EMV-Glossar (EMI/EMC)

Grundbegriffe

Elektromagnetische Störung (EMI)Electromagnetic Interference (EMI)

Beeinträchtigung der Funktion eines Geräts durch eine elektromagnetische Störgröße oder die Aussendung, die sie verursacht.

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)Electromagnetic Compatibility (EMC)

Die Fähigkeit eines Geräts, in seiner elektromagnetischen Umgebung zu funktionieren, ohne andere unzulässig zu stören.

StörfestigkeitImmunity

Die Fähigkeit eines Geräts, bei Vorhandensein einer elektromagnetischen Störgröße ohne Beeinträchtigung zu arbeiten; in Prüfungen anhand der Bewertungskriterien A, B, C beurteilt.

StöraussendungEmission

Elektromagnetische Energie, die ein Gerät leitungsgeführt oder gestrahlt abgibt; Normen legen zulässige Grenzwerte fest.

StörempfindlichkeitSusceptibility

Die Neigung eines Geräts, durch Störgrößen beeinträchtigt zu werden; das Gegenstück zur Störfestigkeit, vor allem in Militärnormen verwendet.

Leitungsgeführte StöraussendungConducted Emission

Elektromagnetische Energie, die über Leiter wie Netz- und Signalleitungen austritt; typischerweise von 150 kHz bis 30 MHz mit einer Netznachbildung (LISN) gemessen.

Gestrahlte StöraussendungRadiated Emission

In den Raum abgestrahlte elektromagnetische Energie; üblicherweise oberhalb von 30 MHz mit einer Antenne gemessen.

Gleichtakt (CM)Common Mode (CM)

Stromanteil, der auf beiden Leitern in dieselbe Richtung fließt. Kabel wirken dafür als Antennen, weshalb er die Hauptursache gestrahlter Störaussendungen ist.

Gegentakt (DM)Differential Mode (DM)

Der normale Signalstromanteil, der auf zwei Leitern in entgegengesetzte Richtungen fließt; die Abstrahlung ist bei kleiner Schleifenfläche gering.

NahfeldNear Field

Bereich nahe der Quelle, in dem das E/H-Verhältnis von dem einer ebenen Welle abweicht; kann vom elektrischen oder vom magnetischen Feld dominiert sein.

FernfeldFar Field

Bereich, in dem die Welle als ebene Welle gilt: E/H beträgt etwa 377 Ω und das Feld nimmt umgekehrt proportional zur Entfernung ab.

OberschwingungHarmonic

Frequenzanteil bei einem ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz. Oberschwingungen von Takten und Schaltnetzteilen sind klassische Ursachen für Überschreitungen bei der Störaussendung.

NebenaussendungSpurious Emission

Unerwünschte Aussendung außerhalb des vorgesehenen Signalbands, z. B. Oberschwingungen und Intermodulationsprodukte.

Intermodulation

Mischung von zwei oder mehr Signalen in einem nichtlinearen Element, wodurch Summen- und Differenzfrequenzanteile entstehen.

AnstiegszeitRise Time

Zeit, in der ein Signal von 10 % auf 90 % seines Endwerts ansteigt. Eine kürzere Anstiegszeit enthält mehr hochfrequente Anteile.

ÜbersprechenCrosstalk

Signalübertragung zwischen benachbarten Leiterbahnen durch kapazitive und induktive Kopplung.

ResonanzResonance

Starke Überhöhung der Antwort bei einer durch L und C (oder die Länge einer Struktur) bestimmten Frequenz. Kabel- und Schlitzresonanzen erhöhen die Störaussendung.

Gütefaktor (Q)Q Factor

Ein Maß für die Schärfe einer Resonanz; je höher Q, desto höher und schmaler die Spitze.

ImpedanzanpassungImpedance Matching

Anpassung von Quell-, Leitungs- und Lastimpedanz zur Verringerung von Reflexionen; schlechte Anpassung erhöht das VSWR.

