EMV TESTS NEU GEDACHT.
Innovative Abschirmungslösungen für maximale Effizienz.
RETHINKING EMC TESTING.
Innovative shielding solutions for maximum efficiency.
EMV TEST / EMC PRE-COMPLIANCE-TEST
Bevor ein elektronisches Gerät auf den Markt kommen darf, muss der Hersteller sicherstellen, dass es die Anforderungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) erfüllt. Die endgültigen EMV-Konformitätstests sind jedoch aufwendig, kostenintensiv und dürfen ausschließlich von akkreditierten Laboren mit spezieller Messausrüstung und abgeschirmten HF-Absorberkammern durchgeführt werden. Bereits die Vorabprüfung eines Produkts kann schnell vierstellige Beträge kosten und aufgrund der hohen Laborauslastung mit wochenlangen Wartezeiten verbunden sein. Fällt ein Produkt beim offiziellen Test durch, sind aufwendige Nachbesserungen oder Designänderungen erforderlich – oft zu einem späten Zeitpunkt in der Entwicklung, was zusätzliche Kosten verursacht und die Markteinführung verzögern kann.
Um dieses Risiko zu minimieren, ist es sinnvoll, bereits in einer frühen Entwicklungsphase eigene EMV-Vorabtests durchzuführen. So lassen sich potenzielle Problemstellen frühzeitig erkennen und beheben. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit, dass das Produkt beim finalen Test im akkreditierten Labor auf Anhieb besteht – ohne kostspielige Nachprüfungen oder zeitintensive Designanpassungen.
Vorgaben und Normen
Für EMV-Tests und die zulässigen Grenzwerte der Funkstörausstrahlung gibt es eine Vielzahl relevanter Normen. Diese sind in den Veröffentlichungen des CISPR (Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques – Internationales Sonderkomitee für Funkstörungen) festgelegt. Viele CISPR-Normen wurden in europäische EN-Normen sowie in die FCC-Vorschriften der USA übernommen. Die EN-Normen sind beispielsweise auch in deutscher Sprache verfügbar. Da die Normen in der Regel kostenpflichtig sind, kann es hilfreich sein, zunächst auf frei zugängliche Quellen zurückzugreifen, um sich einen ersten Überblick zu verschaffen.
Messgeräte und Verfahrensvorgaben
Die Anforderungen an Messtechnik und Verfahren für normgerechte EMV-Tests sind in der CISPR 16 festgelegt. Der erste Teil dieser Norm beschreibt die Messgeräte und Einrichtungen, die zur Erfassung hochfrequenter Störaussendungen (Funkstörungen) sowie zur Prüfung der Störfestigkeit verwendet werden.
- CISPR 16-1: Spezifiziert die erforderlichen Messgeräte und Einrichtungen für die Erfassung hochfrequenter Störaussendungen sowie die Prüfung der Störfestigkeit.
- CISPR 16-2: Definiert die Prüfverfahren für die Messung der Störaussendungen und Störfestigkeit.
EMC TEST / EMC PRE-COMPLIANCE TEST
Before an electronic device can be launched on the market, the manufacturer must ensure that it meets electromagnetic compatibility (EMC) requirements. Final EMC compliance testing, however, is complex, costly, and can only be performed by accredited laboratories with specialized measuring equipment and shielded RF absorber chambers. Even preliminary product testing can easily cost thousands of euros and often comes with weeks of waiting due to high lab demand. If a product fails the official test, extensive rework or design changes may be required—often late in the development phase, causing additional costs and delaying market entry.
To minimize this risk, it makes sense to carry out your own EMC pre-compliance tests early in the development phase. This allows potential problem areas to be identified and addressed at an early stage, increasing the likelihood that the product will pass the final test in an accredited laboratory the first time—without costly re-testing or time-consuming design changes.
Requirements and Standards
There are numerous relevant standards for EMC tests and the permissible limits of radio disturbance emissions. These are laid down in the publications of the CISPR (Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques – International Special Committee on Radio Interference). Many CISPR standards have been adopted into European EN standards as well as FCC regulations in the USA. The EN standards are also available in German. Since standards are usually subject to a charge, it may be helpful to initially consult freely accessible sources to get an initial overview.
Measuring Devices and Procedures
The requirements for measurement technology and procedures for standardized EMC testing are defined in CISPR 16. The first part of this standard describes the measuring equipment and facilities used to record high-frequency emissions (radio interference) and to test immunity.
