ISO 7637-2:2004
(Main)Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and coupling — Part 2: Electrical transient conduction along supply lines only
Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and coupling — Part 2: Electrical transient conduction along supply lines only
ISO 7637-2:2004 specifies bench tests for testing the compatibility to conducted electrical transients of equipment installed on passenger cars and light commercial vehicles fitted with a 12 V electrical system or commercial vehicles fitted with a 24 V electrical system -- for both injection and the measurement of transients. Failure mode severity classification for immunity to transients is also given. It is applicable to these types of road vehicle, independent of the propulsion system (e.g. spark ignition or diesel engine, or electric motor).
Véhicules routiers — Perturbations électriques par conduction et par couplage — Partie 2: Transmission des perturbations électriques transitoires par conduction uniquement le long des lignes d'alimentation
L'ISO 7637-2:2004 spécifie des essais sur banc permettant de vérifier la compatibilité des dispositifs installés sur les voitures particulières et sur les utilitaires légers équipés d'un réseau de bord de 12 V, ou sur les utilitaires équipés d'un réseau de bord de 24 V, avec les transitoires électriques transmis par conduction. Les essais décrits sont relatifs à l'injection et au mesurage des transitoires. L'ISO 7637-2:2004 donne également une classification des degrés de gravité de mauvais fonctionnement relative à l'immunité aux transitoires. Elle est applicable aux types de véhicules routiers spécifiés ci-dessus, indépendamment de leur système de propulsion (par exemple moteur à allumage commandé ou moteur à allumage par compression, moteur électrique).
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7637-2
Second edition
2004-06-15
Corrected version
2004-09-15
Road vehicles — Electrical disturbances
from conduction and coupling —
Part 2:
Electrical transient conduction along
supply lines only
Véhicules routiers — Perturbations électriques par conduction et par
couplage —
Partie 2: Transmission des perturbations électriques transitoires par
conduction uniquement le long des lignes d'alimentation
Reference number
ISO 7637-2:2004(E)
©
ISO 2004
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ISO 7637-2:2004(E)
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ii © ISO 2004 – All rights reserved
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ISO 7637-2:2004(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Test procedure . 1
4.1 General. 1
4.2 Test temperature and test voltage . 2
4.3 Voltage transient emissions test. 2
4.4 Transient immunity test. 4
5 Test instrument description and specifications . 6
5.1 Artificial network . 6
5.2 Shunt resistor R . 6
s
5.3 Switch S . 7
5.4 Power supply. 8
5.5 Measurement instrumentation. 8
5.5.1 Oscilloscope. 8
5.5.2 Voltage probe . 9
5.5.3 Waveform acquisition equipment . 9
5.6 Test pulse generator for immunity testing. 9
5.6.1 Test pulse 1 . 10
5.6.2 Test pulses 2a and 2b. 11
5.6.3 Test pulses 3a and 3b. 13
5.6.4 Test pulse 4 . 15
5.6.5 Test pulses 5a and 5b. 16
Annex A (normative) Failure mode severity classification . 18
Annex B (informative) General technique for improving device electromagnetic compatibility . 22
Annex C (normative) Transient emissions evaluation — Voltage waveform. 23
Annex D (normative) Test pulse generator verification procedure. 26
Annex E (informative) Determination of pulse generator’s energy capability . 29
Annex F (informative) Origin of transients in road vehicle electrical systems . 33
© ISO 2004 – All rights reserved iii
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ISO 7637-2:2004(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 7637-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3, Electrical
and electronic equipment.
This second edition of ISO 7637-2 cancels and replaces ISO 7637-1:1990 and ISO 7637-2:1990, of which it
constitutes a technical revision. Note that ISO 7637-1:2002 cancelled and replaced ISO 7637-0:1990.
ISO 7637 consists of the following parts, under the general title Road vehicles — Electrical disturbances from
conduction and coupling:
Part 1: Definitions and general considerations
Part 2: Electrical transient conduction along supply lines only
Part 3: Vehicles with nominal 12 V or 24 V supply voltage — Electrical transient transmission by
capacitive and inductive coupling via lines other than supply lines
This corrected version of ISO 7637-2:2004 incorporates the following corrections.
0 0
In Table 4, the value for the parameter t has been corrected from “ 10 µs” to “ 1 µs”.
r ( ) ( )
− 0, 5 − 0, 5
Some typographical corrections have been made.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 7637-2:2004(E)
Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and
coupling —
Part 2:
Electrical transient conduction along supply lines only
1 Scope
This part of ISO 7637 specifies bench tests for testing the compatibility to conducted electrical transients of
equipment installed on passenger cars and light commercial vehicles fitted with a 12 V electrical system or
commercial vehicles fitted with a 24 V electrical system — for both injection and the measurement of
transients. Failure mode severity classification for immunity to transients is also given. It is applicable to these
types of road vehicle, independent of the propulsion system (e.g. spark ignition or diesel engine, or electric
motor).
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 7637-1:2002, Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and coupling — Part 1:
Definitions and general considerations
ISO 8854:1988, Road vehicles — Alternators with regulators — Test methods and general requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 7637-1 apply.
4 Test procedure
4.1 General
These tests for measuring the transient emission on supply lines and the immunity of devices against such
transients are called “bench tests”, made in the laboratory.
The methods, some of which require the use of the artificial network, will provide comparable results between
laboratories. They will also give the basis for the development of devices and systems, and may be used
during the production phase (see Annex B).
A bench test method for the evaluation of the immunity of a device against supply line transients may be
performed by means of a test pulse generator; this may not cover all types of transients which can occur in a
vehicle. Therefore, the test pulses described in 5.6 are characteristic of typical pulses.