KopplungswiderstandTransfer Impedance

Verhältnis von induzierter Spannung zu Strom bei einem geschirmten Kabel oder einer Stromzange; niedrigere Werte bedeuten bessere Schirmung.

SkineffektSkin Effect

Hochfrequenter Strom fließt überwiegend nahe der Leiteroberfläche; die Eindringtiefe nimmt mit steigender Frequenz ab.

RückstrompfadReturn Path

Weg, auf dem der Signalstrom zur Quelle zurückfließt. Bei hohen Frequenzen ist die Fläche direkt unter der Leiterbahn der Pfad mit der geringsten Induktivität.

Ground Bounce (Masseprellen)Ground Bounce

Schwankung des Massepotenzials an der Masseinduktivität, wenn viele Ausgänge gleichzeitig schalten.

Messung & Messgeräte

dBm

Absoluter Leistungspegel bezogen auf 1 mW (0 dBm).

dBµV

Spannungspegel bezogen auf 1 µV. Bei 50 Ω gilt dBµV = dBm + 107.

dBµA

Strompegel bezogen auf 1 µA. 60 dBµA = 1 mA und 120 dBµA = 1 A; bei 50 Ω gilt dBµV = dBµA + 34. Verwendet für Stromzangenmessungen und die Grenzwerte CE101 der MIL-STD-461.

dBµV/m

Feldstärkepegel bezogen auf 1 µV/m; die Einheit der Grenzwerte für gestrahlte Störaussendung.

Antennenfaktor (AF)Antenna Factor (AF)

Koeffizient (dB/m), der die Empfängerspannung in die einfallende Feldstärke umrechnet: E = V + AF.

LISN / AMN

Netznachbildung (LISN / AMN): liefert eine definierte Impedanz und entkoppelt Netzstörungen bei der Messung der leitungsgeführten Störaussendung.

Impedanzstabilisierungsnetzwerk (ISN)Impedance Stabilisation Network (ISN)

Netzwerk zur Messung asymmetrischer (Gleichtakt-)leitungsgeführter Störaussendungen an Telekommunikations- und Signalanschlüssen.

Koppel-/Entkoppelnetzwerk (CDN)Coupling/Decoupling Network (CDN)

Netzwerk, das bei Prüfungen der Störfestigkeit gegen leitungsgeführte Störgrößen die Störgröße auf ein Kabel einkoppelt und Hilfsgeräte entkoppelt.

Auflösebandbreite (RBW)Resolution Bandwidth (RBW)

Breite des Messfilters. Eine Verringerung senkt das Grundrauschen, verlängert aber den Sweep.

Videobandbreite (VBW)Video Bandwidth (VBW)

Bandbreite des Filters nach dem Detektor; eine Verringerung glättet Rauschschwankungen.

Quasi-Spitzenwert-Detektor (QP)Quasi-Peak Detector (QP)

Detektor, der ein Signal nach seiner Wiederholrate gewichtet; je höher die Rate, desto höher die Anzeige. Der Referenzdetektor für CISPR-Grenzwerte.

Spitzenwert-Detektor (Peak)Peak Detector

Detektor, der das Maximum des Eingangssignals erfasst. Am schnellsten und immer mindestens so hoch wie QP oder Mittelwert, daher für Vormessungen verwendet.

Mittelwert-Detektor (AV)Average Detector (AV)

Detektor, der den mittleren Signalpegel misst; nützlich, um schmalbandige Signale von breitbandigem Rauschen zu unterscheiden.

EMV-MessempfängerEMI Receiver

Ein spezieller Empfänger nach CISPR 16-1-1 mit Vorselektion und genormten Detektoren.

SpektrumanalysatorSpectrum Analyzer

Messgerät, das den Signalpegel über der Frequenz darstellt. Weit verbreitet für Pre-Compliance-Messungen; formale Prüfungen erfordern Messempfänger-Funktionalität.

Vormessung (Pre-Scan)Pre-scan

Ein schneller Peak-Scan, der Kandidatenfrequenzen vor der genauen QP/AV-Messung findet.

GrundrauschenNoise Floor

Niedrigster messbarer Pegel, bestimmt durch das Eigenrauschen des Empfängers.