- CISPR 16-1: Specifies the measuring equipment and facilities required for detecting high-frequency emissions and testing immunity.
- CISPR 16-2: Defines the test procedures for measuring emissions and immunity.
Weitere Spezifikationen innerhalb der CISPR 16-Norm
| Norm | Beschreibung |
|---|---|
| CISPR 16-1-1 | Messgeräte |
| CISPR 16-1-2 | Koppeleinrichtungen zur Messung der leitungsgeführten Störaussendung |
| CISPR 16-1-3 | Zusatz-/Hilfseinrichtungen - Störleistungsmessung |
| CISPR 16-1-4 | Antennen und Messplätze für Messungen der gestrahlten Störaussendung |
| CISPR 16-1-5 | Messplätze für die Antennenkalibrierung und Referenz-Messplätze für den Frequenzbereich von 5 MHz bis 18 GHz |
| CISPR 16-1-6 | Kalibrierung von Antennen für EMV-Messungen |
Der zweite Teil der CISPR 16
Der zweite Teil der CISPR 16 legt die Verfahren zur Messung hochfrequenter Störaussendungen (Funkstörungen) sowie zur Überprüfung der Störfestigkeit fest.
| Norm | Beschreibung |
|---|---|
| CISPR 16-2-1 | Messung der leitungsgeführten Störaussendung |
| CISPR 16-2-2 | Messung der Störleistung |
| CISPR 16-2-3 | Messung der gestrahlten Störaussendung |
| CISPR 16-2-4 | Messungen der Störfestigkeit |
Additional Specifications within the CISPR 16 Standard
| Standard | Description |
|---|---|
| CISPR 16-1-1 | Measuring instruments |
| CISPR 16-1-2 | Coupling devices for conducted disturbance measurements |
| CISPR 16-1-3 | Auxiliary devices – Power disturbance measurement |
| CISPR 16-1-4 | Antennas and test sites for radiated emission measurements |
| CISPR 16-1-5 | Sites for antenna calibration and reference test sites (5 MHz – 18 GHz) |
| CISPR 16-1-6 | Antenna calibration for EMC measurements |
Part Two of CISPR 16
Part two of the CISPR 16 standard defines the procedures for measuring high-frequency emissions (radio disturbances) and for verifying immunity to interference.
| Standard | Description |
|---|---|
| CISPR 16-2-1 | Measurement of conducted disturbances |
| CISPR 16-2-2 | Measurement of disturbance power |
| CISPR 16-2-3 | Measurement of radiated disturbances |
| CISPR 16-2-4 | Immunity measurements |
Produktspezifische Grenzwerte und Regularien
Je nach Produkttyp gelten unterschiedliche EMV-Grenzwerte. Die folgende Übersicht zeigt einige CISPR-Normen mit ihren europäischen und internationalen Entsprechungen:
| CISPR | EN | FCC | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| CISPR 11 | DIN EN 55011 | 18 | Industrie-, Wissenschafts- & Medizingeräte |
| CISPR 12 | DIN EN 55012 | Fahrzeuge, Boote & Motorgeräte | |
| CISPR 13 | DIN EN 55013 | 15 | Radio- & TV-Empfänger |
| CISPR 14 | DIN EN 55014 | Haushalts- & Elektrogeräte | |
| CISPR 15 | DIN EN 55015 | Beleuchtungsgeräte | |
| CISPR 20 | DIN EN 55020 | Radio- & TV-Störfestigkeit | |
| CISPR 22 | DIN EN 55022 | 15 | IT-Geräte |
| CISPR 25 | DIN EN 55025 | Fahrzeuge & Motorgeräte (interne Empfänger) | |
| CISPR 32 | DIN EN 55032 | Multimedia-Geräte |
Grenzwerte und Regelungen variieren je nach Produkt. Der CISPR Guide enthält detaillierte Infos.
Product-Specific Limits and Regulations
Different EMC limits apply depending on the product type. The table below lists selected CISPR standards along with their European and international counterparts:
| CISPR | EN | FCC | Description |
|---|---|---|---|
| CISPR 11 | DIN EN 55011 | 18 | Industrial, scientific & medical devices |
| CISPR 12 | DIN EN 55012 | Vehicles, boats & motor equipment | |
| CISPR 13 | DIN EN 55013 | 15 | Radio & TV receivers |
| CISPR 14 | DIN EN 55014 | Household & electrical appliances | |
| CISPR 15 | DIN EN 55015 | Lighting equipment | |
| CISPR 20 | DIN EN 55020 | Radio & TV immunity | |
| CISPR 22 | DIN EN 55022 | 15 | IT equipment |
| CISPR 25 | DIN EN 55025 | Vehicles & motor equipment (internal receivers) | |
| CISPR 32 | DIN EN 55032 | Multimedia equipment |
Limits and regulations vary depending on the product. The CISPR Guide provides detailed information.