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ISO 7637-2:2004(E)
In special cases, it could be necessary to apply additional test pulses. However, some pulses may be omitted
if a device, depending on its function or its connection, is not influenced by comparable transients in the
vehicle. It is the vehicle manufacturer's responsibility to define the test pulses required for a specific device.
Unless otherwise specified, a tolerance of ±10 % applies to all variables used.
4.2 Test temperature and test voltage
The ambient temperature during the test shall be (23 ± 5) °C.
The test voltages shall be according to Table 1 unless other values are agreed upon by the users of this part
of ISO 7637, in which case such values shall be documented in test reports.
Table 1 — Test voltages
Test voltage 12 V system 24 V system
V V
U
13,5 ± 0,5 27 ± 1
A
U
12 ± 0,2 24 ± 0,4
B
4.3 Voltage transient emissions test
This subclause specifies a test procedure for evaluating the automotive electrical and electronic components
of the device under test (DUT), considered a potential source of conducted disturbances, for conducted
emissions of transients along the battery-fed or switched supply lines.
Care shall be taken to ensure that the surrounding electromagnetic environment does not interfere with the
measurement set-up.
Voltage transients from the disturbance source, the DUT, are measured using the artificial network to
standardize the impedance loading on the DUT (see 5.1). The disturbance source is connected via the
artificial network to the shunt resistor, R (see 5.2), the switch, S (see 5.3), and the power supply (see 5.4), as
s
shown in Figure 1 a) or b).
+10
All wiring connections between artificial network, switch, and the DUT shall be spaced 50 mm above the
( )
0
metal ground plane.
The cable sizes shall be chosen in accordance with the real situation in the vehicle, i.e. the wiring shall be
capable of handling the operating current of the DUT, and as agreed between vehicle manufacturer and
supplier.
If no requirements are specified in the test plan, then the DUT shall be placed on a non-conductive material
+10
50 mm above the ground plane.
)
(
0
The disturbance voltage shall be measured as close to the DUT terminals as possible [see Figure 1 a) or b],
using a voltage probe (see 5.5.2) and an oscilloscope (see 5.5.1) or waveform acquisition equipment (see
5.5.3).
Repetitive transients shall be measured with the switch S closed. If the transient is caused by a supply
disconnection, measurement shall be started at the moment of opening switch S.
For evaluation and values, see Annex C.
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ISO 7637-2:2004(E)
Dimensions in millimetres
Drawing not to scale
a) Slow pulses (millisecond range or slower)
b) Fast pulses (nanosecond-to-microsecond range)
Key
1 oscilloscope or equivalent 5 ground plane
2 voltage probe 6 power supply
3 artificial network 7 Ground connection; length < 100 mm
4 DUT (source of transient)
NOTE For A, B, P, see Figure 3.
Figure 1 — Transient emission test set-up
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ISO 7637-2:2004(E)
DUT operating conditions of particular interest in the measurements are the turn on, the turn off, and the
exercising of the various operating modes of the DUT. The exact operating conditions of the DUT shall be
specified in the test plan.
The sampling rate and trigger level shall be selected to capture a waveform displaying the complete duration
of the transient, with sufficient resolution to display the highest positive and negative portions of the transient.
Utilising the proper sampling rate and trigger level, the voltage amplitude shall be recorded by actuating the
DUT according to the test plan. Other transient parameters, such as rise time, fall time and transient duration,
may also be recorded. Unless otherwise specified, ten waveform acquisitions are required. Only those
waveforms with the highest positive and negative amplitude (with their associated parameters) shall be
recorded.
The measured transient shall be evaluated according to Annex C. All pertinent information and test results
shall be reported. If required per the test plan, include transient evaluation results with respect to the
performance objective as specified in the test plan.
4.4 Transient immunity test
The test set-up for transient immunity measurements of electrical/ electronic devices shall be as shown in
Figure 2.
For test pulses 3a and 3b, the leads between the terminals of the test pulse generator and the DUT shall be
+10
laid out in a straight parallel line at a height of 50 mm above the ground plane and shall have a length of
( )
0
(0,5 ± 0,1) m.
The test pulse generator (see 5.6) is set up to provide the specific pulse polarity, amplitude, duration and
resistance with the DUT and optional resistance R disconnected [see Figure 2 a)]. The appropriate values are
v
selected from Annex A. Next, the DUT is connected to the generator [see Figure 2 b)], while the oscilloscope
is disconnected.
Depending on the real conditions, the function of the DUT may be evaluated during and/or after the
application of the test pulses.
For correct generation of the required test pulses, it may be necessary to switch the power supply on and off.
The switching can be performed by the test pulse generator if the power supply is integral to it.
One way to simulate the waveform of an alternator with centralized load dump suppression (see Figure 12), is
to connect a suppression diode (or diode bridge) across the output terminals of the test pulse generator [see
Figure 2 a) and b]. Since a single diode will generally have part-to-part variation and may not be able to
handle the large alternator currents, the use of a bridge arrangement [an example is shown in Figure 2 c)] is
recommended. The same generator shall be used for test pulses 5a and 5b.
The suppression diodes and the suppressed voltage levels (clamping voltage) used by different car
manufacturers are not standard. The supplier (parts manufacturers) must, therefore, obtain the diode and
clamping voltage specification information from the manufacturer to be able to perform this test. The single
diodes are added to the diode bridge as needed to provide the specified clamping voltage.