UmgebungsstörungenAmbient Noise

Externe Signale (Rundfunk, Kommunikation), die unabhängig vom Prüfling vorhanden sind und die Zuverlässigkeit gestrahlter Messungen verschlechtern.

VorverstärkerPreamplifier

Rauscharmer Verstärker, der kleine Signale über das Empfängerrauschen anhebt; seine Verstärkung muss bei der Umrechnung abgezogen werden.

DämpfungsgliedAttenuator

Passives Bauteil, das ein Signal um einen festen dB-Wert abschwächt; schützt Empfänger vor Übersteuerung und verbessert die Anpassung.

RichtkopplerDirectional Coupler

Bauteil, das hinlaufende und reflektierte Welle getrennt auskoppelt; dient zur Überwachung von Vorwärts- und Rückwärtsleistung bei Störfestigkeitsprüfungen.

StromzangeCurrent Probe

Aufsteckbare Sonde, die den Leiterstrom berührungslos misst; die Umrechnung erfolgt über ihren Kopplungswiderstand.

NahfeldsondeNear-Field Probe

Kleine Sonde zur Lokalisierung von E- oder H-Feldquellen auf einer Leiterplatte; dient zum Aufspüren von Störquellen.

1-dB-Kompressionspunkt (P1dB)1 dB Compression Point (P1dB)

Ausgangspegel, bei dem die Verstärkung 1 dB unter ihren linearen Wert fällt; die praktische Betriebsgrenze.

KalibrierungCalibration

Verfahren, bei dem ein Messgerät, eine Antenne oder ein Kabel mit einem Normal verglichen wird, um Korrekturwerte und Messunsicherheit zu bestimmen.

Messplätze & Antennen

Absorberhalle (SAC)Semi-Anechoic Chamber (SAC)

Messraum mit metallisch reflektierendem Boden sowie mit Absorbern ausgekleideten Wänden und Decke; die Standardumgebung für Messungen der gestrahlten Störaussendung in 3 m/10 m.

Vollabsorberraum (FAR)Fully Anechoic Room (FAR)

Messraum mit Absorbern auf allen Flächen einschließlich des Bodens; für Störaussendungsmessungen oberhalb 1 GHz und gestrahlte Störfestigkeit verwendet.

Freifeldmessplatz (OATS)Open-Area Test Site (OATS)

Messplatz im Freien über offenem Gelände; der Referenzmessplatz, aber von Wetter und Umgebungsstörungen beeinflusst.

Geschirmter RaumShielded Room

Raum mit Metallwänden, der äußere Felder abschirmt; für leitungsgeführte Messungen und zum Fernhalten von Umgebungsstörungen.

BezugsmasseflächeGround Plane

Leitfähige Bezugsplatte des Prüfaufbaus; die Norm legt Größe, Material und Abstand zum Prüfling fest.

DrehtischTurntable

Drehbare Plattform, die den Prüfling um 360° dreht, um die Richtung maximaler Aussendung zu finden.

AntennenmastAntenna Mast

Mast, der die Antenne zwischen 1 und 4 m bewegt, um das Maximum der Interferenz durch Bodenreflexion zu finden.

Bikonische AntenneBiconical Antenna

Breitbandantenne für etwa 30–300 MHz, aufgebaut aus zwei kegelförmigen Elementen.

Logarithmisch-periodische AntenneLog-Periodic Antenna

Richtende Breitbandantenne für etwa 200 MHz bis 1 GHz und darüber.

Bilog-AntenneBilog Antenna

Kombination aus bikonischer und logarithmisch-periodischer Bauform, die 30 MHz–1 GHz mit einer Antenne abdeckt.

HornantenneHorn Antenna

Richtantenne mit stabilem Gewinn für Messungen oberhalb 1 GHz und Störfestigkeitsprüfungen.

Normierte Messplatzdämpfung (NSA)Normalized Site Attenuation (NSA)

Kenngröße zur Validierung eines Messplatzes, bei der die gemessene Messplatzdämpfung innerhalb einer Toleranz (typisch ±4 dB) mit dem Idealwert verglichen wird.

