Hameg HZ540 User manual

Sondensatz
Near-Field Probe Set
HZ540/HZ550
Handbuch / Manual
Deutsch / English

Änderungen vorbehalten
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
Allgemeine Hinweise zur CE-
Kennzeichnung
HAMEG Messgeräte erfüllen die Bestimmungen
der EMV Richtlinie. Bei der Konformitätsprüfung
werden von HAMEG die gültigen Fachgrund-
bzw. Produktnormen zu Grunde gelegt. Sind
unterschiedliche Grenzwerte möglich, werden
von HAMEG die härteren Prüfbedingungen an-
gewendet. Für die Störaussendung werden die
Grenzwerte für den Geschäfts- und Gewerbebe-
reich sowie für Kleinbetriebe angewandt (Klasse
1B). Bezüglich der Störfestigkeit nden die für
den Industriebereich geltenden Grenzwerte
Anwendung.
Die am Messgerät notwendigerweise angeschlos-
senen Mess- und Datenleitungen beeinussen
die Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte in
erheblicher Weise. Die verwendeten Leitungen
sind jedoch je nach Anwendungsbereich unter-
schiedlich. Im praktischen Messbetrieb sind daher
in Bezug auf Störaussendung bzw. Störfestigkeit
folgende Hinweise und Randbedingungen unbe-
dingt zu beachten:
1. Datenleitungen
Die Verbindung von Messgeräten bzw. ihren
Schnittstellen mit externen Geräten (Druckern,
Rechnern, etc.) darf nur mit ausreichend abge-
schirmten Leitungen erfolgen. Sofern die Bedie-
nungsanleitung nicht eine geringere maximale
Leitungslänge vorschreibt, dürfen Datenleitun-
gen (Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung) eine
Länge von 3 Metern nicht erreichen und sich
nicht außerhalb von Gebäuden benden. Ist an
einem Geräteinterface der Anschluss mehrerer
Schnittstellenkabel möglich, so darf jeweils nur
eines angeschlossen sein.
Bei Datenleitungen ist generell auf doppelt ab-
geschirmtes Verbindungskabel zu achten. Als
IEEE-Bus Kabel ist das von HAMEG beziehbare
doppelt geschirmte Kabel HZ72 geeignet.
2. Signalleitungen
Messleitungen zur Signalübertragung zwischen
Messstelle und Messgerät sollten generell so kurz
wie möglich gehalten werden. Falls keine gerin-
gere Länge vorgeschrieben ist, dürfen Signallei-
tungen (Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung) eine
Länge von 3 Metern nicht erreichen und sich nicht
außerhalb von Gebäuden benden. Alle Signal-
leitungen sind grundsätzlich als abgeschirmte
Allgemeine Hinweise
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
Hersteller: HAMEG Instruments GmbH
Industriestraße 6
D-63533 Mainhausen
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die
Konformität für das Produkt
Bezeichnung: Nahfeldsonde
Typ: HZ540 / HZ550
mit: –
Optionen: –
mit den folgenden Bestimmungen:
EMV Richtlinie 89/336/EWG ergänzt durch
91/263/EWG, 92/31/EWG
Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG
ergänzt durch 93/68/EWG
Angewendete harmonisierte Normen:
Sicherheit:
EN 61010-1:1993 / IEC (CEI) 1010-1:1990 A1:
199 / VDE 0411: 1994
Überspannungskategorie II
Verschmutzungsgrad: 2
Elektromagnetische Verträglichkeit:
EN 50082-2: 1995 / VDE 0839 T82-2
ENV 50140: 1993 / IEC (CEI) 1004-4-3: 1995 /
VDE 0847 T3
ENV 50141: 1993 / IEC (CEI) 1000-4-6 / VDE
0843 / 6
EN 61000-4-2: 1995 / IEC (CEI) 1000-4-2: 1995 /
VDE 0847 T4-2: Prüfschärfe = 2
EN 61000-4-4: 1995 / IEC (CEI) 1000-4-4: 1995 /
VDE 0847 T4-4: Prüfschärfe = 3
EN 50081-1: 1992 / EN 55011: 1991 / CISPR11:
1991 / VDE0875 T11: 1992
Gruppe = 1,
Klasse = B
Datum: 1.6.2007
Unterschrift
Holger Asmussen
Manager


Änderungen vorbehalten
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
Leitungen (Koaxialkabel - RG58/U) zu verwenden.
Für eine korrekte Masseverbindung muss Sorge
getragen werden. Bei Signalgeneratoren müssen
doppelt abgeschirmte Koaxialkabel (RG223/U,
RG214/U) verwendet werden.
3. Auswirkungen auf die Geräte
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektri-
scher oder magnetischer Felder kann es trotz
sorgfältigen Messaufbaues über die angeschlos-
senen Kabel und Leitungen zu Einspeisung un-
erwünschter Signalanteile in das Gerät kommen.
Dies führt bei HAMEG Geräten nicht zu einer Zer-
störung oder Außerbetriebsetzung. Geringfügige
Abweichungen der Anzeige – und Messwerte über
die vorgegebenen Spezikationen hinaus können
durch die äußeren Umstände in Einzelfällen
jedoch auftreten.
HAMEG Instruments GmbH
Allgemeine Hinweise
English 20

Konformitätserklärung 2
Allgemeine Hinweise zur
CE-Kennzeichnung 2
Nahfeld-Sonden HZ540 / HZ550 4
Technische Daten 5
Wichtige Hinweise 6
Sicherheit 6
Betriebsbedingungen 6
Verwendete Symbole 6
Gewährleistung und Reparatur 6
Inbetriebnahme 7
Allgemeines 8
EMV-Probleme in der Praxis 12
Praxisorientierte Auswahl von
Signalleitungsltern 13
Messung der Schirmdämpfung
von Abschirmgehäusen 17
Commonly asked questions 36

Änderungen vorbehalten
HZ540 / HZ550
für die EMV-Diagnose
H-Feld Sonde zum lokalisieren von Störquellen
Hochimpedanzsonde zur Untersuchung von Störpegeln
E-Feldsonde zur Beurteilung von
Abschirm- und Filtermaßnahmen
Sondensatz HZ540 / HZ550
Sondensatz
HM50
Sondensatz
HM50

5
Änderungen vorbehalten
Technische Daten
H-Feld-Sonde (typischer Frequenzverlauf)
SCALE = 10dB/DIV.
SCALE = 10dB/DIV.
Hochimpedanz Sonde
(typischer Frequenzverlauf)
SCALE = 10dB/DIV.
E-Feld-Sonde (typischer Frequenzverlauf)
SPAN: 3GHz
RESBW: 30kHz VIDBW: 100kHz
SPAN: 3GHz
RESBW: 30kHz VIDBW: 100kHz
SPAN: 3GHz
RESBW: 30kHz VIDBW: 100kHz

Frequenzbereich: < 1 MHz bis ca.  GHz
Richtwirkung: Omnidirektional
Empndlich für elektrische Felder
Ausgangsimpedanz: 50 W; SMA-Anschluss
Spannungsversorgung: 6 V / 80 mA

Frequenzbereich: < 0 MHz bis ca.  GHz
Richtwirkung: wie Rahmenantenne;
Empndlich für veränderliche
magnetische Felder
Ausgangsimpedanz: 50 W; SMA-Anschluss
Spannungsversorgung: 6 V / 80mA

