TEM-Zelle

[Peter Weiss]

Hallo!

Ist hier jemand mit TEM-Zellen vertraut?

Ich habe hier eine Eigenbau-TEM-Zelle zur Verfügung, deren
Berechnungsunterlagen nicht (mehr) vorhanden sind.

Nun wollte ich in dieser TEM-Zelle eine Abschätzung der ausgesendeten
Störstrahlung eines Meßobjektes machen. CISPR 22 gibt dazu für Class
A Equipment 30 bzw 37 dBuV/m in 10 m Entfernung vor.

Hat jemand Erfahrungen, in wie weit man solche Fernfeldmessungen mit
den Messungen in einer TEM-Zelle korrelieren kann? Gehe ich im Fernfeld
von 10 m auf 3 m, erhöht sich damit der Grenzwert um 10 dBuV. Aber was
passiert, wenn ich direkt an der TEM-Zelle messe? Es gibt ja so lustige
Nahfeldeffekte usw. Außerdem ist mir der Antennenfaktor der TEM-Zelle
nicht bekannt.

Kann mich hier jemand erhellen?


CU Peter

 

[Henrik]

Peter Weiss schrieb in Nachricht
<1123141284.515826.126270@g14g2000cwa.googlegroups.com>...

Ist hier jemand mit TEM-Zellen vertraut?
Naja, is schon ne Weile her...

Ich habe hier eine Eigenbau-TEM-Zelle zur Verfügung, deren
Berechnungsunterlagen nicht (mehr) vorhanden sind.
Was ist denn als Equipmemt sonst so da?

BTW, TEM oder GTEM?

Nun wollte ich in dieser TEM-Zelle eine Abschätzung der ausgesendeten
Störstrahlung eines Meßobjektes machen. CISPR 22 gibt dazu für Class
A Equipment 30 bzw 37 dBuV/m in 10 m Entfernung vor.

Hat jemand Erfahrungen, in wie weit man solche Fernfeldmessungen mit
den Messungen in einer TEM-Zelle korrelieren kann? Gehe ich im Fernfeld
von 10 m auf 3 m, erhöht sich damit der Grenzwert um 10 dBuV. Aber was
passiert, wenn ich direkt an der TEM-Zelle messe? Es gibt ja so lustige
Nahfeldeffekte usw. Außerdem ist mir der Antennenfaktor der TEM-Zelle
nicht bekannt.

Kann mich hier jemand erhellen?
Such mal nach M. Koch, Uni Hannover, der hat da dran rumgerechnet..

Und dann ab in die Bücherei (TIB Hannover?)

War das nicht so, dass die TEM das Fernfeld darstellt?
An den Resonanzen (der höheren Moden) von 'nem Sweep kann man ca.
Abschätzen in welchen Bereichen man die Zelle verwenden kann. Ergibt sich
aus der Geometrie und Wellenlänge ....

Metabastler
-----
'It is a reasonable assumption that NMOS transistors are male, while PMOS
are female.
Indeed the main problem with the earliest NMOS devices was that they were
always turned
on, whereas PMOS needed an explicit excitation for this to happen.'(LTspice
Tutorial for EE314;Philip Golden, Stanford University)

 

[Ban]

Henrik wrote:

-----
'It is a reasonable assumption that NMOS transistors are male, while
PMOS are female.
Indeed the main problem with the earliest NMOS devices was that they
were always turned
on, whereas PMOS needed an explicit excitation for this to
happen.'(LTspice Tutorial for EE314;Philip Golden, Stanford
University)

A reasonable assumption is that you do not know anything about women, even
when you know about MOS.
--
ciao Ban
Bordighera, Italy

 

[Uwe Mettmann]

Peter Weiss schrieb:

Hat jemand Erfahrungen, in wie weit man solche Fernfeldmessungen mit
den Messungen in einer TEM-Zelle korrelieren kann?

Hallo Peter,

nein das geht nicht so einfach. Vielleicht funktioniert es mit der
Störstrahlung, die direkt der Prüfling aussendet aber ein großer Teil
der Strahlung wird auch von den angeschlossenen Kabeln abgeben.


Man müsste also zwei Messungen machen.

1. Messung des Prüflings in der TEM-Zelle, wobei die Kabel so
angeordnet oder verdrosselt sein müssen, dass ihre Strahlung nicht
erfasst wird.

2. Messung der von den Kabeln abgegebenen Störungen. Dies kann z.B.
mit einer Absorberzange (z.B. MDS 21) von R&S erfolgen. Es gibt auch
Normen, in denen die Zange beschrieben ist, so dass man sie nachbauen
kann.

Aber auch jetzt ist ein Umrechnen noch schwierig, weil z.B. der Aufbau
bei der Messung nach CISPR 22 ein starken Einfluss auf das
Messergebnis hat. Die teueren entwicklungsbegleitenden Messungen in
einem EMV-Labor kann man aber umgehen::

1. Das Gerät in einem EMV-Labor vermessen lassen.

2. Durch die Messung im EMV-Labor ist bekannt, wie stark man die
einzelnen Störkomponenten reduzieren muss. Dies kann man jetzt mit
Hilfe von Messungen in der TEM-Zelle und mit der Absorberzange
durchführen.