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ISO 7637-2:2004(E)
a) Pulse adjustment
b) Pulse injection c) Example of suppression diode bridge for test
pulse 5b only
Key
1 oscilloscope or equivalent 5 ground plane
2 voltage probe 6 Ground connection (maximum length for test pulse
3 test pulse generator with internal power supply 3: 100 mm)
a
resistance R 7 optional resistor (R )
i v
b
4 DUT 8 optional diode bridge
a
For simulation of vehicle system loading for load dump test pulses 5a and 5b only. If used, the value of R shall be
v
specified in the test plan (typical value 0,7 Ω to 40 Ω).
b
For simulation of load dump waveform for alternator with centralized load dump suppression for pulse 5b only [see
Figure 2 c)].
c
Add forward biased diodes as required to achieve max. open-circuit (suppressed) voltage.
Figure 2 — Transient immunity test set-up
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ISO 7637-2:2004(E)
5 Test instrument description and specifications
5.1 Artificial network
The artificial network is used as a reference standard in the laboratory in place of the impedance of the vehicle
wiring harness, in order to determine the behaviour of equipment and electrical and electronic devices. An
example of a schematic diagram is shown in Figure 3.
Key
A power supply terminal
B common terminal (may be grounded)
C capacitor
L inductance
P terminal for DUT
R resistor
Main characteristics of the components:
L = 5 µH (air-core winding)
Internal resistance between terminals P and A: < 5 mΩ
C = 0,1 µF for working voltages of 200 V a.c. and 1 500 V d.c.
R = 50 Ω
Figure 3 — Example schematic diagram of artificial network
The artificial network shall be able to withstand a continuous load corresponding to the requirements of the
DUT.
The resulting values of impedance Z , measured between the terminals P and B while terminals A and B
PB
are short-circuited, are given in Figure 4 as a function of frequency assuming ideal electric components. In
reality, the impedance of an artificial network shall not deviate more than 10 % from the curve given in
Figure 4.
If the artificial network has a metal enclosure, it shall be placed flat on the ground plane and the ground
terminal on the power source end shall be connected to the ground plane as shown in Figures 1 a) and b).
5.2 Shunt resistor R
s
The shunt resistor R (see Figure 1) simulates the d.c. resistance of other vehicle devices which are
s
connected in parallel to the DUT and are not disconnected from it by the ignition switch. R is selected to
s
correspond to the resistance measured on the wiring harness between the disconnected ignition switch
terminal and ground, with the switch off, and shall be specified by the vehicle manufacturer. In the absence of
any specification, a value of R = 40 Ω shall be used. If a wire-wound resistor is used, the winding shall be
s
bifilar (i.e. with a minimum reactive component).
To simulate the worst-case condition, R may be switched off.
s
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ISO 7637-2:2004(E)
Key
| Z | impedance (Ω)
PB
f frequency (Hz)
Figure 4 — Impedance Z as function of frequency from 100 kHz to 100 MHz (A, B short-circuited)
PB
5.3 Switch S
The switching device S can be located on either side of the artificial network as shown in Figure 1 depending
on the actual application. For the measurement of transients (t ≈ µs range), the switch on the DUT side of the
d
artificial network must be actuated.
During the test, only one of the switching devices shown in Figure 1 shall be actuated (the contact of the other
switching device shall be closed). The selection of the switching device shall be specified in the test plan prior
to the test and documented in the test report.
As S significantly influences the disturbance transient characteristics, the recommended switching devices are
described below:
a) For the measurement of high voltage transients (with amplitudes over 400 V), the switching device is
recommended to be a standard production switch that is used in the vehicle with the DUT. If such a
device is not available, an automotive relay with the following characteristics shall be used:
contact rating, I = 30 A, continuous, resistive load;
high purity silver contact material;
no suppression across relay contact;
single/double position contact electrically insulated from the coil circuit;
coil with transient suppression.
The switching relay shall be replaced if significant contact degradation occurs.
© ISO 2004 – All rights reserved 7
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ISO 7637-2:2004(E)
b) An unequivocal assessment of the disturbance is only possible if a switch with reproducible properties is
used. For this purpose, an electronic switch is proposed. It is probable that amplitudes of disturbance are
higher than those normally encountered with conventional switches (arcing). This shall be taken into
account when evaluating test results. The electronic switch is very appropriate for controlling the function
of suppressors used. For the measurement of lower voltage transients (with amplitudes less than 400 V),
such as those produced by sources with transient suppressions, an electronic switch with the following
characteristics should be used:
maximum voltage, U = 400 V at 25 A;
max
maximum current, I = 25 A continuously, 100 A for ∆t u 1 s;
max
voltage drop, ∆U u 1 V at 25 A;
test voltages, U = 13,5 V, U = 27 V;
A1 A2
switching time, ∆t = 300 ns ± 20 % with DUT;
s
R = 0,6 Ω, L = 50 µH (1 kHz);
shunt resistor R = 10 Ω, 20 Ω, 40 Ω, and connection for external resistors;
s
trigger: internal and external;
voltage probe: 1: 100.
The switch shall withstand short-circuiting.
An artificial network according to 5.1 and Figures 3 and 4 shall be implemented, but it shall be possible to
switch it off (50 Ω artificial network is defined up to 100 MHz).
5.4 Power supply
The continuous supply source shall have an internal resistance R of less than 0,01 Ω d.c. and an internal
i
impedance Z = R for frequencies less than 400 Hz. The output voltage shall not deviate more than 1 V from 0
i i
to maximum load (including inrush current) and shall recover 63 % of its maximum excursion within 100 µs.
The superimposed ripple voltage, U, shall not exceed 0,2 V peak-to-peak and shall have a minimum
r
frequency of 400 Hz.
If a standard power supply (with sufficient current capacity) is used to simulate the battery, it is important that
the low internal impedance of the battery be also simulated.
When a battery is used, a charging source may be needed to achieve the specified reference levels (13,5 V
and 27 V, respectively).