Bereich homogenen Feldes (UFA)Field Uniformity Area (UFA)

Ebene Fläche, in der das Feld bei gestrahlten Störfestigkeitsprüfungen innerhalb einer Toleranz bleibt; wird vor der Prüfung kalibriert.

TEM-Zelle / GTEM-ZelleTEM Cell / GTEM Cell

Hohlleiterähnliche Prüfvorrichtung, die in ihrem Inneren eine TEM-Welle erzeugt, zur Prüfung kleiner Geräte.

ModenverwirbelungskammerReverberation Chamber

Metallkammer, die durch Mehrfachreflexionen und einen Rührer ein statistisch homogenes Feld erzeugt.

Design & Entstörung

Schirmdämpfung (SE)Shielding Effectiveness (SE)

Verhältnis (dB) des Feldpegels ohne und mit Schirm; die Summe aus Absorptions- und Reflexionsdämpfung.

EinfügedämpfungInsertion Loss

Signalabnahme (dB), wenn ein Filter oder Bauteil in den Kreis eingefügt wird.

RückflussdämpfungReturn Loss

Verhältnis (dB) von einfallender zu reflektierter Leistung; ein größerer Wert bedeutet bessere Anpassung.

VSWR (Stehwellenverhältnis)VSWR

Verhältnis von maximaler zu minimaler Stehwellenspannung auf einer Leitung; je näher an 1, desto besser die Anpassung.

ReflexionsfaktorReflection Coefficient

Amplitudenverhältnis Γ von reflektierter zu einfallender Welle. VSWR und Rückflussdämpfung werden beide über Γ ausgedrückt.

WellenwiderstandCharacteristic Impedance

Verhältnis von Spannung zu Strom auf einer unendlich langen Leitung; übliche Werte für Koaxialkabel sind 50 Ω und 75 Ω.

FerritperleFerrite Bead

Bauteil mit ohmscher Impedanz bei hohen Frequenzen, das Störungen in Wärme umsetzt; auf Versorgungs- und Signalleitungen eingesetzt.

GleichtaktdrosselCommon-Mode Choke

Zwei Leiter auf einem gemeinsamen Kern gewickelt, sodass nur der Gleichtaktstrom eine hohe Impedanz sieht.

X-KondensatorX Capacitor

Sicherheitskondensator zwischen den Netzleitern (L–N), der Gegentaktstörungen verringert.

Y-KondensatorY Capacitor

Sicherheitskondensator zwischen Außenleiter und Schutzleiter (L–PE), der Gleichtaktstörungen ableitet; die Kapazität ist durch Ableitstrom-Grenzwerte begrenzt.

AbblockkondensatorDecoupling Capacitor

Kondensator nahe einem IC-Versorgungspin, der hochfrequenten Strom lokal bereitstellt und Versorgungsstörungen verringert.

Eigenresonanzfrequenz (SRF)Self-Resonant Frequency (SRF)

Frequenz, bei der ein Bauteil aufgrund seiner parasitären Elemente in Resonanz gerät; oberhalb davon verhält sich ein Kondensator wie eine Induktivität.

Snubber

RC- (oder RCD-)Schaltung, die Nachschwingen und Spannungsspitzen von Schaltelementen dämpft.

Spread-Spectrum-Takt (SSC)Spread-Spectrum Clocking (SSC)

Leichte Modulation der Taktfrequenz, um die Energie auf ein breiteres Band zu verteilen; senkt die Spitzen, die Gesamtenergie bleibt jedoch gleich.

EMV-DichtungEMI Gasket

Leitfähiges Teil, das Gehäusefugen gegen Leckage abdichtet.

Öffnungs- (Schlitz-)LeckageAperture (Slot) Leakage

Elektromagnetische Energie, die durch Spalte und Öffnungen eines Schirms austritt; nahezu ungeschirmt, wenn die größte Abmessung λ/2 erreicht.