Einsatz von EMV Testsoftware
Bei der Nutzung von EMV-Testsoftware wie der EMC test Software Elektra von Rohde & Schwarz sind die Grenzwerte für viele der zuvor genannten Normen bereits in der Software integriert. Es müssen lediglich die entsprechenden Dateien mit den Grenzwerten und den passenden Einstellungen des Spektrum-Analysators geladen werden.
Reproduzierbarkeit der Messungen
Pre-Compliance-Messungen, die im eigenen Haus durchgeführt werden, können meist nicht mit den in der Norm vorgegebenen Aufbauten und großen Abständen, wie z. B. 10 Metern, durchgeführt werden, da oft die erforderlichen Räumlichkeiten fehlen. Es ist jedoch möglich, mit Kompromissen zu arbeiten. Entscheidend ist es, den gesamten Testaufbau und die Abstände präzise zu dokumentieren. So kann eine Messung zuverlässig wiederholt werden, und die Auswirkungen von Änderungen, wie etwa an der Schaltung des Prüflings, können korrekt bewertet werden.
Notieren Sie daher den genauen Aufbau sowie alle Positionen, Ausrichtungen und Einstellungen, um die Ergebnisse mit späteren Tests vergleichen zu können.
- 📌 Genaue Notierung der Messgerätepositionen
- 📌 Aufzeichnung aller relevanten Einstellungen
- 📌 Konsistente Testbedingungen zur späteren Vergleichbarkeit
Abgestrahlte Störungen (Radiated EMI) und Funkstörfestigkeit
Hochfrequente Störausstrahlungen können sich über die Luft ausbreiten, insbesondere oberhalb von 30 MHz. Die maximal erlaubten Feldstärken variieren je nach Gerätetyp und Frequenzbereich und sind in den entsprechenden Normen festgelegt.
Die Funkstörausstrahlung des Prüflings wird mit einer Antenne erfasst und mithilfe eines Spektrum-Analysators gemessen. Für die Messung müssen am Spektrum-Analysator spezifische Einstellungen vorgenommen werden, wie etwa der Quasi-Peak-Detektor sowie EMI-Filter (200 Hz, 9 kHz, 120 kHz mit -6 dB). Dies erfordert den Erwerb der passenden EMI-Option für den Spektrum-Analysator, die unter Zubehör zu finden ist. Da die Messung unterschiedliche Einstellungen in verschiedenen Frequenzbereichen erfordert, kann sie mehrere Stunden in Anspruch nehmen. Daher ist der Einsatz einer EMV-Software zur Steuerung des Spektrum-Analysators sinnvoll.
Abbildung: Abgestrahlte Störungen (Radiated EMI) und Funkstörfestigkeit
Use of EMC Test Software
When using EMC test software such as Rohde & Schwarz's EMC test software Elektra, the limit values for many of the standards mentioned earlier are already integrated. You only need to load the corresponding limit files and the appropriate spectrum analyzer settings.
Reproducibility of Measurements
In-house pre-compliance measurements often cannot be carried out with the setups and large distances prescribed by the standard—such as 10 meters—due to space limitations. However, compromises can be made. The key is to document the entire test setup and distances precisely. This ensures repeatability of measurements and enables reliable evaluation of changes such as circuit modifications.
Therefore, record the exact setup, positions, orientations, and settings to ensure comparability with later tests.
- 📌 Accurate documentation of measurement equipment positions
- 📌 Logging of all relevant settings
- 📌 Consistent test conditions for later comparison
Radiated EMI and Immunity to Interference
High-frequency interference emissions can propagate through the air, especially above 30 MHz. The maximum permissible field strengths vary depending on the device type and frequency range and are specified in the applicable standards.
The radiated emissions from the device under test are detected with an antenna and measured using a spectrum analyzer. Specific settings must be configured on the analyzer, such as the quasi-peak detector and EMI filters (200 Hz, 9 kHz, 120 kHz at -6 dB). This requires purchasing the appropriate EMI option, usually available as an accessory. Since different frequency ranges require different configurations, the process can take several hours. That's why using EMC software to control the analyzer is highly recommended.