5.5 Measurement instrumentation
5.5.1 Oscilloscope
The use of a digitizing oscilloscope (minimum single sweep sampling rate of 2 GHz/s and 400 MHz bandwidth
with input sensitivity: at least 5 mV/div.) is preferred. If a digitizing oscilloscope is not available, an analog
storage oscilloscope may be used, which shall have the following minimum specifications:
bandwidth d.c. to at least 400 MHz;
writing speed of at least 100 cm/µs;
input sensitivity of at least 5 mV/division.
The recording may be made with an oscilloscope camera or any other appropriate recording device.
8 © ISO 2004 – All rights reserved
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ISO 7637-2:2004(E)
5.5.2 Voltage probe
Characteristics of the voltage probe are
attenuation of 100/1,
maximum input voltage of at least 1 kV,
input impedance Z and capacitance C according to Table 2 ;
maximum probe cable length of 3 m;
maximum probe ground length of 0,13 m.
The lengths will influence the measurement results and shall be stated in the test report.
Table 2 — Voltage probe parameters
f Z C
MHz kΩ pF
1 > 40 < 4
10
> 4 < 4
100 > 0,4 < 4
5.5.3 Waveform acquisition equipment
Equipment that is capable of acquiring fast rise time transient waveforms may be used instead of an
oscilloscope.
5.6 Test pulse generator for immunity testing
The test pulse generator shall be capable of producing the open circuit test pulses according to 5.6.1 to 5.6.5
at the maximum value of |U |. Moreover, U shall be adjustable within the limits given in Tables 3 to 9.
s s
+10
Peak voltage U shall be adjusted to the test levels specified in Annex A with a tolerance of %. The
()0
s
timing (t) tolerances and internal resistance (R ) tolerance shall be ± 20 %, unless otherwise specified.
i
A verification procedure for the generator performance and tolerances is given in Annex D.
Recommended values for the evaluation of immunity of devices are given in Annex A.
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ISO 7637-2:2004(E)
5.6.1 Test pulse 1
This test is a simulation of transients due to supply disconnection from inductive loads. It is applicable to DUTs
which, as used in the vehicle, remain connected directly in parallel with an inductive load (see Annex F).
The pulse shape is given in Figure 5. See Table 3 for the corresponding parameters.
Figure 5 — Test pulse 1
Table 3 — Parameters for test pulse 1
Parameter 12 V system 24 V system
U −75 V to − 100 V − 450 V to − 600 V
s
R 10 Ω 50 Ω
i
t 2 ms 1 ms
d
0 0
1 µs 3 µs
t
( ) ( )
−0,5 −1,5
r
a
t 0,5 s to 5 s
1
t 200 ms
2
b
t < 100 µs
3
a
t shall be chosen such that the DUT is correctly initialized before the application
1
of the next pulse.
b
t is the smallest possible time necessary between the disconnection of the
3
supply source and the application of the pulse.
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5.6.2 Test pulses 2a and 2b
Pulse 2a simulates transients due to sudden interruption of currents in a device connected in parallel with the
DUT due to the inductance of the wiring harness (see Annex F).
Pulse 2b simulates transients from d.c. motors acting as generators after the ignition is switched off (see
Annex F).
The pulse shapes are given in Figures 6 and 7; for the parameters, see Tables 4 and 5, respectively.
Figure 6 — Test pulse 2a
Table 4 — Parameters for test pulse 2a
Parameter 12 V system 24 V system
U + 37 V to + 50 V
s
R 2 Ω
i
t 0,05 ms
d
0
1 µs
t
( )
−0,5
r
a
t 0,2 s to 5 s
1
a
The repetition time t can be short, depending on the switching. The
1
use of a short repetition time reduces the test time.
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ISO 7637-2:2004(E)
Figure 7 — Test pulse 2b
Table 5 — Parameters for test pulse 2b
Parameter 12 V system 24 V system
U
10 V 20 V
s
R
0 Ω to 0,05 Ω
i
t
0,2 s to 2 s
d
t
1 ms ± 0,5 ms
12
t
1 ms ± 0,5 ms
r
t
1 ms ± 0,5 ms
6
12 © ISO 2004 – All rights reserved
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ISO 7637-2:2004(E)
5.6.3 Test pulses 3a and 3b
These test pulses are a simulation of transients which occur as a result of the switching processes. The
characteristics of these transients are influenced by distributed capacitance and inductance of the wiring
harness (see Annex F).
The pulse shapes for these test pulses are given in Figures 8 and 9; for the parameters, see Tables 6 and 7,
respectively.
Figure 8 — Test pulse 3a
Table 6 — Parameters for test pulse 3a
Parameter 12 V system 24 V system
U
− 112 V to − 150 V − 150 V to − 200 V
s
R
50 Ω
i
+ 0,1
t 0,1 µs
( )
d 0
t
5 ns ± 1,5 ns
r
t
100 µs
1
t
10 ms
4
t
90 ms
5
© ISO 2004 – All rights reserved 13
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ISO 7637-2:2004(E)
Figure 9 — Test pulse 3b
Table 7 — Parameters for test pulse 3b
Parameter 12 V system 24 V system
U
+ 75 V to + 100 V + 150 V to + 200 V
s
R
50 Ω
i
+ 0,1
t 0,1 µs
( )
d 0
t
5 ns ± 1,5 ns
r
t
100 µs
1
t
10 ms
4
t
90 ms
5
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...
