EMV TESTS NEU GEDACHT.
Innovative Abschirmungslösungen für maximale Effizienz.
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.
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 |
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.
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
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. Sie bieten optimale Testbedingungen, sind jedoch mit hohen Kosten in Anschaffung und Betrieb verbunden und erfordern festen Platzbedarf. Absorberkammern haben auch einen starken Einfluss auf die Gebäudestatik.
Für eine normgerechte Messung ist eine speziell abgeschirmte Absorberkammer erforderlich. Diese Kammern bestehen außen aus metallischen, elektrisch leitfähigen Wänden, die eine elektromagnetische Abschirmung gegenüber der Außenwelt bieten. Je nach Konstruktion können Schirmdämpfungen von 60 bis 120 dB erreicht werden. Im Inneren der Kammer befinden sich Absorber, die die erzeugte Feldenergie des Prüflings (sowie von Antennen bei Immunitätstests) aufnehmen und in Wärme umwandeln. Durch diese Absorption wird ein reflexionsfreies Verhalten erzielt, das dem natürlichen Freifeldverhalten sehr nahekommt. Die Antenne wird dabei in einem definierten Abstand (z. B. 1 m, 3 m oder 10 m) zum Prüfling positioniert, was eine entsprechend große Absorberkammer erfordert. Für Pre-Compliance-Messungen gibt es jedoch je nach Budget auch verschiedene Optionen, um zielführende Messungen ohne eine normgerechte Absorberkammer durchzuführen. Auf diese Weise können die Auswirkungen von Designänderungen schnell überprüft und gezielt in die richtige Richtung korrigiert werden.

Absorberkammer
EMV Zelt / Schirmzelt / Abschirmzelt (mit und ohne Absorber)
Die Abschirmung eines Testbereichs gegen externe Funksignale (wie Radio, GSM, LTE, WLAN, etc.) lässt sich relativ einfach mit einem kostengünstigen EMV-Schirmzelt realisieren. Die maßgeschneiderten Schirmzelte von Shieldex bieten eine ausgezeichnete Abschirmung von bis zu 95 dB im Frequenzbereich von 0.03 bis 40 GHz. Größe und Ausstattung der Zelte können nach Bedarf individuell angepasst werden und sind von den Möglichkeiten analog zu den Absorberkammern zu betrachten. Abhängig von der Größe des Zeltaufbaus lassen sich die standardisierten Entfernungen zwischen Prüfling und Antenne problemlos einhalten. Als Kompromiss ist es jedoch auch möglich, mit geringeren Abständen zu messen. Die hohe Abschirmdämpfung von bis zu 95 dB sorgt für sehr präzise Messergebnisse. Es ist jedoch wichtig, den Aufbau genau zu dokumentieren, um eine gute Reproduzierbarkeit zu gewährleisten. Die kleineren Schirmzelte von Shieldex eignen sich besonders gut für Messaufbauten mit einer TEM-Zelle oder kleineren DUTs (Device Under Test). Auch diese Table Top Zelte bieten eine Abschirmleistung von bis zu 85 dB im Frequenzbereich von 0.03 bis 16 GHz. Da bei diesem Aufbau die Absorber einer normgerechten Absorberkammer fehlen, kann es zu Reflexionen der vom Prüfling abgestrahlten Signale kommen. Diese Reflexionen führen zu Schwankungen in der Verstärkung oder Abschwächung bestimmter Frequenzbereiche, die vom Zeltaufbau und der Antennenposition abhängen. Um diese Reflexionen zu minimieren, können mobile Absorberstellwände eingesetzt werden. Dabei kommen vor allem Flachabsorber zum Einsatz, die bereits ab etwa 200 MHz und -20 dB eine deutliche Reduzierung der Reflexionen bewirken. In diesem Fall gilt: Je kleiner das DUT, desto besser. Ein weiterer Vorteil von Schirmzelten ist ihre einfache Handhabung. Im Vergleich zu Absorberkammern sind Abschirmzelte deutlich leichter und haben keinen Einfluss auf die Statik von Gebäuden. Außerdem können sie schnell auf- und abgebaut werden.

EMV Zelt bei Airbus

EMV Zelt
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. In diesem Fall ist jedoch mit Störungen in verschiedenen Funkfrequenzbereichen, wie beispielsweise dem UKW-Radio und WLAN zu rechnen. Es gibt jedoch einige Möglichkeiten, um zumindest einen Teil der Störeinstrahlungen zu minimieren. Der Messaufbau sollte idealerweise in einem störungsarmen Bereich, wie etwa in einem Kellerraum, stattfinden. Falls möglich, sollte während des Tests das vorhandene WLAN-Netz abgeschaltet werden. Je nach verfügbarem Platz sollte der Abstand zwischen der Antenne und dem Prüfling auf etwa ein oder drei Meter festgelegt werden. Die Antenne sollte in einer Raumecke positioniert werden, während der Prüfling besser in der Raummitte und nicht in einer Ecke platziert wird, um Reflexionen zu verringern.
Warum EMV-Zelte?
Es ist ratsam, in eine Pre-Compliance-Infrastruktur zu investieren und dabei auch die Raumschirmung zu berücksichtigen. Absorberkammern bieten eine hohe Vergleichbarkeit zu den Tests in akkreditierten Laboren, sind jedoch mit sehr hohen Anschaffungskosten verbunden. Abschirmzelte stellen eine hervorragende Alternative zu Absorberkammern dar, da sie ähnliche Schirmdämpfungswerte im Frequenzbereich von 0.03 bis 40 GHz erreichen können. Sie lassen sich in der Ausstattung genauso konfigurieren wie Absorberkammern und durch mobile Absorberstellwände kann die Reflektion signifikant reduziert werden. Ein weiterer Vorteil besteht in den maßgeschneiderten EMV Zelten darin, dass sie sehr leicht sind und somit nicht in die Statik von Gebäuden eingreifen.




What's Next?
Die Abschirmung ist eine entscheidende Komponente in der Automobilindustrie, insbesondere im Zeitalter der Elektromobilität. Mit den Abschirmungslösungen von Shieldex können Automobilhersteller sicherstellen, dass ihre Fahrzeuge die bestmögliche Leistung erbringen und gleichzeitig vor elektromagnetischen Störungen geschützt sind.