Frequenzbereich: < 1 MHz bis ca.  GHz
Eingangskapazität: <  pF II ca. 50 kW
Teilungsverhältnis: im Bereich ca. 10 : 1 bis 0 : 1
Max. Eingangsspannung: 10 Vss
Max. Spannung eines
unisolierten Leiters 0 V
Ausgangsimpedanz: 50 W; SMA-Anschluss
Spannungsversorgung: 6 V / 80 mA

Frequenzbereich: < 50 MHz bis ca.  GHz
Richtwirkung: Empndlich für veränderliche
magnetische Felder
Hohe räumliche Auösung durch
kleinen Sensor
Max. Spannung eines
unisolierten Leiters: 0 V
Ausgangsimpedanz: 50 W; SMA-Anschluss
Spannungsversorgung: 6V 80mA

Frequenzbereich: ca. 50 kHz bis  GHz
Eingangskapazität: < 0, pF II ca. 50 kW
Teilungsverhältnis: 10 : 1
Max. Eingangsspannung: 5 Vss
Max. Spannung eines
unisolierten Leiters: 0 V
Ausgangsimpedanz: 50 W; SMA-Anschluss
Spannungsversorgung: 6V 80mA

Frequenzbereich: < 50 MHz bis ca.  GHz
Richtwirkung: wie Rahmenantenne; passiv
Empfang und Abstrahlung
magnetischer Wechselfelder
Max. Eingangsleistung: 0,5 W (kurzzeitig)
Ausgangsimpedanz: 50 W; SMA-Anschluss

bei 23 °C nach einer Aufwärmzeit von 30 Minuten

Abmessungen (L x B x H): 1 x 7 x 70 mm
(+ Antennenstab bei HZ551)
Versorgungsspannung aus HAMEG-Spektrumanalysatoren
oder optionalem Netzteil (außer HZ556) Versorgungskabel ist
fest an Sonde angeschlossen.
Lieferumfang:
HZ50 (Basissatz) = 1x HZ551; 1x HZ55; 1x HZ55;
1x SMA/BNC-Kabel 1,m; Stabiler Transportkoffer; Manual
HZ550 = wie Basissatz HZ50 zzgl. 1x HZ55 + 1x HZ556 +
1x SMA/N-Kabel

6Änderungen vorbehalten
Wichtige Hinweise
Betriebsbedingungen
Die zulässige Umgebungstemperatur während
des Betriebs reicht von +5 °C... +0 °C. Während
der Lagerung oder des Transports darf die Tem-
peratur zwischen –0 °C und +70 °C betragen. Hat
sich während des Transports oder der Lagerung
Kondenswasser gebildet, müssen die Messbrücke
ca.  Stunden akklimatisiert werden, bevor sie in
Betrieb genommen werden. Die Messbrücke ist
zum Gebrauch in sauberen, trockenen Räumen
bestimmt. Die Betriebslage ist beliebig.
Verwendete Symbole
Achtung –
Bedienungsanleitung beachten
Vorsicht Hochspannung
Erdanschluss
Gewährleistung und Reparatur
Jede Sonde durchläuft vor dem Verlassen der
Produktion einen Qualitätstest.
Bei Beanstandungen innerhalb der gesetzlichen
Gewährleistungsfrist wenden Sie sich bitte an den
Händler, bei dem Sie Ihr HAMEG Produkt erwor-
ben haben. Für die Abwicklung von Reparaturen
innerhalb der Gewährleistungsfrist gelten unsere
Gewährleistungsbedingungen, die im Internet
unter http://www.hameg.com eingesehen wer-
den können.
Nur für die Länder der EU:
Um den Ablauf zu beschleunigen, können Kunden
innerhalb der EU die Reparaturen auch direkt mit
HAMEG abwickeln. Auch nach Ablauf der Gewähr-
leistungsfrist steht Ihnen der HAMEG Kundenser-
vice für Reparaturen zur Verfügung.
Return Material Authorization (RMA):
Bevor Sie ein Gerät an uns zurücksenden, fordern
Sie bitte in jedem Fall per Internet: http://www.
hameg.com oder Fax eine RMA-Nummer an.
Sollte Ihnen keine geeignete Verpackung zur
Verfügung stehen, so können Sie einen leeren
Originalkarton über den HAMEG-Service (Tel:
+9 (0) 618 800 500, E-Mail: service@hameg.
com) bestellen.
Wichtige Hinweise
Sofort nach dem Auspacken sollten die Sonden
auf mechanische Beschädigungen und lose Teile
im Innern überprüft werden. Falls ein Trans-
portschaden vorliegt, ist sofort der Lieferant zu
informieren. Die Sonden dürfen dann nicht in
Betrieb gesetzt werden.
Sicherheit
Die Sonden haben das Werk in sicherheits-
technisch einwandfreiem Zustand verlassen.
Sie entsprechen damit auch den Bestimmungen
der europäischen Norm EN 61010-1 bzw. der
internationalen Norm IEC 1010-1. Um diesen
Zustand zu erhalten und einen gefahrlosen Be-
trieb sicherzustellen, muss der Anwender die
Hinweise und Warnvermerke beachten, die in
dieser Bedienungsanleitung, im Testplan und in
der Service-Anleitung enthalten sind.
Wenn anzunehmen ist dass ein gefahrloser Be-
trieb nicht mehr möglich ist, so sind die Sonden
außer Betrieb zu setzen und gegen unabsicht-
lichen Betrieb zu sichern. Diese Annahme ist
berechtigt,
– wenn die Sonden sichtbare Beschädigungen
hat,
– wenn die Sonden lose Teile enthalten,
– wenn die Sonden nicht mehr arbeiten,
– nach längerer Lagerung unter ungünstigen
Verhältnissen
(z.B. im Freien oder in feuchten Räumen),
– nach schweren Transportbeanspruchungen
(z.B. mit einer Verpackung, die nicht den
Mindestbedingungen von Post, Bahn oder
Spedition entsprach).
Grundsätzlich ist die Messung an spannungs-
führenden Schaltungsteilen mit Spannungen
höher als 30V mit den Sonden nicht zulässig. Da
zu einem erheblichen Teil am geöffneten Gerät
gemessen wird, ist Voraussetzung, dass der
Benutzer mit den dabei auftretenden Gefahren
vertraut ist. Netzbetriebene Geräte müssen bei
der Messung über einen Sicherheitstrenntrans-
formator galvanisch vom Netz getrennt werden
(erdfrei) .