3. Kontrollmessung im EMV-Labor.


Nun, als Privatmensch wäre diese Lösung wohl auch noch etwas teuer.
Die Messung im EMV-Labor kann man sich eventuell mit folgendem
Verfahren sparen:

1. Aufnahme des Störspektrums mit der TEM-Zelle und der Absorberzange.

2. Anschließend die Vermessung der kritischen Komponenten auf einem
provisorischen Freifeld, z.B. auf einer Wiese.

Je nachdem wie viel Abstand die gemessenen Störungen noch zum
Grenzwert haben, kann man sich die Messung im EMV-Labor sparen.


Viele Grüße

Uwe





--
Uwe Mettmann
E-Mail-Adresse ist gültig bis Ende nächsten Monats
E-mail address valid by the end of next month

 

[Michael Nagel]

Peter Weiss schrieb:

Hallo!

Ich habe hier eine Eigenbau-TEM-Zelle zur Verfügung, deren
Berechnungsunterlagen nicht (mehr) vorhanden sind.

Sind wenigstens irgendwelche Messprotokolle vorhanden? Ich spiele auf
die Terminierung an, diese kann sich bei ungeeigneter Bauart und höheren
Frequenzen nicht mehr wie ein solche verhalten.

Nun wollte ich in dieser TEM-Zelle eine Abschätzung der ausgesendeten
Störstrahlung eines Meßobjektes machen. CISPR 22 gibt dazu für Class
A Equipment 30 bzw 37 dBuV/m in 10 m Entfernung vor.

Nach meiner Erinnerung sind es 40dBľV/m (30-230MHz) und 47dBľV/m
(>230MHz-1GHz) bei 10m Abstand für Class A. Zumindest gilt das für das
europäische und japanische Derivat.

Hat jemand Erfahrungen, in wie weit man solche Fernfeldmessungen mit
den Messungen in einer TEM-Zelle korrelieren kann? Gehe ich im Fernfeld
von 10 m auf 3 m, erhöht sich damit der Grenzwert um 10 dBuV. Aber was
passiert, wenn ich direkt an der TEM-Zelle messe? Es gibt ja so lustige
Nahfeldeffekte usw. Außerdem ist mir der Antennenfaktor der TEM-Zelle
nicht bekannt.

Kann mich hier jemand erhellen?

Da steckt Mathematik dahinter. Falls Du Zugang zu einer gut
ausgestatteten Bibliothek hast, empfehle ich Dir einen Blick in die IEC
61000-4-20 die das von normativer Seite aus regelt.
Die Entfernung für die Korrelation mit dem Freifeld bestimmst Du.

Da Du Deinen Prüfling nicht beschreibst, ein paar allgemeine praktische
Hinweise:
- In der TEM-Zelle ist nur 1/3 der Höhe zwischen Innen- und
Außenleiter für Messungen nutzbar. Ist Dein Prüfling in einer Richtung
größer, dann laß es lieber sein.
- Kabel machen das Ganze noch zusätzlich kompliziert (wurde bereits an
anderer Stelle erwähnt, aber trotzdem ...). Messungen mit Kabeln sind
möglich, die Ergebnisse sind aber erst mit ausreichender Erfahrung
interpretierbar.
- Wenn Du die TEM-Zelle an einer Seite terminierst, schau Dir das
Gesamtsystem an. Eine VSWR-Messung der terminierten Zelle gibt Aufschluß
darüber, ob bei bestimmten Frequenzen Überhöhungen bei den Meßwerten zu
erwarten sind.

Ich habe Literatur zum Thema (pdf) und kann Dir auf Anfrage eine kleine
Auswahl schicken. Allerdings bezieht sich das Meiste auf GTEM-Zellen.

Von improvisierten Freifeldmessungen halte ich persönlich nicht so viel.
Ich habe bei diversen Messungen in Freifeldern von akkreditierten Labors
bei normgerechtem (und gleichem) Aufbau häufig erlebt, daß die +-2dB,
die die Norm erlaubt, ausgenutzt werden. Dabei ist eine vernünftige
Groundplane vorhanden und der Rest ist auch sorgfältig gemacht.
Bei einem improvisierten Freifeld stelle ich mir die Abweichungen eher
größer vor. Eine gedachte Marge muß dann aber ziemlich groß werden ...

Gruß,
Michael

 

[Oliver Bartels]

On 4 Aug 2005 00:41:24 -0700, "Peter Weiss" <playfield-bbs@gmx.net>
wrote:

Hat jemand Erfahrungen, in wie weit man solche Fernfeldmessungen mit
den Messungen in einer TEM-Zelle korrelieren kann?

Garnicht. Eine TEM-Zelle ist für Störstrahlungsmessungen eine ganz
schlechte Idee, auch wenn die Leute das nicht wahr haben wollen.
Hingegen funktioniert sie sehr gut für Störfestigkeitsmessungen.

Grund: Bei Störstrahlungsmessungen wird immer das Feld extern
erzeugt und das Prüfobjekt dort eingebracht. Damit gibt die
TEM Zelle (im Grunde nix anderes wie ein großes Koaxkabel) ein
sauberes Feld vor.

