Elektromanyetik uyumluluk (EMC), sistem entegrasyonu ve gömülü elektronik ürünlerin tasarımında kritik bir unsurdur. EMC, elektronik ekipmanların elektromanyetik enerjinin üretilmesi, iletilmesi ve alınması sırasında elektromanyetik parazit oluşturmadan ve bu parazitlerden etkilenmeden düzgün şekilde çalışabilme yeteneği olarak tanımlanır.

Küresel pazarlarda düzenleyici standartların giderek daha önemli hâle gelmesiyle birlikte, EMC ürün sertifikasyonu ve ticarileştirme için temel bir gereklilik olmuştur. Belirli bir ülkenin EMC gerekliliklerini karşılamayan ürünler, o pazarda yasal olarak satışa sunulamaz. Elektronik teknolojilerinin sürekli gelişmesiyle birlikte EMC, elektronik cihaz ve sistem tasarımında geleneksel tasarım kriterleri kadar önemli bir konuma ulaşmıştır.

EMC kapsamı

EMC iki ana başlıktan oluşur: EMI (elektromanyetik girişim) ve EMS (elektromanyetik bağışıklık).

EMI test kapsamı:

RE (ışınım yoluyla yayılan emisyonlar), CE (iletim yoluyla girişim), Harmonikler, Flicker (gerilim dalgalanması)

EMS test kapsamı:

ESD (elektrostatik deşarj), EFT (elektriksel hızlı geçici darbeler), DIP (gerilim düşümü), CS (iletim bağışıklığı), RS (ışınım bağışıklığı), Surge (aşırı gerilim, yıldırım darbesi), PMS (şebeke frekanslı manyetik alan bağışıklığı)

Yukarıda belirtildiği gibi EMC, EMI ve EMS olmak üzere iki ana test kategorisini kapsar. EMI doğrulamasının temel amacı, cihazın çalışması sırasında yaydığı elektromanyetik enerjinin seviyesini değerlendirmektir. Yayılan enerji ne kadar yüksekse, diğer elektronik cihazlara girişim oluşturma riski de o kadar artar. Bu nedenle elektromanyetik yayılım mümkün olan en düşük seviyeye indirgenmelidir. İlgili standartlarda tanımlanan sınır değerler spektrum üzerinde gösterilerek, cihazın çalışma sırasında limitleri aşma riski değerlendirilebilir.

Buna karşılık EMS doğrulaması, cihazın elektromanyetik bağışıklığına ve parazitlere karşı dayanıklılığına odaklanır. Cihazın diğer elektronik ekipmanlarla birlikte çalışırken arızalanma riski olup olmadığı değerlendirilir. Test sırasında cihaza sürekli elektromanyetik enerji uygulanarak, beklenmeyen fonksiyon bozulmaları veya hatalar gözlemlenir.

Sistem entegrasyonu ürünlerine yönelik standart serilerinde temel doğrulama kalemleri EMI ön tarama testleridir (ışınım RE ve iletim CE dahil). Bu nedenle aşağıda paylaşılan örneklerde RE testi referans olarak ele alınmıştır.

Özel test senaryoları müşteri gereksinimlerine göre belirlenir. Örnek çalışmada yapılan testler arasında RE ışınım, CE iletim, ESD elektrostatik deşarj ve RS elektromanyetik bağışıklık testleri yer almaktadır. Özel içerik nedeniyle bu kısımda ek örnek paylaşılmamaktadır.

Doğrulama standartları:

Örnek uygulama: RE (ışınım yoluyla emisyon testi)

Pratik bir RE doğrulamasında elektromanyetik yayılım, dikey ve yatay polarizasyon olmak üzere iki moda ayrılır. Bu iki mod, alıcı antenin açısının ayarlanmasıyla test edilir. Anten açısı ayarlandıktan sonra DUT (Test Edilen Cihaz) normal çalışma durumuna getirilir ve test tablası 360 derece döndürülerek farklı açılardaki elektromanyetik yayılımlar taranır.

Aşağıdaki örnekte, 4.3 inç Smart Display ürününün tasarımının erken aşamasında yapılan ön tarama testlerinde EN 55011 standardı limitlerinin aşıldığı tespit edilmiştir:

İlk EMI ön taramasından sonra, limit değeri aşan frekanslar analiz edilir. Grafikten görülebileceği üzere, 756MHz ve 972MHz en yüksek radyasyona sahip frekanslardır. Bu frekanslardan sistemdeki olası temel sinyal belirlenir. Bu sinyal, parazit kaynağı olabilir; parazit kaynağı sinyali bastırılarak EMI azaltım çözümü uygulanabilir.

Yukarıdaki parazit analizi ile çözüm, sinyal yoluna seri olarak ferrit boncuk yerleştirmek olabilir; böylece sinyalin yüksek frekans harmonikleri bastırılır. DUT çevresinde yeniden doğrulama yapılır ve EN 55011 standardına uygun sonuçlar elde edilir. Ön Tarama doğrulaması aşağıdaki gibidir:

Sonuç

Ürün kalitesinin müşteri gereksinimlerini karşılamasını sağlamak amacıyla Winstar, Smart Display standart modellerinin piyasaya sunulmasının ardından EMI ön tarama testleri gerçekleştirir ve EMC/EMS sertifikasyonuna yönelik ürün tasarımına referans olması için ilgili test raporlarını müşterilere sunar.

Ayrıca, yukarıda açıklanan ışınım analizi doğrultusunda Winstar, müşteri tarafından talep edilen mevzuatlara uygun ürünler tasarlayıp geliştirebilir ve EMC/EMS gereksinimleri açısından farklı pazar ihtiyaçlarını karşılayarak müşterilerin nihai ürünlerinin daha güvenli ve uyumlu olmasına katkı sağlar.