7
Änderungen vorbehalten
Inbetriebnahme
Inbetriebnahme
Die Spannungsversorgung der Sonden erfolgt di-
rekt aus den HAMEG Spektrumanalysatoren. Wird
ein anderer Spektrumanalysator, ein Oszilloskop
oder ein Messempfänger für die Messungen
verwendet, so erfolgt die Versorgung durch ein
optional lieferbares Netzteil.
Der Anschluß der Sonden an Spektrumanalysator,
Meßempfänger oder Oszilloskop erfolgt durch ein
mitgeliefertes SMA-BNC-Kabel. Dies ermöglicht
im Allgemeinen genügend Spielraum für die
notwendigen Messungen. Sollte aus besonderen
Gründen ein längeres Kabel verwendet werden,
sind Abweichungen des Amplitudenganges bei
höheren Frequenzen möglich.
Im Normalfall werden die Sonden in Verbindung
mit einem Spektrumanalysator betrieben. Diese
Geräte besitzen üblicherweise eine Eingangs-
impedanz von 50 W . Dadurch ist ein korrekter
Abschluss der Sonden gewährleistet. Wird ein
Oszilloskop oder ein Messempfänger mit abwei-
chendem Eingangswiderstand angeschlossen, so
ist unbedingt auf korrekten Abschluss der Sonden
zu achten. Ansonsten ergeben sich erhebliche,
nicht abschätzbare Beeinussungen des Fre-
quenzganges.
Die Sonden sind auf Grund Ihrer elektrischen
Charakteristika für unterschiedliche Prüfungen
vorgesehen. Die E-Feld-Sonde wird im Allge-
meinen für Messungen im Abstand von 1 m bis
1,5 m vom zu untersuchenden Objekt eingesetzt.
Die dabei ermittelten Störfrequenzen lassen
sich mit der H-Feld-Sonde im Nahbereich der
Störquelle lokalisieren. Die Hochimpedanzsonde
ermöglicht anschließend die exakte Eingrenzung
der Störquelle und die gezielte Beurteilung der
getroffenen Maßnahmen.
Die E-Feld-Sonde ist auf Grund Ihrer Eigen-
schaften nicht für Messungen innerhalb eines
Gerätes oder direkt an spannungsführenden
Teilen einer Schaltung vorgesehen. Elektrischer
Kontakt der Antenne mit spannungsführenden
Schaltungsteilen (DC max. 0 V; AC max. +10 dBm)
kann zur Zerstörung des eingebauten Vorverstär-
kers führen. Die genannten Grenzwerte gelten
auch für die Hochimpedanzsonde, hier ist jedoch
elektrischer Kontakt für die Messung im Rahmen
der vorgegebenen Grenzwerte vorgesehen.
Sicherheitshinweis!
Grundsätzlich ist die Messung an
spannungsführenden Schaltungs-
teilen mit Spannungen höher als 30V
mit den Sonden nicht zulässig. Da zu
einem erheblichen Teil am geöffneten
Gerät gemessen wird, ist Vorausset-
zung, daß der Benutzer mit den dabei
auftretenden Gefahren vertraut ist.
Netzbetriebene Geräte müssen bei
der Messung über einen Sicherheits-
trenntransformator galvanisch vom
Netz getrennt werden (erdfrei) .
Es sei in diesem Zusammenhang darauf hinge-
wiesen, dass mit den Sonden keine quantitativen
Messungen durchgeführt werden können. Eine
auf den Mess-Ergebnissen direkt beruhende
Berechnung der Störstrahlung zur Verwendung
bei Abnahmeuntersuchungen ist nicht möglich.
Der Sondensatz ist als Hilfsmittel zur qualitativen
Erfassung von Störfrequenzen im Rahmen von
entwicklungsbegleitenden Messungen entwickelt
worden. Die Aussagekraft der erzielten Meßer-
gebnisse ist stark von den jeweiligen Randbedin-
gungen der Messungen abhängig.

8Änderungen vorbehalten
Al l g e m eine s A l l g e m e i n e s
Allgemeines
Entwickler und Hersteller von elektrischen und
elektronischen Geräten sind verpflichtet, die
Verträglichkeit der eigenen Geräte im Sinne der
EMV-Richtlinie sicherzustellen. Die Erkenntnis,
Störsicherheit lässt sich nicht durch nachträg-
liche Prüfung erzielen, sondern muss über alle
Stufen einer Entwicklung erarbeitet werden, steht
außer Frage. Dabei muss EMV nicht teuer sein.
Einfache Hilfsmittel für den Bereich der entwick-
lungsbegleitenden Messtechnik halten Aufwand
und Kosten für die EMV-Sicherheit in einem
überschaubaren Rahmen. HAMEG bietet für diese
Untersuchungen kostengünstige Geräte für die
EMV-Pre-Compliance Messtechnik an.
HAMEG Spektrumanalysatoren, Netznachbil-
dungen und Nahfeldmesssonden für den Einsatz
bei der entwicklungsbegleitenden EMV-Mess-
technik bieten die richtige Hilfestellung wenn es
darum geht, schnell und kostengünstig nachprüf-
bare Ergebnisse zu erzielen.
Eigenschaften der Sonden
Die nach ergonomischen Gesichtspunkten aus-
gewählte Sondenform läßt sich gut handhaben.
Auf Grund der geringen Baugröße sind auch
Messungen an ungünstig zugänglichen Stellen
möglich. Die Spannungsversorgung der Sonden
erfolgt direkt aus einem HAMEG Spektrumana-
lysator. Lösungen zur Spannungsversorgung bei
Verwendung von Geräten anderer Hersteller sind
optional als Zubehör vorhanden. Die Sonden haben
eine Ausgangsimpedanz von 50 Ohm und lassen
sich sowohl an Spektrumanalysatoren, Messemp-
fängern und Oszilloskopen verwenden.
EMV-Nahfeldsondensätze
HZ540 und HZ550
HAMEG Nahfeld-Sondensätze für die EMV-Pre-
compliance-Messtechnik bestehen aus verschie-
denen Breitbandsonden mit unterschiedlicher
Empfangscharacteristik. Die Sonden werden in
Verbindung mit Spektrumanalysatoren, Mess-
empfängern oder Oszilloskopen zur qualitativen
Erfassung elektromagnetischer Strahlung ein-
gesetzt. Sie dienen vor allem zur Diagnose von
Störemissionen auf Leiterplatten, von integrierten
Schaltungen, Kabeln, Leckstellen in Schirmungen
und ähnlichen Störstrahlungsquellen. Die HAMEG
Sondensätze HZ50 und HZ550 sind entsprechend
der gewünschten Aufgabenstellung unterschied-
lich zusammengestellt.
Die Sondensätze enthalten in der Basisausstat-
tung eine aktive Magnetfeldsonde, einen aktiven
E-Feld-Monopol und eine aktive Hochimpe-
danzsonde. Abweichend vom Basissatz HZ50
ist der HZ550 um zusätzliche Sonden wie eine
µH-Feld-Sonde und eine passive Einstrahlsonde
erweitert.
Beschreibung der Sonden
E-Feld-Sonde HZ551
Die E-Feld-Sonde hat die höchste Empndlichkeit
der zum Einsatz kommenden Sonden und nimmt
Störstrahlungen im gesamten spezifizierten
Frequenzbereich omnidirektional auf. Sie wird
verwendet, um die Gesmtabstrahlung einer
Baugruppe oder eines Gerätes zu erfassen und
ermöglicht, sich einen ersten Überblick des Stör-
spektrums zu verschaffen. So dient die Sonde z. B.
dazu, um ein Ergebnis einer EMV-Prüfung durch
einen Dienstleister nachzuvollziehen, oder einfach
die Wirkung von Abschirmmaßnahmen zu prüfen.
Ferner kann man mit der E-Feld-Sonde Relativ-
messungen zu Abnahmeprotokollen durchführen.
Üblicherweise wird die Messung mit dieser Sonde
in einem Abstand von ca. 1m vom Messobjekt
durchgeführt.
H-Feld-Sonde HZ552
Die mit der E-Feld-Sonde ermittelten Störfre-
quenzen lassen sich dann mit der H-Feld-Sonde
im Nahbereich der Störquelle lokalisieren. Die
Sonde HZ55 hat konstruktionsbedingt eine hohe
Auösung. Mit ihr kann man kann z. B. schnell
feststellen welcher IC stark stört, Abschirmungen
auf „undichte“ Stellen untersuchen und Kabel
oder Leitungen auf mitgeführte Störleistungen
absuchen. Dabei ist die HZ55 wegen der geringen
Baugröße hervorragend für die Lokalisierung von
Störgrößen an ungünstig zugänglichen Stellen
oder für die Messung an sehr kleinen Störquellen,
z. B. SMD-Bauformen, geeignet.
µH-Feld-Sonde HZ554
Die µH-Feld-Sonde dient zur Untersuchung von
H-Feldern an kleinsten SMD-Bauformen und auf
Leiterbahnen, sowie zur Detektion von Störströ-
men in Masseleitungen. Die Sonde ist empndlich
für Änderungen des magnetischen Flusses und