Umgekehrt erzeugt bei der Störstrahlungsmessung das Prüfobjekt
irgendein _wildes_ Feldmuster, welches normgerecht dadurch gemessen
wird, dass man soviel Abstand hält, dass an der Messantenne die
Fernfeldbedingungen (E halbwegs senkrecht auf H usw.) gelten.
Diese Umwandlung kann aber auch die beste TEM Zelle nicht
vornehmen, Freifeld ist physikalisch durch nichts zu ersetzen außer
durch Freifeld oder ein "Freifeld" in einer großen und teuren
Absorberhalle. Wäre dem anders, dann bräuchte man nicht soviel
Geld für Absorberhallen ausgeben ...

Die TEM Zelle hilft, wenn man bei der Störfestigkeitsmessung
eine preiswerte Lösung braucht, weil man ja nicht lustig mit
100W in der Landschaft rumsweepen kann, ohne dass sich
jemand gestört fühlt. Bei der Störstrahlungsmessung ist ein
provisorisches Freifeld hingegen leicht zu konstruieren, man
kann dann abschätzen, ob sich die Miete für die Absorberkammer
lohnt oder nicht ...

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10

 

[Peter Weiss]

Hallo Oliver!

Oliver Bartels schrieb:

Garnicht. Eine TEM-Zelle ist für Störstrahlungsmessungen eine ganz
schlechte Idee, auch wenn die Leute das nicht wahr haben wollen.

Ja... soweit ist mir das auch in Erinnerung... ich hatte halt gehofft,
daß man irgendwie so wenigstens ansatzweise auf +/- 10 dB
Rückschlüsse ziehen kann.

Hingegen funktioniert sie sehr gut für Störfestigkeitsmessungen.

Geht so... also ich habe in der betreffenden TEM-Zelle ziemlich starke
Schwankungen der Feldstärke, von 10 V/m bis zu 2 V/m und weniger (bei
gleicher eingespeister Leistung, aber unterschiedlichem Ort). Dabei
müßte die Frequenz noch im tolerablen Bereich sein. Aber der Faktor 5
spielt keine wirkliche Rolle, da dreht man halt die Leistung
entsprechend auf.

Freifeld ist physikalisch durch nichts zu ersetzen außer
durch Freifeld oder ein "Freifeld" in einer großen und teuren
Absorberhalle.

Ich werde mir jetzt eine logarithmisch-periodische Antenne für
Freifeld- Messungen bauen. Die kann ich dann an meinen
Spektrum-Analyzer anschließen, bei QP-Messung zeigt er dann direkt die
Feldstärke in dbuV/m an (plus Antennengewinn minus Kabelverluste).

Kennst Du gute (verläßliche) Literatur bzw. Berechnungsgrundlagen
oder -programme im Netz für logarithmisch periodische Dipolantennen?
Ich kann zwar am Network-Analyzer return loss und SWR messen, aber wenn
der Gewinn in Vorwärtsrichtung aus Berechnungen gut bekannt ist, wäre
mir das lieber. Ich habe eine Excel-Tabelle gefunden (logperio.xls bzw.
lpda.zip), aber inwieweit die Ergebnisse brauchbar sind, weiß ich noch
nicht (und ich will da nicht unnötig viel Material und Zeit
verheizen).

Bei der Störstrahlungsmessung ist ein
provisorisches Freifeld hingegen leicht zu konstruieren, man
kann dann abschätzen, ob sich die Miete für die Absorberkammer
lohnt oder nicht ...

Jepp, darum geht es!



CU Peter

 

[Peter Weiss]

Hallo!

Michael Nagel schrieb:

Sind wenigstens irgendwelche Messprotokolle vorhanden?

Nichts, gar nichts...

Nach meiner Erinnerung sind es 40dBľV/m (30-230MHz) und 47dBľV/m
(>230MHz-1GHz) bei 10m Abstand für Class A. Zumindest gilt das für das
europäische und japanische Derivat.

Du hast völlig recht, ich habe Class A und Class B verwechselt!

Da steckt Mathematik dahinter. Falls Du Zugang zu einer gut
ausgestatteten Bibliothek hast, empfehle ich Dir einen Blick in die IEC
61000-4-20 die das von normativer Seite aus regelt.

Hm, mal schauen... ich habe zwar einige IEC-Normen hier, aber diese
nicht.

Bzgl. der Einschränkungen der Prüflingsgröße usw. bin ich mir
bewußt, damit habe ich aber (noch) keine Probleme.

Die Literatur (pdf) ist auf jeden Fall sehr interessant, Du kannst
einfach mal mein Postfach füllen. GTEM-Zellen sind auch interessant,
evtl. baue ich mal eine.

Bei einem improvisierten Freifeld stelle ich mir die Abweichungen eher
größer vor. Eine gedachte Marge muß dann aber ziemlich groß werden ...

Dessen bin ich mir bewußt, aber momentan habe ich überhaupt keine
Anhaltspunkte, nicht mal eine Größenordnung.



CU Peter