AVDELING FOR TEKNOLOGI

Transkript

1 AVDELING FOR TEKNOLOGI INSTITUTT FOR ELEKTROTEKNIKK Eksamensdato/date: 14. mai 2002/ May 14.th 2002 Varighet/Duration: 4 timer / 4 hours Fagnummer: SV802E Fagnavn/Subject: EMC Vekttall/Credits: 2 Klasse(r): Faglærer/Teachers: Petter Brækken, Stein Øvstedal Hjelpemidler: Kalkulator gruppe 3/ Calculator group 3 Oppgavesettet består 6 sider / 6 pages et består av: 12 sider / 12 pages Lærertelefon: (Teacher contact telephone) Lykke til! / Good luck. OPPGAVE 1. (ca 26%) Flervalgsoppgave. Velg ett av svaralternativene. Det gis trekk for galt svar fordi poenggivingen er justert i forhold til antall alternativer, slik at ren gjetting i det lange løp skal gi 0 poeng. "Vet ikke" gir ikke trekk. Skriv koden for valgt svar på eksamensarket. a) Hva er hensikten med å bruke et stort jordplan på en frittroms måleplass? 1) Det er for å redusere sikkerhetsrisikoen som skyldes de store jordstrømmene. 2) Hensikten er å standardisere bakkerefleksjonene for å gi mer repeterbare og sammenlignbare måleresultater. 3) Det gjøres for å sikre vertikal polarisering av signalene. 4) Vet ikke b) For utstrålingen av elektromagnetisk felt fra en strømsløyfe gjelder at 1) Utstrålingen er uavhengig av frekvensen 2) Utstrålingen øker med kvadratet av lederbredden 3) Utstrålingen er proporsjonal med sløyfearealet 4) Vet ikke

2 c) For å kunne sette på -merket på en barbermaskin må 1) utstyret ha vært testet av et akkreditert testhus 2) utstyret være godkjent av et teknisk kontrollorgan 3) vi lage en erklæring om at utstyret tilfredsstiller alle direktiver som gjelder for denne typen 4) vet ikke d) I avstand 40 cm fra en gitt mobiltelefon måler vi en høyeste verdi av elektrisk feltstyrke på 1V/m. Hvilken omtrentlig feltstyrke vil vi regne med å registrere i avstanden 2m fra denne mobiltelefonen? 1) 0,04 V/m 2) 0,2 V/m 3) 0,7 V/m 4) Vet ikke e) I en radiobølge i fritt rom (fjernfelt) er forholdet mellom elektrisk og magnetisk feltstyrke E/H, tilnærmet lik 1) 60π 2) 120π 3) 320π 4) Vet ikke f) Hvilke av disse hullene vil slippe gjennom mest stråling i verste tilfelle (tegnet i samme målestokk): 1) 2) 3) 2 4) Vet ikke g) En ferrittring tres på en signalkabel som vist ovenfor. Hvilken virkning får dette? 1) fellesmodus (common mode) signaler dempes 2) differensiell modus (differential mode) signaler dempes 3) kabelens avskjerming mot ytre magnetisk felt bedres 4) vet ikke h) Du skal hindre/redusere magnetisk induksjon. Hvilken påstand er riktig: 1) LP-filter er bra 2) Tvunnet parkabel er bra 3) Aluminiumsskjerm er bra 4) Vet ikke