9
Änderungen vorbehalten
Allgemeines
ist sogar in der Lage, im Sinne der EMV störende
Ströme in Ground-planes zu detektieren. Dabei
wird nicht der Absolutwert des Stromes gemes-
sen, sondern vielmehr die Rate seiner Änderung.
Die Amplitude des Sondensignales ist direkt
proportional zur Änderung des magnetischen
Flusses und damit zur Änderung des erregenden
Stromes.
Deshalb ist diese Sonde zur ersten und überschlä-
gigen Untersuchung der Wirksamkeit von EMV-
Maßnahmen besonders geeignet. Sie ermöglicht
die Millimetergenaue Erfassung der Störquelle
und gibt nach vorheriger Eingrenzung der Stör-
quelle eine gute Aussage über die Wirksamkeit
der getroffenen EMV-Massnahme.
Hochimpedanz-Sonde HZ553
Die Hochimpedanzsonde HZ55 bietet eine hohe
Eingangsimpedanz bei gleichzeitig sehr niedriger
Eingangskapazität. Das Messverfahren ähnelt
einer Messung mit Oszilloskop-Tastköpfen. Mit
dieser Sonde wird direkt auf Leiterbahnen oder
in elektrischem Kontakt mit Bauteileanschlüssen
gemessen. Dies ermöglicht die exakt Eingrenzung
der Störquelle bis hinunter zur Anschlussebe-
ne und erlaubt somit die gezielte Beurteilung
getroffener EMV-Maßnahmen. Die Hochimpe-
danz-Sonden weist eine Eingangskapazität <pF
bei einer Impedanz ca. 50 k W auf und belastet
somit den Prüing nur in sehr geringem Maße.
Der Abschwächungsfaktor der Sonde liegt in
der Größenordnung von ca. 10dB bis 0dB. Auf
Grund der Konstruktion der Sonde nach einem
patentierten Verfahren, kann auf die Verwen-
dung eines Masseanschlusses bei der Messung
verzichtet werden.
Low-Capacitance-Probe HZ555
Überall dort, wo bei niedrigen Signalpegeln
gemessen werden muss und die kapazitive Be-
lastung durch einen Tastkopf das Messergebnis
verfälscht würde, kommt die HZ555 zum Einsatz.
Die Sonde erlaubt wegen ihrer, gegenüber der
Hochimpedanzsonde nochmals niedrigeren
Eingangskapazität von <0,pF, die gezielte
Beurteilung getroffener EMV-Maßnahmen auf
Leiterplatten- und Bauteileebene.
Das patentierte Konstruktionsprinzip ermöglicht
den Einsatz der Sonde ohne Masseleitung; d.h.
alleine das Kontaktieren mit dem signalführen-
den Punkt erlaubt eine genaue Messung von
Signalen bis zu mehreren GHz. Der denierte
Teilerfaktor von 10:1 erleichtert das Arbeiten mit
Oszilloskopen.
Einstrahlsonde HZ556
Die Einstrahlsonde HZ556 dient zur Untersuchung
der Störempndlichkeit von analogen – und bedingt
auch von digitalen Schaltungen. Sie ist passiv
aufgebaut und benötigt zum Betrieb einen HF-
Generator. Die Auösung entspricht der H-Feld-
Sonde HZ55. Allerdings ist die Sonde durch ihren
passiven Aufbau sowohl als Sender als auch als
Empfänger zu verwenden. Sie kann zur Induzierung
von Strömen auf Leitungen oder Prüfsignalen in
Bauteile verwendet.

10 Änderungen vorbehalten
EMV-Probleme in der Praxis
Dem Elektronik-Entwickler sind mittlerweile
zahlreiche Maßnahmen zur Verbesserung der
EMV von Leiterplatten bekannt. Wie viel diese
Maßnahmen jeweils im Einzelfall wert sind, er-
kennt man oft erst bei der Abstrahlungsmessung
in der GHz-TEM-Zelle.
Diese Tatsache führt aber dazu, dass die Einzel-
maßnahme selten geprüft wird, weil der Aufwand
an Zeit und Kosten viel zu groß wäre. Prüft man
jedoch erst, nachdem eine ganze Reihe von Maß-
nahmen durchgeführt wurde, dann kann man den
Erfolg oder Misserfolg der Einzelmaßnahme nicht
mehr zuordnen.
Für eine gewisse Vorabprüfung bietet sich die
Verwendung so genannter Schnüffelsonden an.
Zwei Typen dieser Sonden sind im Gebrauch: die so
genannte E-Feld-Sonde und die H-Feld-Sonde.
Die E-Feld-Sonde reagiert auf elektrische Wech-
selfelder. Die H-Feld-Sonde ist empndlich für
Änderungen des magnetischen Flusses. Bevor
man diese Sonden einsetzt, sollte man sich
darüber klar werden, welche Felder bei modernen
Leiterplatten die überwiegende Rolle spielen.
Bei hohen Spannungen und geringen Strömen
spielt das elektrische Feld die bedeutendere Rol-
le. Bei kleinen Spannungen und hohen Strömen
überwiegt das magnetische Feld. Der erste von
beiden Fällen lag eindeutig bei der Röhrentech-
nik vor. Moderne integrierte Schaltungen weisen
kleine Spannungen und zum Teil recht hohe
Ströme auf.
An dieser Stelle muss hervorgehoben werden,
dass es nicht so sehr auf die Absolutwerte der
Ströme, sondern auf die Rate ihrer Änderung
ankommt. Bei der Anregung einer elektromag-
netischen Welle, wenn dies mit der magnetischen
Komponente geschieht, ist die Änderung des
magnetischen Feldes in der Zeiteinheit die be-
stimmende Größe.
Genau diese Komponente wird von der so ge-
nannten H-Sonde ausgewertet. Die Amplitude
des Sondensignals ist direkt proportional zur
Änderung des magnetischen Flusses und damit
zur Änderung des erregenden Stromes. Deshalb
sind solche Sonden zur ersten und überschlägigen
Untersuchung der Wirksamkeit von EMV-Maßnah-
men besonders geeignet.
Die Mehrheit dieser Sonden hat jedoch einen emp-
ndlichen Nachteil: Sie haben eine sehr geringe
räumliche Auösung. Deswegen lässt sich das
Signal, dass man mit dieser Sonde aufnimmt, nicht
mehr eindeutig dem Urheber zuordnen. Man achte
deshalb beim Erwerb solcher Sonden besonders
darauf, dass man zumindest auch eine Sonde mit
hoher Auösung für das magnetische Feld hat.
Messungen mit HZ554 an einem
4-Lagen-Multilayer
Im Folgenden wird an einigen Beispielen erläutert,
wie man aus den Sondensignalen interessante De-
tails entnehmen kann. Grundsätzlich können die
Signale im Zeitbereich oder im Frequenzbereich
angezeigt werden.
Für Menschen ist die Darstellung im Zeitbereich
oft anschaulicher als die im Frequenzbereich. Die
folgenden Messungen wurden an einem -lagigen
Multilayer im Format einer Europakarte vorge-
nommen. Das Stromversorgungssystem in dieser
Karte ist ächig ausgelegt. Der Abstand zwischen
Vcc-und GND-Fläche ist 100 µm. Das Flächen-
system ist durch eine Kondensatorgruppe, die in
der Mitte der Platine positioniert ist, entkoppelt.
Bild 1: Flächenstrom Signal in der Nähe des
Vcc-Pins eines 74 AC 163
In Bild 1 sieht man das Flächenstromsignal in
Nähe des Vcc-Pins eines 7AC16. Die Amplitude
bildet das Ausmaß der Änderung des magne-
EMV-Probleme in der Praxis EMV-Probleme in der Praxis

