Fehleranalyse auf Baugruppen bei Problemen mit Burst und ESD
Sven KÖNIG, Langer EMV-Technik GmbH
An eine moderne elektronische Baugruppe werden heute hohe Anforderungen gestellt. Dazu gehören insbesondere neben einem kompakten Design mit geringer Stromaufnahme auch möglichst gute EMV-Eigenschaften ohne die Verwendung einer zusätzlichen Schirmung oder metallischen Gehäusen.
Anhand eines praktischen Beispiels soll im Vortrag beschrieben werden welche Methoden und Werkzeuge den Entwicklern bei der EMV-Analyse und -Fehlersuche zur Verfügung stehen.
Als Beispielelektronik dient ein Mikrokontroller gesteuertes Touchdisplay mit verschiedenen Schnittstellen (SPI, analoger Messeingang, abgesetztes Bedienteil…). Bei den Störfestigkeitsuntersuchungen mit Burst und ESD treten Probleme z.B. mit der Displaykommunikation, SPI-Übertragungsfehler sowie andere kritische Fehler auf.
Da jede Neuentwicklung einer elektronischen Baugruppe das Risiko von Fehlannahmen enthält, ist es notwendig, schon während der Entwicklung die Elektronik experimentell auf ihre Störfestigkeit zu überprüfen. Für eine effektive Fehlersuche in der elektronischen Baugruppe hat sich das Zusammenspiel eines Störgenerators mit Feldquellen erwiesen. Das systematische und zielführende Vorgehen kann zu erheblichen Kosten- und Zeitersparnissen während der Entwicklung der Baugruppe führen.
In der Praxis erfolgt die Ermittlung und Beseitigung der Schwachstellen an elektronischen Baugruppen in drei Schritten.
1. Analyse der Funktionsfehler
- Beaufschlagung der Elektronik mit Burst und ESD
- Analyse der auftretenden Funktionsfehler
- Differenzierung bezüglich magnetischer und elektrischer Felder
2. Lokalisieren der Schwachstellen
- über Beaufschlagung mit Nahfeldsonden bzw. direkter Einkopplung
- Nachbildung der Funktionsfehler aus den Normtests
- weitere Methoden zum Auffinden der empfindlichen Strukturen
3. Schwachstellenbeseitigung
- Verbesserung der Störfestigkeit des Prüflings unter Betrachtung verschiedener Gegenmaßnahmen
Im Vortrag werden am Beispiel des Displays diese 3 Schritte zur EMV Analyse und Fehlersuche erläutert und Lösungsansätze aufgezeigt.