Pigtail

Anschluss eines Kabelschirms über einen kurzen Draht an Masse; seine Induktivität verschlechtert die HF-Schirmwirkung erheblich.

360°-Schirmanbindung360° Shield Termination

Anbindung des Kabelschirms über den vollen Umfang an das Steckergehäuse; weit besser als ein Pigtail.

Bonding (Masseverbindung)Bonding

Niederimpedante Verbindung von Metallteilen; Oberflächenbeschaffenheit und Fläche der Kontakte bestimmen das HF-Verhalten.

Netzfilter (EMV-Filter)Mains Filter (EMI Filter)

Filter aus X/Y-Kondensatoren und einer Gleichtaktdrossel, das leitungsgeführte Störaussendungen und einlaufende Störungen auf dem Netz verringert.

TVS-DiodeTVS Diode

Bauelement, das transiente Spannungen begrenzt, um Schaltungen zu schützen; ein grundlegendes ESD- und Surge-Schutzbauteil.

Balun

Bauteil zur Umsetzung zwischen symmetrischen und unsymmetrischen Leitungen; kann durch Unsymmetrie verursachten Gleichtaktstrom unterdrücken.

Störfestigkeitsprüfung

Elektrostatische Entladung (ESD)Electrostatic Discharge (ESD)

Kurze, intensive Entladung zwischen geladenen Objekten. IEC 61000-4-2 definiert Prüfungen mit Kontakt- und Luftentladung.

Schnelle transiente Störgrößen (EFT/Burst)Electrical Fast Transient (EFT/Burst)

Pakete schneller Impulse durch das Schalten induktiver Lasten; geprüft nach IEC 61000-4-4.

Stoßspannung (Surge)Surge

Energiereiche transiente Spannung bzw. transienter Strom durch Blitz oder große Schaltvorgänge; geprüft nach IEC 61000-4-5.

Prüfung der Störfestigkeit gegen gestrahlte StörgrößenRadiated Susceptibility/Immunity Test

Beaufschlagung des Prüflings mit einem äußeren Feld, um Fehlfunktionen zu prüfen; Beispiele sind IEC 61000-4-3 und MIL-STD-461 RS103.

Prüfung der Störfestigkeit gegen leitungsgeführte StörgrößenConducted Susceptibility/Immunity Test

Einspeisung einer Störgröße auf Kabel oder Netzleitungen, um Fehlfunktionen zu prüfen; z. B. IEC 61000-4-6 und MIL-STD-461 CS114.

Stromeinspeisung (BCI)Bulk Current Injection (BCI)

Prüfverfahren, bei dem mit einer Einspeisezange Strom in ein Kabelbündel induziert wird; in Automobil- und Militärnormen weit verbreitet.

Amplitudenmodulation (AM)Amplitude Modulation (AM)

Änderung der Amplitude eines Trägers durch ein Signal; 1 kHz, 80 % AM ist bei Störfestigkeitsprüfungen der Standard.

Bewertungskriterien (A/B/C)Performance Criteria (A/B/C)

Kategorien, die die während oder nach einer Störfestigkeitsprüfung zulässige Beeinträchtigung beschreiben; A ist das strengste.

SpannungseinbruchVoltage Dip

Vorübergehender Abfall der Versorgungsspannung; geprüft nach IEC 61000-4-11.

Flicker

Sichtbares Flackern der Beleuchtung durch Schwankungen der Versorgungsspannung; mit einem Flickermeter gemessen und sowohl in Störaussendungs- als auch Störfestigkeitsnormen behandelt.

Höhen-EMP (HEMP)High-Altitude EMP (HEMP)

Breitbandiger elektromagnetischer Impuls einer nuklearen Explosion in großer Höhe; Prüfungen sind u. a. in IEC 61000-4-25 geregelt.

Prüfling (EUT)Equipment Under Test (EUT)

Das zu prüfende Produkt; wird während der Prüfung in seinem ungünstigsten Betriebszustand betrieben.