11
Änderungen vorbehalten
tischen Feldes ab und ist damit proportional zur
Stromänderung in der Fläche an dieser Stelle. Der
zeitliche Ablauf ist recht schnell.
Die Flankenzeit liegt im Subnanosekunden - Be-
reich. Dies hat seine Ursache darin, dass hoch-
frequente Stromkomponenten vor alIem in der
unmittelbaren Nähe des Vcc-Pins ießen, denn sie
können nur aus der Ladung der Vcc-Fläche selbst
entnommen werden. Über größere Zuleitungen
können die hochfrequenten Komponenten nicht
zugeführt werden, da deren Impedanz zu groß
ist. Am Vcc-Pin selbst ist kein Stützkondensator
angebracht, weil dieser ebenfalls hochfrequente
Komponenten des Stromes nicht zu liefern ver-
mag.
Natürlich ist das Vcc-GND-System in der Flächen-
mitte mit einer Kondensatorgruppe zusätzlich
gestützt. Diese Kondensatorgruppe vermag
jedoch nur die niedrigen Frequenzkomponenten
zu liefern.
Bild 2: Flächenstromänderung in der
Nähe einer Kondensatorgruppe
Bild  zeigt die Flächenstromänderung in der
Nähe dieser Kondensatorgruppe. Man erkennt
dass dieses Signal wesentlich langsamer ist
als das in Bild 1. Die Flankenzeit liegt bei drei
Nanosekunden. Die Kondensatorgruppe kann
den Strom nur langsam in die Fläche einspeisen.
Solche Details lassen sich natürlich nur mit hoch
auösenden Sonden entnehmen.
Das nächste Beispiel zeigt uns die Wirkung ab-
sorptiver Entstörmaßnahmen.
Bild 3: Signal unmittelbar am Vcc-Pin
eines 74 AC 00
In Bild  ist das Signal unmittelbar am Vcc-Pin
eines 7AC00 mit der Mikro-H-Sonde entnommen
worden. Die integrierte Schaltung wird hier aus
einem nicht gedämpften Vcc-GND- Flächensys-
tem gespeist. Die Änderungen des magnetischen
Feldes sind sehr erheblich.
Bild 4: Vergleichssignal bei einem zweistug
gedämpften Stromversorgungssystem
Im Gegensatz hierzu sieht man in Bild  das
gleiche Signal, jedoch wird die Schaltung hier
aus einem zweistug gedämpften Stromversor-
gungssystem gespeist.
EMV-Probleme in der Praxis EMV-Probleme in der Praxis

1 Änderungen vorbehalten
Signal am Ausgang eines Takttreibers
Dies bedeutet, dass der Vcc-Pin über eine Breit-
banddrossel an die Vcc-Fläche angeschlossen ist,
und außerdem ist diese Fläche aus Gründen der
Dämpfung carbonisiert.
Man erkennt, dass die Amplitude des Signals
in Bild  wesentlich kleiner als die in Bild  ist.
Die Wirksamkeit der Maßnahme ist bereits bei
Anwendung der Sonden deutlich erkennbar,
ohne dass ein größerer Aufwand an Messtechnik
erforderlich wäre.
Als letztes Beispiel soll der Abgriff eines Sonden-
signals am Taktverteiler auf einer Europakarte
geschehen. Das Signal wird unmittelbar am Aus-
gang des Takttreibers entnommen.
Bild 5: Das Mikro-H-Sondensignal bei einem
Aufbau ohne Entstörmaßnahmen
In Bild 5 sieht man das Mikro-H-Sondensignal in
einem Aufbau, in dem keine Entstörmaßnahmen
vorgenommen wurden. Es wird eine sehr große
Amplitude von fast 60 mV erreicht.
Eine sehr beliebte Maßnahme zur Verbesserung
der Situation ist die Einfügung eines Serien-
widerstandes unmittelbar in den Ausgang des
Takttreibers. Im vorliegenden Fall wurden 8
Ohm genommen.
Bild 6: Halbierung der Signalamplitude durch
einen Serienwiderstand am Ausgang des
Takttreibers
Bild 6 zeigt das Ergebnis: Die Signalamplitude ist
halbiert. Auch in diesem Falle ist die Wirkung der
Entstörmaßnahme unmittelbar erkennbar.
EMV-Probleme in der Praxis Praxisorientierte Auswahl von Signalleitungsfiltern