NORME ISO
INTERNATIONALE 7637-2
Deuxième édition
2004-06-15
Version corrigée
2004-09-15
Véhicules routiers — Perturbations
électriques par conduction et par
couplage —
Partie 2:
Transmission des perturbations
électriques transitoires par conduction
uniquement le long des lignes
d'alimentation
Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and
coupling —
Part 2: Electrical transient conduction along supply lines only
Numéro de référence
ISO 7637-2:2004(F)
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ISO 2004
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ISO 7637-2:2004(F)
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ISO 7637-2:2004(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Mode opératoire des essais. 1
4.1 Généralités. 1
4.2 Température d'essai et tension d'essai . 2
4.3 Essai en tension des émissions de transitoires. 2
4.4 Essai d’immunité aux transitoires. 4
5 Description des instruments d'essai et spécifications. 6
5.1 Réseau artificiel. 6
5.2 Résistance en parallèle, R . 7
s
5.3 Interrupteur, S . 7
5.4 Alimentation . 8
5.5 Instruments de mesure. 9
5.5.1 Oscilloscope. 9
5.5.2 Sonde de tension . 9
5.5.3 Équipement de capture du signal . 9
5.6 Générateur d'impulsions d'essai pour les essais d'immunité . 9
5.6.1 Impulsion d'essai 1 . 10
5.6.2 Impulsions d'essai 2a et 2b. 11
5.6.3 Impulsions d'essai 3a et 3b. 13
5.6.4 Impulsion d'essai 4 . 15
5.6.5 Impulsions d'essai 5a et 5b. 16
Annexe A (normative) Classification des degrés de gravité de mauvais fonctionnement. 18
Annexe B (informative) Technique générale d'amélioration de la compatibilité électromagnétique
d'un dispositif. 23
Annexe C (normative) Évaluation des émissions transitoires — Courbe de tension. 24
Annexe D (normative) Méthode de vérification du générateur d'impulsions d'essai . 27
Annexe E (informative) Détermination de l'énergie disponible du générateur d'impulsions. 30
Annexe F (informative) Origine des transitoires dans le réseau électrique des véhicules routiers. 34
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ISO 7637-2:2004(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 7637-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité SC 3,
Équipement électrique et électronique.
Cette deuxième édition de l’ISO 7637-2 annule et remplace l’ISO 7637-1:1990 et l'ISO 7637-2:1990, qui ont
fait l'objet d'une révision technique. L'ISO 7637-1:2002 a annulé et remplacé l'ISO 7637-0:1990.
L'ISO 7637 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Véhicules routiers —
Perturbations électriques par conduction et par couplage:
Partie 1: Définitions et généralités
Partie 2: Transmission des perturbations électriques transitoires par conduction uniquement le long des
lignes d'alimentation
Partie 3: Transmission des perturbations électriques par couplage capacitif ou inductif le long des lignes
autres que les lignes
La présente version corrigée de l'ISO 7637-2:2004 incorpore les corrections suivantes.
0 0
Dans le Tableau 4, la valeur « 10 µs» du paramètre t a été remplacée par « 1 µs».
( ) ( )
r
− 0, 5 − 0, 5
Quelques corrections typographiques ont été apportées.
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NORME INTERNATIONALE ISO 7637-2:2004(F)
Véhicules routiers — Perturbations électriques par conduction
et par couplage —
Partie 2:
Transmission des perturbations électriques transitoires par
conduction uniquement le long des lignes d'alimentation
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 7637 spécifie des essais sur banc permettant de vérifier la compatibilité des
dispositifs installés sur les voitures particulières et sur les utilitaires légers équipés d'un réseau de bord de
12 V, ou sur les utilitaires équipés d'un réseau de bord de 24 V, avec les transitoires électriques transmis par
conduction. Les essais décrits sont relatifs à l'injection et au mesurage des transitoires. La présente partie de
l'ISO 7637 donne également une classification des degrés de gravité de mauvais fonctionnement relative à
l’immunité aux transitoires. Elle est applicable aux types de véhicules routiers spécifiés ci-dessus,
indépendamment de leur système de propulsion (par exemple moteur à allumage commandé ou moteur à
allumage par compression, moteur électrique).
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 7637-1:2002, Véhicules routiers — Perturbations électriques par conduction et par couplage — Partie 1:
Définitions et généralités
ISO 8854:1988, Véhicules routiers — Alternateurs avec régulateur — Méthodes d'essai et conditions
générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 7637-1 s'appliquent.
4 Mode opératoire des essais
4.1 Généralités
Ces essais, permettant de mesurer l'émission de transitoires sur les lignes d'alimentation et l'immunité des
équipements à ces transitoires, sont appelés «essais sur banc» et sont effectués en laboratoire.
Les méthodes d'essai, certaines desquelles nécessitent l'emploi du réseau artificiel, fournissent des résultats
comparables entre différents laboratoires. Elles fournissent également une base de développement de
dispositifs et de systèmes et peuvent être utilisées pendant la phase de production (voir l'Annexe B).
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ISO 7637-2:2004(F)
Pour appliquer une méthode d'essai sur banc pour l'évaluation de l’immunité d'un dispositif aux transitoires
transmis par conduction le long des lignes d'alimentation, on peut utiliser un générateur d'impulsions d'essai; il
est possible que ce dernier ne couvre pas tous les types de transitoires qui peuvent apparaître sur un véhicule.
C'est pourquoi, les impulsions d'essai décrites en 5.6 sont caractéristiques d'impulsions types.
Dans certains cas, il peut être nécessaire d'appliquer des impulsions d'essai supplémentaires. Cependant,
certaines impulsions d'essai peuvent être négligées si un dispositif, compte tenu de son fonctionnement ou de
sa connexion, n'est pas influencé par des transitoires comparables sur le véhicule. L'une des responsabilités
des constructeurs de véhicules consiste à définir les impulsions d'essai requises pour un dispositif spécifique.
Sauf indication contraire, toutes les variables utilisées ont une tolérance de ± 10 %.
4.2 Température d'essai et tension d'essai
La température ambiante pendant l'essai doit être de (23 ± 5) °C.