Hilfseinrichtung (AE)Auxiliary Equipment (AE)

Zusätzliche Geräte (Lasten, Laptops, Sensoren), die zum Betrieb des Prüflings angeschlossen werden; so kontrolliert, dass sie das Ergebnis nicht beeinflussen.

Messunsicherheit, Zertifizierung & Vorschriften

Abstand (Marge)Margin

Differenz (dB) zwischen Grenzwert und Messwert; Entwicklungsziele verlangen üblicherweise mindestens 3–6 dB.

MessunsicherheitMeasurement Uncertainty

Quantifizierter Bereich, um den ein Ergebnis vom wahren Wert abweichen kann; aufgebaut aus Beiträgen von Kabel, Antenne, Empfänger und Fehlanpassung.

Erweiterungsfaktor (k)Coverage Factor (k)

Faktor, mit dem die kombinierte Standardunsicherheit multipliziert wird, um die erweiterte Unsicherheit zu erhalten; k = 2 entspricht etwa 95 % Vertrauensniveau.

Erweiterte MessunsicherheitExpanded Uncertainty

Kombinierte Standardunsicherheit multipliziert mit dem Erweiterungsfaktor: U = k·u_c.

Wurzel aus der Quadratsumme (RSS)Root-Sum-Square (RSS)

Verfahren zur Kombination unabhängiger Fehleranteile: u_c = √(Σu²).

Schutzband (Guard Band)Guard Band

Interne Bestehensgrenze innerhalb des Grenzwerts zur Berücksichtigung der Messunsicherheit, festgelegt durch die Zertifizierungsstelle oder Herstellervorgaben.

Verteilung der UnsicherheitUncertainty Distribution

Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Unsicherheitsbeitrags (Rechteck, Dreieck, U-Form, Normal); jede hat ihren eigenen Divisor.

MessplatzvalidierungSite Validation

Verfahren (z. B. NSA), mit dem bestätigt wird, dass ein Messplatz die Anforderungen der Norm erfüllt.

Pre-Compliance

Vorabbewertung vor der formalen Prüfung mit eigenen oder externen Einrichtungen; verringert Kosten für Wiederholungsprüfungen und Terminrisiken.

PrüfplanTest Plan

Dokument, das Konfiguration des Prüflings, Betriebsarten, anzuwendende Prüfungen, Grenzwerte und Bestehenskriterien im Voraus festlegt.

Klasse A / Klasse BClass A / Class B

Einteilung von Geräten nach Einsatzumgebung; B gilt für den Wohnbereich mit strengeren Grenzwerten.

GrundnormBasic Standard

Norm, die nur Prüfverfahren festlegt (z. B. IEC 61000-4-x); Prüfpegel und Bewertung stammen aus der Produktnorm.

Produkt(familien)normProduct (Family) Standard

Norm, die Grenzwerte, Prüfpegel und Kriterien für eine Produktfamilie festlegt (z. B. CISPR 32, CISPR 35).

CE-KennzeichnungCE Marking

Konformitätszeichen für den europäischen Markt; die Einhaltung der EMV-Richtlinie (2014/30/EU) ist erforderlich.

KC-ZertifizierungKC Certification

Konformitätszeichen für Sicherheit und EMV, das für in Korea in Verkehr gebrachte Geräte vorgeschrieben ist.

FCC Part 15

Der Teil der US-amerikanischen FCC-Vorschriften, der Anforderungen an die Aussendung absichtlicher und unabsichtlicher Strahler festlegt, mit Klasse A/B.

CISPR

Das Internationale Sonderkomitee für Funkstörungen der IEC; veröffentlicht Grenzwert- und Messnormen für Störaussendungen (CISPR 11, 16, 32, …).

MIL-STD-461

Norm des US-Verteidigungsministeriums (DoD) zur Begrenzung der elektromagnetischen Störeigenschaften militärischer Geräte.

Ausgabe / ÄnderungEdition / Amendment

Normen werden regelmäßig überarbeitet, wobei sich Grenzwerte oder Verfahren ändern können; daher muss für die Prüfung die anzuwendende Ausgabe angegeben werden.