1
Änderungen vorbehalten
Praxisorientierte Auswahl
von Signalleitungsltern
Die durch die ständig steigende Arbeitsgeschwin-
digkeit moderner Digitallogik überproportional
wachsenden EMV-Probleme werden seit dem
01.01.1996 allen Anbietern elektrischer und elek-
tronischer Produkte drastisch vor Augen geführt.
Die neue Gesetzgebung verschärft zwar nicht
die Störstrahlungsproblematik, macht aber die
Auseinandersetzung mit diesen Gegebenheiten
zur Picht für jeden Entwickler.
Die Zeiten, in denen man die Lösung der Stör-
strahlungsproblematik einfach der EMV-Abteilung
überlassen konnte, oder ein Produkt, welches
nicht direkt durch Störstrahlungsprobleme aufel
unter EMV-Gesichtspunkten als quasi in Ordnung
einstufte, sind längst vorbei. Jeder Entwickler
muss heute schon vom Beginn des Entwurfs an
EMV-Gesichtspunkte mitverfolgen, wenn später
bei der Abnahme ein Erfolg überhaupt möglich
sein soll. Leiterplatten müssen heute anders
entworfen werden als noch vor wenigen Jahren.
Eine vernünftige Breitbandentkopplung der Ver-
sorgungsspannung muss schon als Stand der
Technik angesehen werden.
Aber auch der Bereich der Signalleitungen kann
nicht mehr so bleiben wie früher. Digitale Signale
haben Spektren, deren Bandbreite ungefähr
B = 1/(tr · p )
entspricht. Die Flankenzeit tr ist also der bestim-
mende Faktor. Je kürzer die Flankenzeit, desto
größer die Bandbreite. Hierbei ist nicht die tabel-
larisch angegebene Bandbreite entscheidend,
sondern nur die tatsächlich vorhandene. Diese
kann sich von der angegebenen sehr erheblich un-
terscheiden. Das hat seinen Grund darin, dass der
tabellarische Wert sich meistens auf kapazitive
Vollast bezieht. In den meisten praktischen Fällen
liegt diese Last aber nicht vor. Eine überschlägige
Umrechnung ist recht einfach: Halbe kapazitive
Last bedeutet doppelte Flankengeschwindigkeit.
Ein Beispiel möge dies verdeutlichen: ein Mikro-
prozessor ist mit  ns Anstiegszeit der Flanke
angegeben. Die zugrunde gelegte Last ist 150 pF.
Wenn nun ein Signal dieses Prozessors mit nur
einem CMOS-Gatter, also ca. 1,5 pF, belastet
wird, heißt dies, dass die Flanke etwa zwölfmal
schneller wird. Es muss ein Wert von unter
00 ps erwartet werden. Rechnet man dies in die
entsprechende Bandbreite des Spektrums um,
so erhält man 1,6 GHz. Auch in praktischen Auf-
bauten, in denen noch etwas Schaltungskapazität
hinzukommt, kann man tatsächlich Bandbreiten
von über 1000 MHz messen.
Unter EMV-Gesichtspunkten betrachtet ist dies
natürlich äußerst schädlich. Die tatsächliche
Flankengeschwindigkeit kann man aber auch bei
modernen CMOS-Schaltungen in den meisten
digitaltechnischen Labors nicht messen. Hierfür
müssten Oszilloskope bereitstehen, die Zeiten
von 100 ps auösen können. Diese sind jedoch
nur zu sehr hohen Kosten erhältlich.
Für die Auösung der digitalen Systemfunktionen
braucht man diese Geschwindigkeit auch nicht,
weshalb in den o.g. Labors meist wesentlich
langsamere Geräte verwendet werden. Diese
täuschen dem Benutzer Flankenzeiten vor, die
in Wirklichkeit nicht existieren. Im allgemeinen
sieht man nur die Anstiegszeit des Oszillos-
kops.
Dies legt ein messtechnisches Problem offen:
Die für die Beurteilung der EMV-relevanten
SCALE = 10dB/DIV.
Bild 1
EMV-Probleme in der Praxis Praxisorientierte Auswahl von Signalleitungsfiltern

1 Änderungen vorbehalten
Eigenschaften des Systems erforderlichen Mes-
sungen sind mit der existierenden Ausrüstung
meist nicht möglich, erforderliche Oszilloskope
aber sehr teuer.
Eine brauchbare Lösung besteht im Ausweichen
in den Frequenzbereich: Die Beurteilung der
digitalen Funktion geschieht weiterhin mit einem
mittelschnellen Oszilloskop, die Untersuchung
der EMV-relevanten Eigenschaften im Fre-
quenzbereich mittels eines Spektrumanalysa-
tors. Da die Spektrum-Analyse entsprechender
Frequenzbereiche technisch einfacher ist als
die Auösung im Zeitbereich, sind Geräte wel-
che die Grundvoraussetzungen erfüllen schon
vergleichsweise preisgünstig erhältlich. Für
die Beurteilung von CMOS-Schaltungen reicht
eine Bandbreite von 1000 MHz. Entsprechende
Oszilloskope sind sehr teuer.
Da Spektrumanalysatoren hochfrequenztech-
nische Geräte sind, haben sie üblicherweise
einen 50Ω Eingang. Dies macht sie zur Messung
in Digitalschaltungen ungeeignet, weil der
Anschluss einer solchen Last in der Regel von
der Schaltung nicht verkraftet wird. Zumindest
würde das Messergebnis stark verfälscht.
Deshalb benötigt man für die Messung in Digi-
talschaltungen eine Hochimpedanz-Sonde, die
das Messobjekt nicht nennenswert belastet und
das Signal breitbandig auf 50Ω umsetzt.
Im Prinzip könnte man auf den Gedanken kom-
men, Signalleitungslter nach Katalog auszu-
suchen. Namhafte Hersteller bieten zu ihren
Filtern die entsprechenden Messergebnisse in
Zeit- und Frequenzbereich in ihren Katalogen
an. Leider sind diese Messungen in der Regel in
bezug auf eine ohmsche Last vorgenommen wor-
den. Sie sehen dann auch immer recht gut aus. In
der Praxis der Digitalelektronik liegt eine solche
Last selten vor. Deshalb kann die verbindliche
Beurteilung der Wirkung der Filter nur im realen
Anwendungsfall gemessen werden. Es zeigt sich
dann, dass die Filter nicht immer die erwarteten
Ergebnisse erbringen.
Dies soll im folgenden an einer Reihe von Beispie-
len, die alle an der Logikfamilie 7ACT gemessen
wurden, gezeigt werden. Die Gatter wurden stets
mit 5 MHz-Takt betrieben.
Bild 1 zeigt die Ergebnisse an einem solchen
Gatter, welches auf einer Leiterplatte bestückt
ist und dessen Ausgang im Leerlauf arbeitet.
Bild 3
Praxisorientierte Auswahl von Signalleitungsfiltern Praxisorientierte Auswahl von Signalleitungsfiltern
Bild 2

15
Änderungen vorbehalten
Das Spektrum deckt den gesamten Bereich bis
1000 MHz ab. Tatsächlich reicht es noch darüber
hinaus, aber die Spektren in den vorliegenden
Bildern sind alle bis 1000 MHz skaliert, um
einen besseren Vergleich zu ermöglichen. Im
Zeitbereich zeigen sich relativ starke Über- und
Unterschwinger sowie steile Flanken. Das Si-
gnal ist in Bezug auf die EMV als sehr ungünstig
einzustufen. Die hohe Bandbreite ermöglicht
Abstrahlung schon aus relativ kleinen Leiterplat-
ten. Insbesondere, wenn Signale Leiterplatten
verlassen sollen, wird die Eingrenzung solcher
Spektren unerlässlich, will man nicht erhebliche
Abschirmmaßnahmen treffen.
Eine erste Maßnahme in dieser Richtung, die
häug empfohlen wird, ist das Einfügen eines
Widerstandes zwischen Gatterausgang und
Leitung. Die Leitung ist bei dieser Messung durch
einen einzelnen Gattereingang abgeschlossen,
um realistische Verhältnisse zu haben. Der
Abschluss und auch die Leitungslänge müssen
bei solchen Messungen immer den Verhältnis-
sen entsprechen, die im tatsächlichen Anwen-
dungsfall auch vorliegen, weil die Wirkung der
Signalleitungslter stark von deren Abschluss
beeinträchtigt wird.
Bild 2 zeigt die entsprechenden Ergebnisse für
einen 7Ω-Widerstand. Im Zeitbereich erkennt
man eine deutliche Verbesserung: Die Über-
schwinger sind gemindert, die Flanken weniger
steil. Leider täuscht das Ergebnis. Die geringe
Dynamik der linearen Darstellung des Oszillos-
kops kann die EMV-relevanten Eigenschaften des
Signals nicht richtig darstellen. Das Spektrum
zeigt nur eine sehr geringe Dämpfung oberer
Frequenzbereiche. Zum Teil ist an der Täuschung
auch der Tastkopf des Oszilloskops beteiligt, da er
immerhin mehr als 6 pF kapazitive Last mitbringt.
Die Hochimpedanz-Sonde weist dagegen nur
eine Belastungskapazität von  pF auf. Mit der
Auswahl des Widerstandswertes kann man an
dem vorliegenden Ergebnis noch einiges ändern,
aber ein durchschlagender Erfolg kann von einer
so einfachen Maßnahme, wie sie das Einfügen des
Widerstands darstellt, nicht erwartet werden.
Eine weitere Verbesserung lässt sich erzielen,
wenn man den Widerstand mit einem Kondensator
zu einem RC-Glied ergänzt.
Bild 3 zeigt die Resultate für eine Bestückung mit
7Ω und 100 pF. Auch hier erfolgt die Belastung
des Aufbaus, wie bisher, mit der Leiterbahn und
Bild 4
Bild 5
Praxisorientierte Auswahl von Signalleitungsfiltern

