahmen jeweils im Einzelfall wert sind, er-
kennt man oft erst bei der Abstrahlungsmessung
in der GHz-TEM-Zelle.
Diese Tatsache führt aber dazu, dass die Einzel-
maßnahme selten geprüft wird, weil der Aufwand
an Zeit und Kosten viel zu groß wäre. Prüft man
jedoch erst, nachdem eine ganze Reihe von Maß-
nahmen durchgeführt wurde, dann kann man den
Erfolg oder Misserfolg der Einzelmaßnahme nicht
mehr zuordnen.
Für eine gewisse Vorabprüfung bietet sich die
Verwendung so genannter Schnüffelsonden an.
Zwei Typen dieser Sonden sind im Gebrauch: die
so genannte E-Feld-Sonde und die H-Feld-Sonde.
Die E-Feld-Sonde reagiert auf elektrische Wech-
selfelder. Die H-Feld-Sonde ist empfindlich für
Änderungen des magnetischen Flusses. Bevor
man diese Sonden einsetzt, sollte man sich
darüber klar werden, welche Felder bei modernen
Leiterplatten die überwiegende Rolle spielen.
Bei hohen Spannungen und geringen Strömen
spielt das elektrische Feld die bedeutendere Rol-
le. Bei kleinen Spannungen und hohen Strömen
überwiegt das magnetische Feld. Der erste von
beiden Fällen lag eindeutig bei der Röhrentech-
nik vor. Moderne integrierte Schaltungen weisen
kleine Spannungen und zum Teil recht hohe
Ströme auf.
An dieser Stelle muss hervorgehoben werden,
dass es nicht so sehr auf die Absolutwerte der
Ströme, sondern auf die Rate ihrer Änderung
ankommt. Bei der Anregung einer elektromagne-
tischen Welle, wenn dies mit der magnetischen
Komponente geschieht, ist die Änderung des
magnetischen Feldes in der Zeiteinheit die be-
stimmende Größe.
Genau diese Komponente wird von der so ge-
nannten H-Sonde ausgewertet. Die Amplitude
des Sondensignals ist direkt proportional zur
Änderung des magnetischen Flusses und damit
zur Änderung des erregenden Stromes. Deshalb
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Änderungen vorbehalten
sind solche Sonden zur ersten und überschlä-
gigen Untersuchung der Wirksamkeit von EMV-
Maßnahmen besonders geeignet.
Die Mehrheit dieser Sonden hat jedoch einen emp-
findlichen Nachteil: Sie haben eine sehr geringe
räumliche Auflösung. Deswegen lässt sich das
Signal, dass man mit dieser Sonde aufnimmt, nicht
mehr eindeutig dem Urheber zuordnen. Man achte
deshalb beim Erwerb solcher Sonden besonders
darauf, dass man zumindest auch eine Sonde mit
hoher Auflösung für das magnetische Feld hat.
Messungen mit HZ554 an einem
4-Lagen-Multilayer
Im Folgenden wird an einigen Beispielen erläutert,
wie man aus den Sondensignalen interessante De-
tails entnehmen kann. Grundsätzlich können die
Signale im Zeitbereich oder im Frequenzbereich
angezeigt werden.
Für Menschen ist die Darstellung im Zeitbereich
oft anschaulicher als die im Frequenzbereich. Die
folgenden Messungen wurden an einem 4-lagigen
Multilayer im Format einer Europakarte vorge-
nommen. Das Stromversorgungssystem in dieser
Karte ist flächig ausgelegt. Der Abstand zwischen
V -und GND-Fläche ist 100 µm. Das Flächen-
cc
system ist durch eine Kondensatorgruppe, die in
der Mitte der Platine positioniert ist, entkoppelt.
Bild 1: Flächenstrom Signal in der Nähe des
V -Pins eines 74 AC 163
cc
In Bild 1 sieht man das Flächenstromsignal in
Nähe des V -Pins eines 74AC163. Die Amplitude
cc
bildet das Ausmaß der Änderung des magne-