Les tensions d'essai doivent être conformes au Tableau 1. Cependant, en cas d'accord spécifique entre les
utilisateurs de la présente partie de l’ISO 7637, d'autres valeurs peuvent être utilisées et elles doivent alors
être mentionnées dans les rapports d'essai.
Tableau 1 — Tensions d'essai
Tension d'essai Réseau de bord Réseau de bord
de 12 V de 24 V
V V
U
13,5 ± 0,5 27 ± 1
A
U
12 ± 0,2 24 ± 0,4
B
4.3 Essai en tension des émissions de transitoires
Le présent paragraphe spécifie un mode opératoire d'essai visant à évaluer le comportement des composants
électriques et électroniques pour automobile d'un dispositif soumis à l'essai (DSE), considéré comme source
potentielle de perturbations transmises par conduction, en cas d'émissions de transitoires transmis par
conduction le long de lignes alimentées par la batterie ou de lignes d'alimentation commutée.
Des mesures doivent être prises pour s'assurer que l'environnement électromagnétique ne perturbe pas le
dispositif de mesurage.
Les transitoires en tension émis par la source de perturbation, c'est-à-dire le DSE, sont mesurés au moyen
d'un réseau artificiel qui permet de normaliser l'impédance de charge du DSE (voir 5.1). La source de
perturbation est connectée par l'intermédiaire du réseau artificiel à une résistance en parallèle, R (voir 5.2), à
s
l'interrupteur, S (voir 5.3), et à l'alimentation (voir 5.4), comme représenté à la Figure 1 a) ou b).
Toutes les connexions entre le réseau artificiel, l'interrupteur et le DSE doivent être à une distance de
+10
50 mm au-dessus du plan de masse métallique.
( )
0
La taille des câbles doit être choisie conformément aux conditions réelles d’utilisation dans le véhicule (c'est-
à-dire que le câblage doit pouvoir admettre le courant d'alimentation du DSE) et après accord entre le
constructeur du véhicule et le fournisseur.
Si aucune exigence n'est spécifiée dans le plan d'essai, le DSE doit être placé sur un matériau non-
+10
conducteur, à 50 mm au-dessus du plan de masse.
( )
0
La tension de perturbation doit être mesurée aussi près que possible des bornes du DSE [voir Figure 1 a) ou
b)] au moyen d'une sonde de tension (voir 5.5.2) et d'un oscilloscope (voir 5.5.1) ou d'un équipement de
capture de signal (voir 5.5.3).
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Pour le mesurage des transitoires répétitifs, l'interrupteur S doit être fermé. Un transitoire dû à une
déconnexion de l'alimentation doit être mesuré au moment de l'ouverture de l'interrupteur S.
Pour les méthodes d'évaluation et les valeurs, voir l'Annexe C.
Dimensions en millimètres
Le plan n'est pas à l'échelle
a) Impulsions lentes (plage dans les millisecondes ou inférieure)
b) Impulsions rapides (plage comprise entre les nanosecondes et les microsecondes)
Légende
1 oscilloscope ou équivalent 4 DSE (source de transitoire) 7 connexion de masse; longueur < 100 mm
2 sonde de tension 5 plan de masse
3 réseau artificiel 6 alimentation
NOTE Pour A, B et P, voir la Figure 3.
Figure 1 — Montage de l'essai en tension des émissions de transitoires
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Il est particulièrement intéressant d'effectuer les mesurages dans les conditions suivantes du DSE: au
moment de la mise en marche et de l'arrêt du DSE et pendant l'utilisation de ses différents modes de
fonctionnement. Les conditions exactes de fonctionnement du DSE doivent être spécifiées dans le plan
d'essai.
La fréquence d'échantillonnage et le niveau de déclenchement doivent être sélectionnés pour capter un signal
affichant la durée totale du transitoire et avec une résolution suffisante pour afficher la partie positive et la
partie négative maximales du transitoire.
En utilisant la fréquence d'échantillonnage et le niveau de déclenchement appropriés, il faut enregistrer
l'amplitude en tension en actionnant le DSE conformément au plan d'essai. D'autres paramètres du transitoire,
comme le temps de montée, le temps de descente et la durée du transitoire, peuvent également être
enregistrés. Sauf indication contraire, il est nécessaire de capter dix signaux. Seuls les signaux possédant
l'amplitude positive et l'amplitude négative maximales doivent être mentionnés (avec les paramètres associés).
Le transitoire mesuré doit être évalué conformément à l'Annexe C. Toutes les informations et résultats
d'essais pertinents doivent être enregistrés dans le rapport. Si cela est exigé par le plan d'essai, inclure les
résultats de l'évaluation du transitoire du point de vue de l'objectif de fonctionnement, comme spécifié dans le
plan d'essai.
4.4 Essai d’immunité aux transitoires
Le montage d’essai pour le mesurage de l’immunité des équipements électriques et électroniques aux
transitoires doit être comme représenté à la Figure 2.
Pour les impulsions d'essai 3a et 3b, les conducteurs reliant les bornes du générateur d'impulsions d'essai au
+10
DSE doivent être disposés parallèlement et en ligne droite, à une hauteur de 50 mm au-dessus du plan
( )
0
de masse, et leur longueur doit être de (0,5 ± 0,1) m.
Le générateur d'impulsions d'essai (voir 5.6) est ajusté pour produire la polarité de l'impulsion, l'amplitude, la
durée et la résistance voulues lorsque le DSE et la résistance facultative, R , sont déconnectés [voir Figure
v
2 a)]. Sélectionner les valeurs appropriées dans l'Annexe A. Le DSE est ensuite connecté au générateur
d'impulsions [voir Figure 2 b)] tandis que l'oscilloscope est déconnecté.