16 Änderungen vorbehalten
dem einzelnen Gattereingang. Im Zeitbereich ist
im Vergleich zu Bild  kaum eine Veränderung
erkennbar. Der Frequenzbereich zeigt aber
besonders im mittleren und oberen Abschnitt
eine deutliche Verbesserung. Besonders bei der
Verwendung eines langsameren Oszilloskops
würde die Veränderung im Zeitbereich überhaupt
nicht mehr wahrnehmbar sein. Hier zeigt sich
sehr deutlich die Schwäche einer reinen Zeitbe-
reichsmessung: Man übersieht die EMV-Relevanz
der Maßnahme.
Bild 4
Der nächste Schritt besteht in dem Ausbau des
Signalleitungslters zu einem R-C-R-Glied. Es
wurde mit 7Ω, 100 pF und 7Ω bestückt. Die
Veränderung in Bezug zum vorherigen Zustand
ist massiv. Der Frequenzbereich ist praktisch
auf 00 MHz eingeschränkt. Allerdings ist im
Zeitbereich auch ein langsamer Verlauf der Flanke
erkennbar. Hier muss die Frage gestellt werden,
ob die logische Funktionalität der Digitalschaltung
durch eine solche Flanke bereits beeinträchtigt
wird. Man kann in einem solchen Falle aber durch
eine entsprechende Anpassung der Bestückung
des R-C-R-Gliedes den günstigsten Kompromiss
zwischen Eingrenzung des Spektrums und der
logischen Funktionalität aufsuchen. Dies ist ein
besonders schönes Beispiel für die Wirksamkeit
des hier vorgeschlagenen messtechnischen
Verfahrens.
Im Handel sind verschiedene komplette Signal-
leitungslter im Angebot. Auch die Wirksamkeit
dieser Filter lässt sich messtechnisch in der
gleichen Weise verizieren.
Bild 5 zeigt den Einsatz eines Dreipol-Kondensa-
tors als Signalleitungslter in dem Aufbau, der
auch bei den anderen Messungen verwendet wur-
de. Das Ergebnis ist enttäuschend: Trotz starker
Verlangsamung der Flanken des Signals, ist das
Spektrum mangelhaft eingegrenzt. Dies hängt
damit zusammen, dass der Masseanschluss
solcher Dreipol-Kondensatoren oftmals nicht
so induktionsarm ausführbar ist, wie der eines
R-C-R-Gliedes in SMD-Technik. Es werden sogar
Dreipol - Kondensatoren angeboten, die in diesem
Bereich fehlkonstruiert sind.
Als weiteres Beispiel soll eine einzelne Breitband-
Chip-Drossel als Signalleitungslter dienen.
In Bild 6 ist das Resultat zu sehen: Auch hier eine
mangelhafte Begrenzung des Spektrums trotz
Bild 6
Bild 7
Messung der Schirmdämpfungvon AbschirmgehäusenPraxisorientierte Auswahl von Signalleitungsfiltern

17
Änderungen vorbehalten
starker Verlangsamung der Flanken. Man be-
achte: Hier würde eine ausschließliche Betrach-
tung des Zeitbereichs leicht zu völlig falschen
Schlüssen führen: Eine teure Maßnahme, welche
die digitale Funktion bereits erheblich belastet,
mit enttäuschendem Ergebnis auf der Seite der
EMV.
Bild 7
Schlussendlich soll einer der modernen SMD-
Chip-Filter, die aus zwei Ferritperlen und einem
Durchführungskondensator bestehen, betrachtet
werden. Das Ergebnis, das in Bild 7 dargestellt ist,
erscheint als recht gut. Das Spektrum ist sauber
begrenzt, die Flanken sind noch erstaunlich steil.
Lediglich die Über- und Unterschwinger trüben
das sonst so gute Bild. Das ist leider ein Problem,
das Filter begleitet, die neben kapazitiven auch
induktive Komponenten aufweisen.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass
für den Digitalelektroniker, der für EMV-Probleme
bereits sensibilisiert ist, der Einblick in den Fre-
quenzbereich eine unerlässliche Maßnahme ist,
da die reine Betrachtung des Zeitbereichs leicht
Anlass zu Täuschungen gibt. Theoretisch ist zwar
alles in der Darstellung im Zeitbereich enthalten,
was im Frequenzbereich nur anders beschrieben
wird. Die praktisch verfügbaren Messgeräte lösen
dies aber nur unvollkommen auf. Insbesondere
die schwache Dynamik der linearen Darstellung
im Oszilloskop und die oftmals zu geringe Ge-
schwindigkeit desselben stehen dem Erreichen
der theoretischen optimalen Lösung entgegen.
Für die in dieser Applikation dargestellten Mess-
ergebnisse der Freqenzspektren diente eine
Hochimpedanz-Sonde wie aus den Nahfeld-Son-
densätzen HZ50/HZ50/HZ550 als Aufnehmer.
Messung der Schirmdämpfung
von Abschirmgehäusen
Was bringt es, wenn ich das ganze Gerät in ein
Abschirmgehäuse stecke? Das wird sich mancher
fragen, der bei der Abnahme zur CE-Zertizierung
durchgefallen ist. Leider kann man die Frage
nicht pauschal beantworten, denn nicht jedes
metallische Gehäuse schirmt auch gut ab. Kaum
einer wird aber bis zur nächsten Abnahmemes-
sung warten wollen. Was, wenn es wieder nicht
stimmt? Es ist also erforderlich, ein einfaches
Messverfahren zu haben, mit dem man zunächst
den relativen Erfolg beurteilen kann. Hierzu bieten
sich hochempndlichen E-Feld-Sonden an. Man
kann sie auch als sehr breitbandige Messanten-
nen verwenden wodurch sie zur Klärung der o.g.
Fragen gut dienen können.
Zunächst muss vor der Verwendung der Sonde
geklärt werden, ob sie ausreichend empndlich
ist. Grundsätzlich sind alle passiven Sonden
meist unbrauchbar, weil sie zu unempndlich
sind. Die für den Praktiker einfachste Lösung
zur Klärung dieser Frage ist die Aufnahme
eines Breitbandspektrums von 0 bis 1000 MHz
in seinem Labor.
Bild 8 zeigt eine solche Aufnahme, die mittels
einer aktiven E-Sonde aufgenommen wurde. Im
Bereich bis 50 MHz zeigt sie relativ sehr hohe
Pegel die von Rundfunksendern aus dem Mittel-
und Kurzwellenbereich stammen. Im Bereich um
100 MHz sieht man Signale von UKW-Rundfunk-
sendern aus der Umgebung. Da es in diesem Fall
keinen Ortssender am Platz der Aufnahme gibt,
fallen diese Signale etwas schwächer aus. Die
stärkste Linie 7 MHz stammt von einem Fern-
sehsender, der exponiert in ca. 15 km Entfernung
steht. Es folgen bis 800 MHz mehrere Linien von
Fernsehsendern aus der Umgebung.
Den Abschluss bildet der Bereich knapp über
900 MHz, der zu den örtlichen D-Netz-Stationen
gehört. Die Aufnahme zeigt, dass die verwendete
Sonde breitbandig und empndlich ist. Begin-
nend vom Mittelwellenbereich bis zum D-Netz
sind Linien zu nden, die weit aus dem Rauschen
herausreichen. Natürlich fällt dieses Bild an je-
dem Ort anders aus, aber da Deutschland überall
mit Rundfunk und Fernsehen versorgt ist dürften
Messung der Schirmdämpfungvon Abschirmgehäusen