3 3 i) Hvilket av disse filtrene kan være et EMC-filter? 1) L L 2) C 3) C 4) Vet ikke C L L R j) Hvilken internasjonal (global) organisasjon tar seg av EMC-saker? 1) FCC 2) CENELEC 3) CISPR 4) Vet ikke k) Hvilket av disse produktene er unntatt fra EMC-direktivet? 1) Medisinsk utstyr 2) Mobiltelefoner 3) Videokameraer 4) Vet ikke l) En vanlig årsak til at det på lysnettet oppstår harmoniske av nettfrekvensen er 1) innstråling av sterke radiosignaler 2) lynnedslag i høyspent luftlinjer uten forskriftsmessig transientbeskyttelse 3) ulineær belastning, for eksempel likerettere med glattekondensator 4) Vet ikke OPPGAVE 2. (ca 15%) a) Hva er hovedhensikten med overflateteknologi (OMT/SMT) i EMC-sammenheng? b) Forklar hva en LISN er. Hva den kan brukes til og hvilke egenskaper har den? c) Forklar hva en TEM-celle er. Hva den kan brukes til og hvilke egenskaper har den? d) Forklar kort hvordan du vil gå fram for å få et nytt planlagt produkt til å oppfylle EMCdirektivet. Hvilke designtiltak kan det være nødvendig å gjennomføre i prioritert rekkefølge? Begrunn svaret

4 4 OPPGAVE 3. (ca 15%) Fra en amerikansk bok er hentet to eksempler på reelle EMC-problemtilfeller: 1. Nye elektroniske trykk-knapptelefoner som ble installert nær Brookmans Park mellombølgekringkaster i Nord-London tok konstant inn radioprogrammet fra BBC. 2. I USA klaget politiet over at myntopererte elektroniske spilleautomater forstyrret deres highway radiokommunikasjonssystem. Diskuter for hvert av eksemplene: Skyldes problemet høy emisjon eller dårlig immunitet? Hvilke feil i elektronikkonstruksjonen kan ha ført til den aktuelle svakheten i apparatet? OPPGAVE 4. (ca 21%) a) Beskriv dempningsmekanismene i en metallisk skjerm. Tegn en skisse. b) Et apparat viser seg å være følsom for innstråling fra GSM-telefoner (900MHz). Apparatet plasseres i en skjermboks av 0,1mm aluminium. Beregn total dempning i skjermen dersom den er helt tett. c) Forklar kort om skjerming (virkningsmekanismer) og hvordan du vil skjerme mot forskjelling type støy. d) Det er nødvendig med et ventilasjonshull på 50cm 2. Beregn dempning for et sirkulært hull. e) Fortell kort hvordan du vil gå fram for å dempe elektronisk støy til/fra apparatet på grunn av ventilasjonsåpningen. Nevn to metoder og forklar kort virkemåten for disse.. OPPGAVE 5. (ca 8%) a) Kravet til utstrålt støy i EN Class A er mindre enn 47dBµV/m i en avstand på 10 meter. Du måler 55dBµV/m 2,5 meter fra utstyret. Anta fjernfelt. Kommenter måleresultat i henhold til kravet. b) Tegn en måleoppstilling for å måle ledningsbundet støy. Hvilke instrumenter/utstyr vil du bruke? c) Tegn en måleoppstilling for å måle utstrålt støy. Hvilke instrumenter/utstyr vil du bruke?

5 5 OPPGAVE 6. (ca 15%) Figuren viser skisse av strømtilførselen til en digital-ic på et kretskort. Stiplet linje angir ytterkant kretskort. a) Gi en kort og begrunnet vurdering av utleggets egnethet mht. EMC. b) Gi forslag til endringer av utlegget som vil forbedre EMCegenskapene. c) 10mA 0mA 10ns 10ns t 1000ns En uskjermet kabel fører en strøm med tidsfunksjon som vist i figuren ovenfor. En EMCingeniør mistenker at denne kabelen kan være årsaken til en bredbåndet støystråling som er observert. Du imponerer med raskt å skissere opp asymptoter for frekvensspektret for strømmen (gjør det på besvarelsen også). Hvor høyt i frekvens mener du vi kan regne med å ha frekvenskomponenter av betyding? (Anta at komponenter som er dempet med mer enn 20 db i forhold til den grunnharmoniske er uinteressante).

6 1

7 2

8 3

9 4

10 5

11 6

12 7

13 8

14 9

15 10

16 11

17 12