Selon les conditions réelles, le fonctionnement du DSE peut être évalué pendant et/ou après l'application des
impulsions d'essai.
Il peut être nécessaire, pour générer correctement les impulsions d'essai requises, de mettre l'alimentation en
circuit et hors circuit. Cette commutation peut être assurée par le générateur d'impulsions d'essai s'il est à
alimentation intégrée.
L'une des méthodes de simulation du signal d'un alternateur avec suppression centralisée du transitoire de
rupture soudaine de charge (voir Figure 12) consiste à connecter une diode d'antiparasitage (ou un pont de
diodes) aux bornes de sortie du générateur d'impulsions d'essai [voir Figure 2 a) et b)]. Comme une diode
unique présente généralement une variation d'une pièce à l'autre et peut ne pas être en mesure d'admettre
les forts courants de l'alternateur, l'emploi d'un pont de diodes [la Figure 2 c) en présente un exemple] est
recommandé. Il faut utiliser le même générateur pour les impulsions d'essai 5a et 5b.
Les diodes d'antiparasitage et les niveaux de tension supprimés (tension de fixation de niveau) utilisés par les
différents constructeurs d’automobiles ne sont pas normalisés. Le fournisseur (les fabricants de pièces) doit
donc rechercher auprès du constructeur les informations nécessaires concernant les spécifications des
diodes et de la tension de fixation de niveau pour pouvoir effectuer cet essai. Des diodes simples sont
ajoutées au pont de diodes, selon les besoins, pour fournir la tension de fixation de niveau spécifiée.
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a) Ajustement des impulsions
b) Injection des impulsions c) Exemple de pont de diodes d'antiparasitage pour
l'impulsion d'essai 5b exclusivement
Légende
1 oscilloscope ou équivalent 5 plan de masse
2 sonde de tension 6 connexion de masse (longueur maximale pour l'impulsion
3 générateur d'impulsions d'essai avec résistance d'essai 3: 100 mm)
a
d'alimentation interne, R 7 résistance facultative (R )
i v
b
4 DSE 8 pont de diodes facultatif
a
Pour simuler la charge du réseau du véhicule exclusivement pour les impulsions 5a et 5b d'essai de rupture soudaine
de charge. En cas d'utilisation d'une résistance de ce type, la valeur de R doit être spécifiée dans le plan d'essai (valeur
v
type comprise entre 0,7 Ω et 40 Ω).
b
Pour la simulation du signal de rupture soudaine de charge pour un alternateur avec suppression centralisée de ce
transitoire pour l'impulsion d'essai 5b exclusivement [voir la Figure 2 c)].
c
Ajouter les diodes polarisées dans le sens direct nécessaires à l’obtention de la tension maximale en circuit ouvert
(supprimée).
Figure 2 — Montage de l'essai d'immunité aux transitoires
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5 Description des instruments d'essai et spécifications
5.1 Réseau artificiel
Le réseau artificiel sert de système de référence, à la place de l'impédance du faisceau de câbles du véhicule,
pour déterminer en laboratoire le comportement de l'équipement et des dispositifs électriques et électroniques.
Un exemple de schéma de ce réseau est donné à la Figure 3.
Légende
A borne de l'alimentation
B borne commune (peut être mise à la terre)
C capacité
L inductance
P borne pour le DSE
R résistance
Principales caractéristiques des composants:
L = 5 µH (bobinage sans noyau magnétique)
Résistance interne entre les bornes P et A: < 5 mΩ
C = 0,1 µF pour des tensions de service de 200 V c.a. et de 1 500 V c.c.
R = 50 Ω
Figure 3 — Exemple de schéma de réseau artificiel
Le réseau artificiel doit être capable de supporter une charge continue correspondant aux exigences du DSE.
Les valeurs résultantes de l'impédance,Z , mesurées entre les bornes P et B pendant que les bornes A et
PB
B sont court-circuitées, sont données à la Figure 4 en fonction de la fréquence et en supposant des
composants électriques idéaux. Dans la réalité, l'impédance d'un réseau artificiel ne doit pas s'écarter de plus
de 10 % de la courbe représentée à la Figure 4.
Si le réseau artificiel se trouve dans un boîtier métallique, il doit être placé à plat sur le plan de masse et la
borne de masse du côté de la source d'alimentation doit être connectée au plan de masse comme représenté
à la Figure 1 a) et b).
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ISO 7637-2:2004(F)
Légende
|Z | impédance (Ω)
PB
f fréquence (Hz)
Figure 4 — Impédance, |Z |, en fonction de la fréquence entre 100 kHz et 100 MHz
PB
(A et B étant court-circuitées)
5.2 Résistance en parallèle, R
s
La résistance en parallèle, R , (voir Figure 1) simule la résistance en courant continu d'autres dispositifs du
s
véhicule qui sont connectés en parallèle au DSE, et qui n'en sont pas déconnectés par l'interrupteur
d'allumage. R est choisie de manière à correspondre à la résistance mesurée sur le faisceau de câbles du
s
véhicule, entre la borne de l'interrupteur d'allumage et la masse, lorsque l'interrupteur est coupé, et sa valeur
doit être spécifiée par le constructeur du véhicule. En l'absence de toute spécification, une valeur de
R = 40 Ω doit être utilisée. En cas d'utilisation d'une résistance bobinée, l'enroulement doit être bifilaire (c'est-
s
à-dire avec une composante réactive minimale).