18 Änderungen vorbehalten
die zugehörigen Linien nirgendwo fehlen. Auch
in sehr ländlichen Bereichen darf heute auch
nirgendwo das D-Netz in der Aufnahme fehlen:
Es würde zeigen, dass die Sonde eine zu niedrige
Grenzfrequenz hat.
Hintergrund-Spektrum
Bild 8
Die Aufnahme des Hintergrundspektrums dient
allerdings nicht nur der Prüfung der Sonden-
empndlichkeit. Sie soll im Falle, dass man die
folgenden Messungen nicht in der Schirmkabine
ausführen kann als Referenz dienen, um die
wichtigsten Spektrallinien erkennen zu können
die nicht aus der zu untersuchenden Elektronik
stammen.
Störer ohne Abschirmung
Bild 9
Zur Durchführung der Messung stellt man nun
den Prüing zunächst ohne Abschirmung in einer
Entfernung von mindestens 0,5 m von der Sonde
auf. Dann dreht man den Prüing, bis man die
Richtung des Abstrahlungsmaximums gefunden
hat. In dieser Position wird die zweite Aufnahme
gemacht (Bild 9). Man erkennt, dass im Vergleich
zum Hintergrundspektrum Störleistung bis 1 GHz
vorhanden ist.
Das Maximum der Störstrahlung liegt im Bereich
von 50 bis 50 MHz. Die stärkste Linie ist mit
dem Marker gekennzeichnet, der relative Pegel
liegt bei –.8 dBm. Es folgt die zweite Messung:
Hierbei trägt der Prüing sein Abschirmgehäuse.
Er wird zuerst so gedreht, dass wieder das Ma-
ximum der Störstrahlung gefunden wird. Dieses
kann in einer anderen Richtung liegen als bei
offenem Gerät.
Störer mit Abschirmung
Bild 10
Bild 10 zeigt das Resultat. Man sieht, dass die
Abstrahlung im gesamten Frequenzbereich gerin-
ger geworden ist. Aus den Pegeldifferenzen aus
Bild  und Bild  kann die Schirmdämpfung für
verschiedene Frequenzen ermittelt werden. Für
die markierte Linien entnimmt man: –55,9 dbm.
Das ergibt eine Dämpfung von 1,1 dB. Für Fre-
quenzen bei 800 MHz werden nur 9 db erreicht.
Schirmdämpfungen in dieser Größenordnung
scheinen kaum das Blech wert zu sein, aber lei-
der ist so ein Ergebnis nicht ungewöhnlich. Die
Messungen wurden an einem handelsüblichen
Frequenzzähler der unteren Preisklasse vorge-
nommen. Es gibt zahllose Geräte, deren Gehäuse
keine besseren Werte erwarten lassen. Es lohnt
sich also zu messen, bevor man zuviel Geld für
Blech ausgibt.
Auch hier zeigt sich wieder die ausgezeichnete
Verwendbarkeit der Messsonden in der entwick-
lungsbegleitenden EMV-Messtechnik
Me s s u n g d e r S chi r m d ä mpfu n g v on A b s c hirm g e h ä use n M e s s u n g d e r S c h i r m d ä m p f u n g v o n A b s c h i r m g e h ä u s e n

19
Änderungen vorbehalten
Me s s u n g d e r S chi r m d ä mpfu n g v on A b s c hirm g e h ä use n M e s s u n g d e r S c h i r m d ä m p f u n g v o n A b s c h i r m g e h ä u s e n

0 Subject to change without notice
General information regarding the
CE marking
HAMEG instruments fulll the regulations of the
EMC directive. The conformity test made by HA-
MEG is based on the actual generic and product
standards. In cases where different limit values
are applicable, HAMEG applies the strictest
standard. For emission the limits for residential,
commercial and light industry are applied. Re-
garding the immunity (susceptibility) the limits
for industrial environment have been used.
The measuring and data lines of the instrument
have much inuence on emission and immunity
and therefore on meeting the acceptance limits.
For different applications the lines and/or cables
used may be different. For measurement opera-
tion the following hints and conditions regarding
emission and immunity should be observed:
1. Data cables
For the connection between instruments resp.
their interfaces and external devices, (computer,
printer etc.) sufciently screened cables must
be used.
Maximum cable length of data lines must not ex-
ceed 3 m. The manual may specify shorter lengths.
If several interface connectors are provided only
one of them may be used at any time.
Basically interconnections must have a double
screening. For IEEE-bus purposes the double
screened cable HZ72 from HAMEG is suitable.
2. Signal cables
Basically test leads for signal interconnection
between test point and instrument should be
as short as possible. Without instruction in the
manual for a shorter length, signal lines must be
less than 3 meters long.
Signal lines must be screened (coaxial cable - RG58/
U). A proper ground connection is required. In com-
bination with signal generators double screened
cables (RG223/U, RG214/U) must be used.
3. Inuence on measuring instruments.
In the presence of strong high frequency electric
or magnetic elds, even with careful setup of the
measuring equipment an inuence can not be
excluded.
General information regarding the CE marking
Manufacturer: HAMEG Instruments GmbH
Industriestraße 6
D-63533 Mainhausen
The HAMEG Instruments GmbH herewith
declares conformity of the product
Product name: Near Field Probe
Type: HZ540 / 550
with: _
Options: –
with applicable regulations:
EMC Directive 89/336/EEC amended by 91/263/
EWG, 92/31/EEC
Low-Voltage Equipment Directive 73/23/EEC
amended by 93/68/EEC
Harmonized standards applied:
Safety:
EN 61010-1:2001 / IEC (CEI) 61010-1:2001
Measuring category II
Degree of pollution: 2
Electromagnetic compatibility:
EN 61326-1/A1: 1997 + A1: 1998 + A2: 2001/IEC
61326: 1997 + A1: 1998 + A2: 2001
Radiation: Table 4, class B.
Immunity: Table A1
EN 61000-3-2/A14
Harmonic current emissions: Klasse D
EN 61000-3-3
Voltage fluctuations and flicker
Date: 1.06.2007
Signature
Holger Asmussen
Manager
DECLARATION OF CONFORMITY