Juhtimine: EMI jagamine ja tervis
Joonis 1
Teine valitsemise oluline aspekt on jagatud ressursside haldamine. Mehaanikamaailma puhul tähendab see seadusi ja eeskirju transpordis seoses liiklusseaduste ja liiklustaristuga. Elektroonikas tähendab see jagatud sagedusspektri ja terviseohutuse küsimuste haldamist. Ühiskasutuseks oli USA-s esmaseks õiguslikuks aluseks 1934. aastal vastu võetud kommunikatsiooniseadus, millega loodi regulaator (Federal Communications Commission [FCC]). FCC haldab raadiospektrit (joonis 1) mitmete regulatiivsete ja tehniliste meetmete abil, et tagada selle tõhus ja häiretevaba kasutamine. See eraldab konkreetsed sagedusalad erinevatele teenustele, nagu ringhääling, mobiilside, satelliit, avalik turvalisus ja amatöörraadio, lähtudes riiklikest vajadustest ja rahvusvahelistest lepingutest. FCC väljastab litsentse kommerts- ja mitteärilistele kasutajatele, kehtestades võimsuspiirangute, levialade ja töötingimuste tingimused. Samuti korraldab see spektroksjoneid, et määrata sagedusi kommertskasutuseks (nt 5G), reserveerides samal ajal osa avalike teenuste jaoks ja litsentseerimata kasutusteks, nagu WiFi.
Lisaks jõustab FCC eeskirjad kahjulike häirete vältimiseks, koordineerib spektri jagamise ja ümberjagamise jõupingutusi ning juhib selliseid algatusi nagu dünaamiline juurdepääs spektrile ja sagedusribade ümberjaotamine, et kohaneda muutuvate tehnoloogiliste nõudmistega. Nende standardite jõustamiseks nõuab FCC, et paljud seadmed läbiksid testimise ja sertifitseerimise, enne kui neid saab Ameerika Ühendriikides turustada või müüa. Seda protsessi viivad läbi FCC tunnustatud katselaborid, mida tuntakse akrediteeritud vastavushindamisasutustena (CAB), mis hindavad tooteid muu hulgas kohaldatavate 15. osa või 18. osa eeskirjade järgi. Sertifitseeritud seadmed peavad vastama emissiooni, häirekindluse ja erineeldumiskiiruse (SAR) piirangutele, kui need on kohaldatavad. Kui toode läbib testimise, esitab labor aruande telekommunikatsiooni sertifitseerimisasutusele (TCB), mis väljastab FCC ID ja annab loa toote müügiks. Need laborid mängivad olulist rolli vastavuse tagamisel, innovatsiooni toetamisel, säilitades samal ajal spektri terviklikkuse ja avaliku turvalisuse.
FCC osad 15 ja 18 erinevad peamiselt reguleeritava raadiosagedusliku (RF) kiirguse tüübi ja eesmärgi poolest. 15. osa reguleerib seadmeid, mis tahtlikult või tahtmatult kiirgavad raadiosageduslikku energiat sidepidamiseks, nagu Wi-Fi ruuterid, Bluetoothi seadmed ja arvutid. Need seadmed ei tohi põhjustada kahjulikke häireid ja peavad aktsepteerima litsentsitud kasutajate häireid. Seevastu 18. osa reguleerib tööstuslikke, teaduslikke ja meditsiinilisi (ISM) seadmeid, mis kiirgavad raadiosageduslikku energiat mitte suhtlemiseks, vaid füüsiliste funktsioonide (nt kuumutamine, keevitamine või meditsiiniline ravi) täitmiseks – näiteks mikrolaineahjud ja RF-diatermiamasinad. Kuigi mõlemad osad piiravad elektromagnetilisi häireid, töötavad 15. osa seadmed rangemate emissioonipiirangutega, kuna need on sidesagedusalade läheduses, samas kui osa 18 seadmetel on määratud ISM-i sagedusaladel lubatud suurem emissioon. Lisaks jälgivad 18. osa seadmete tervise- ja ohutusnõudeid tavaliselt teised agentuurid, nagu FDA või OSHA, samas kui FCC keskendub häirete leevendamisele.
Joonis 2
Elektromagnetilise testimise võtmeinstrument on kajavaba kamber (joonis 2). Kajavaba kamber on spetsiaalne heli- ja raadiolaineid neelav korpus, mis on loodud peegelduste ja väliste häireteta keskkonna loomiseks. Selle seinad, lagi ja põrand on tavaliselt vooderdatud kiilukujuliste vaht- või ferriitplaatidega, mis neelavad sõltuvalt rakendusest elektromagnetilisi või akustilisi laineid. Raadiosageduse (RF) testimiseks on kamber valmistatud juhtivatest materjalidest (nt teras või vask), et moodustada Faraday puur, mis isoleerib selle välistest RF-signaalidest. Akustilistes kambrites kõrvaldab heli neelav vaht kaja ja simuleerib vabavälja tingimusi. Kajakambrid on kriitilise tähtsusega sellistes tööstusharudes nagu telekommunikatsioon, kaitse, lennundus ja olmeelektroonika, kus neid kasutatakse antenni jõudluse, elektromagnetilise ühilduvuse (EMC), emissioonide vastavuse, radarisüsteemide või heliseadmete testimiseks kõrgelt kontrollitud ja korratavates tingimustes. Kamber tagab, et testmõõtmised kajastavad ainult testitava seadme (DUT) omadusi ilma keskkonnamõjudeta.
Kogu riistvara kõigis huvipakkuvates valdkondades (maa-, õhu-, mere-, kosmoses) peab vastama FCC standarditele ning inimkontaktide korral FDA tervise- ja ohutusstandarditele!
Lõpuks, testimislaborid ja teenindusorganisatsioonid mängivad olulist rolli elektroonika sertifitseerimisel vastavalt riiklikele ja rahvusvahelistele standarditele, eelkõige ohutuse, elektromagnetilise ühilduvuse (EMC), keskkonnakindluse ja töökindluse osas. Ülemaailmsed vastavushindamisfirmad, nagu UL Solutions, TÜV SÜD, Intertek ja Bureau Veritas, pakuvad kolmandate osapoolte testimist ja sertifitseerimist sellistele standarditele nagu IEC 61000 (EMC), IEC 62368 (tooteohutus), ISO 26262 (autode funktsionaalne ohutus), DO-160 (aerospace-testing (keskkonnatingimused)). Need organisatsioonid haldavad akrediteeritud laboreid (sageli ISO/IEC 17025 sertifikaadiga), mis viivad läbi emissioonide ja häirekindluse testimist, termotsüklit, vibratsiooni, sissepääsukaitset (IP) ja ohutushinnanguid, mis on vajalikud CE-märgistuse, FCC volituse, autode AEC kvalifikatsiooni ja muude regulatiivsete kinnituste jaoks. Kõrgelt reguleeritud sektorites – auto-, lennundus-, meditsiini- ja tööstussektoris – pakub sõltumatu labori valideerimine mitte ainult vastavustõendeid, vaid ka vastutuse leevendamist ja turulepääsu tagamist, muutes standarditel põhineva testimise oluliseks sillaks inseneri valideerimise ja kommertskasutuse vahel.