Image: Radiated EMI and Immunity to Interference
Abgeschirmte Messräume: EMV Zelte und Absorberkammern
Für präzise EMV-Messungen sind abgeschirmte Umgebungen essenziell, um externe Störungen zu reduzieren. EMV-Zelte bieten eine effektive Lösung, um Messaufbauten flexibel und mit hoher Abschirmleistung umzusetzen.
💡 EMV-Zelte: Die flexible & kosteneffiziente Lösung
Shieldex EMV-Zelte bieten eine Abschirmdämpfung von bis zu 95 dB und ermöglichen flexible Messaufbauten. Sie sind eine kostengünstige Alternative zu Absorberkammern und ideal für EMV Pre-Compliance Messungen.
Absorberkammern: Maximale Präzision, hoher Aufwand
Absorberkammern sind metallisch abgeschirmte Räume mit Absorbern und Ferriten zur Unterdrückung von Reflexionen...
Für Pre-Compliance-Messungen gibt es jedoch je nach Budget auch verschiedene Optionen, um zielführende Messungen ohne eine normgerechte Absorberkammer durchzuführen...
Absorberkammer
EMV Zelt / Schirmzelt / Abschirmzelt (mit und ohne Absorber)
Die Abschirmung eines Testbereichs gegen externe Funksignale lässt sich relativ einfach mit einem kostengünstigen EMV-Schirmzelt realisieren...
EMV Zelt bei Airbus
EMV Zelt
Shielded Test Rooms: EMC Enclosures and Anechoic Chambers
For precise EMC measurements, shielded environments are essential to reduce external interference. EMC Enlcosures offer a flexible and effective way to set up test environments with high shielding performance.
💡 EMC Enclosures: The Flexible & Cost-Efficient Solution
Shieldex EMC Enclosures provide shielding effectiveness of up to 95 dB and enable flexible test setups. They are a cost-effective alternative to anechoic chambers and ideal for EMC pre-compliance testing.
Anechoic Chambers: Maximum Precision, High Effort
Anechoic chambers are metallically shielded rooms with absorbers and ferrites to suppress reflections...
For pre-compliance testing, however, there are various options available depending on your budget that allow effective testing without a fully compliant chamber...
Anechoic Chamber
EMC Enclosures / Shielding Enclosures (with or without Absorbers)
Shielding a test environment against external RF signals (radio, GSM, LTE, WLAN, etc.) can be easily achieved using a cost-efficient EMC shielding enclosure...
EMC Enclosure at Airbus
EMC Enclosure
Vergleich: EMV-Zelte vs. Absorberkammern
| Eigenschaft | EMV-Zelte | Absorberkammern |
|---|---|---|
| Kosten | Deutlich günstiger | Sehr hoch |
| Mobilität | Flexibel auf- und abbaubar | Fest installierte Räume |
| Abschirmdämpfung | Bis zu 95 dB | Bis zu 110 dB |
| Platzbedarf | Kompakt & platzsparend | Sehr groß |
| Anwendungsbereich | Praktisch für Labore & Unternehmen | Großlabore & High-End-Tests |
Messaufbau ohne Schirmung
Der einfachste Messaufbau erfolgt ohne jegliche Schirmung... WLAN-Netz abgeschaltet werden...
Warum EMV-Zelte?
Es ist ratsam, in eine Pre-Compliance-Infrastruktur zu investieren... keine Beeinflussung der Gebäudestatik.
Comparison: EMC Enclosures vs. Anechoic Chambers
| Feature | EMC Enclosures | Anechoic Chambers |
|---|---|---|
| Cost | Significantly lower | Very high |
| Mobility | Flexible assembly & disassembly | Permanent installations |
| Shielding | Up to 95 dB | Up to 110 dB |
| Space requirements | Compact & space-saving | Very large |
| Use case | Ideal for labs & companies | Large labs & high-end testing |
Test Setup Without Shielding
The simplest setup is done without shielding... testing in a basement and disabling WLAN can help...
Why EMC Enclosures?
It's recommended to invest in pre-compliance infrastructure... no structural impact on buildings.
What's Next?
In the era of electromobility, shielding plays a key role in the automotive industry. Shieldex solutions help manufacturers maximize performance and ensure reliable protection against electromagnetic interference.