Pour simuler les conditions correspondant au pire des cas, R peut être mise hors tension.
s
5.3 Interrupteur, S
Le dispositif de commutation, S, peut être placé d'un côté ou de l'autre du réseau artificiel, comme le
représente la Figure 1, en fonction de l'application réelle. Pour le mesurage des transitoires rapides
(t ≈ plage des µs), il est nécessaire d'actionner l'interrupteur situé du côté du DSE du réseau artificiel.
d
Pendant l'essai, un seul des dispositifs de commutation de la Figure 1 doit être actionné (le contact de l'autre
dispositif de commutation doit être fermé). La sélection du dispositif de commutation doit être spécifiée dans
le plan d'essai, avant l'essai, et elle doit être documentée dans le rapport d'essai.
Les caractéristiques des transitoires perturbateurs étant notablement influencées par l'interrupteur S, les
dispositifs de commutation recommandés sont décrits ci-dessous.
a) Pour le mesurage de transitoires haute tension (d'amplitudes supérieures à 400 V), le dispositif de
commutation recommandé est un interrupteur de série normalisé utilisé dans le véhicule avec le DSE. En
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l'absence d'un dispositif de ce type, il convient d'utiliser un relais automobile possédant les
caractéristiques suivantes:
pouvoir de coupure, I = 30 A, charge continue, résistive;
matériau pour contacts: argent de haute pureté;
pas de suppression sur le contact de relais;
contact à une seule/à deux positions, électriquement isolé du circuit de la bobine;
bobine avec élimination des transitoires.
Le relais de commutation doit être remplacé en cas de dégradation significative du contact.
b) Une évaluation précise de la perturbation n'est possible que si l'on utilise un interrupteur aux propriétés
reproductibles. Un interrupteur électronique est donc proposé pour cet usage. Il est probable qu'avec ce
type d'interrupteur l'amplitude des perturbations sera supérieure à celle normalement obtenue avec des
interrupteurs conventionnels (formation d'un arc). Il faut en tenir compte au moment de l'évaluation des
résultats de l'essai. L'interrupteur électronique est particulièrement adapté pour contrôler le
fonctionnement des dispositifs d'antiparasitage utilisés. Pour le mesurage des transitoires basse tension
(d'amplitude inférieure à 400 V) tels que ceux qui sont produits par des sources avec élimination des
transitoires, le dispositif de commutation recommandé est un interrupteur électronique dont les
caractéristiques sont les suivantes:
tension maximale, U = 400 V à 25 A;
max
courant maximal, I = 25 A en continu, 100 A pour ∆t u 1 s;
max
chute de tension, ∆U u 1 V à 25 A;
tensions d'essai, U = 13,5 V, U = 27 V;
A1 A2
temps de commutation, ∆t = 300 ns ± 20 % avec le DSE;
s
R = 0,6 Ω, L = 50 µH (1 kHz);
résistance en parallèle, R = 10 Ω, 20 Ω, 40 Ω et connexion pour résistances externes;
s
déclencheur: interne et externe;
sonde de tension: 1/100.
L'interrupteur doit résister à la mise en court-circuit.
Un réseau artificiel conforme à 5.1 et aux Figures 3 et 4 doit être mis en œuvre, mais il doit être possible de le
mettre hors circuit (un réseau artificiel de 50 Ω est défini jusqu'à 100 MHz).
5.4 Alimentation
La source d'alimentation continue doit avoir une résistance interne, R , inférieure à 0,01 Ω en courant continu
i
et une impédance interne, Z = R , pour les fréquences inférieures à 400 Hz. La tension de sortie ne doit pas
i i
varier de plus de 1 V entre la charge 0 et la charge maximale (y compris l'appel de courant) et elle doit
récupérer 63 % de son excursion maximale dans un délai de 100 µs. La tension alternative superposée, U ,
r
ne doit pas dépasser 0,2 V crête à crête et elle doit avoir une fréquence minimale de 400 Hz.
En cas d'utilisation d'une alimentation conventionnelle (avec une intensité de courant admissible suffisante)
pour simuler la batterie, il est important que la faible impédance interne de la batterie soit également simulée.
En cas d'utilisation d'une batterie, une source de charge peut être nécessaire pour atteindre les niveaux de
référence spécifiés (13,5 V et 27 V respectivement).
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5.5 Instruments de mesure
5.5.1 Oscilloscope
Il est préférable d'utiliser un oscilloscope à mémoire numérique (fréquence minimale d'échantillonnage en
balayage monocourse égale à 2 GHz/s et 400 MHz de largeur de bande, avec sensibilité d'entrée d’au moins
5 mV/division). Si l'on ne dispose pas d'un oscilloscope à mémoire numérique, il est possible d'utiliser un
oscilloscope à mémoire analogique, dont les spécifications minimales doivent être:
largeur de bande en courant continu d'au moins 400 MHz;
vitesse d'écriture d'au moins 100 cm/µs;
sensibilité d'entrée d'au moins 5 mV/division.
L'enregistrement peut être effectué à l'aide d'un appareil photographique pour oscilloscope ou de tout autre
appareil enregistreur approprié.
5.5.2 Sonde de tension
Les caractéristiques de la sonde de tension sont les suivantes:
rapport d'atténuation de 100/1;
tension d'entrée maximale d'au moins 1 kV;
impédance d’entrée, Z, et capacité, C, conformes au Tableau 2;
longueur maximale du câble de la sonde, 3 m;
longueur maximale du câble de masse de la sonde, 0,13 m.
La longueur des câbles affecte les résultats des mesurages et elle doit être précisée dans le rapport d'essai.
Tableau 2 — Paramètres de la sonde de tension
f Z C
MHz pF
kΩ
1
> 40 < 4
10
> 4 < 4
100
> 0,4 < 4
5.5.3 Équipement de capture du signal
Au lieu d'un oscilloscope, il est possible d'utiliser un équipement capable de capter des signaux transitoires
...
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