Interferència electromagnètica
En poques paraules, la interferència electromagnètica (EMI) és l'efecte dels camps electromagnètics (per exemple, la radiofreqüència) en equips i sistemes electrònics sensibles. S'estén per una àrea sorprenentment àmplia i pot causar danys greus al vostre sistema. Afortunadament, hi ha dues solucions possibles a aquest problema: el filtratge i el blindatge.
El filtratge i el blindatge d'EMI són dues tècniques diferents utilitzades per abordar el problema de l'EMI en dispositius o sistemes electrònics. Amb els sistemes electrònics, hi ha preocupacions sobre les sensibilitats radiades i conduïdes, així com les emissions radiades i conduïdes, que són el soroll EMI del sistema.
Però quina diferència hi ha?
Filtrat
Una breu història de les necessitats de protecció EMI, EMC i
A la dècada de 1930, quan les ràdios es van convertir ràpidament en una necessitat domèstica a tot el món, els usuaris van començar a notar els efectes estranys de les freqüències en altres equips electrònics i elèctrics. Aquest fenomen, conegut com a "interferència electromagnètica", va demostrar clarament la necessitat d'una manera de protegir els equips de senyals de ràdio errònies.
La solució a aquests problemes va arribar l'any 1933, quan el Comitè Especial Internacional d'Interferències de Ràdio (CISPR) de la Comissió Electrotècnica Internacional (IEC) a París va emetre les primeres recomanacions per minimitzar l'EMI. Les limitacions d'emissions es produeixen quan els sistemes estan interconnectats per garantir que el soroll generat en un sistema no interfereixi amb el rendiment d'un altre.
La necessitat de mètodes i equipaments més complets de filtrat i blindatge EMI per a aplicacions de defensa es va reconèixer ja l'any 1967, quan el portaavions USS Forrestal, desplegat al golf de Tonkin en suport de les forces nord-americanes a Vietnam, va patir un incendi catastròfic quan un dispositiu electrònic. anomalia va activar un coet Zuni. Això va provocar 134 morts i prop de 200 ferits. Més tard es va determinar que la causa principal de l'accident va ser un connector de cable blindat instal·lat incorrectament i múltiples camps electromagnètics a la coberta de vol, que van provocar que el coet s'encén i encenés el dipòsit de combustible d'un avió proper.
Més tard, a mesura que els telèfons mòbils i altres dispositius electrònics portàtils es van fer més habituals a la dècada de 1990, diverses companyies aèries es van adonar que els senyals d'aquests i altres dispositius podrien interferir amb l'aviònica, impedint així el vol segur o les capacitats de navegació dels avions. Els líders militars han descobert que la interferència electromagnètica, ja sigui natural o creada per l'home, pot interferir seriosament amb la tecnologia del sistema de posicionament global (GNSS), fent que els vehicles aeris no tripulats no puguin volar de manera fiable. La interferència del GNSS i l'EMI causades per activitats militars són un problema notable en la seguretat dels vols de l'aviació civil que continua fins avui.
Després de la interferència de ràdio, es van reconèixer moltes altres formes d'EMI, com ara microones, infrarojos, gamma i raigs X, cadascun dels quals es pot eliminar mitjançant una sèrie de mètodes i equips. Les recomanacions CISPR són la base de l'estàndard internacional modern per a Prevenció d'EMI i definir com els equips electrònics poden coexistir sense que les interferències afectin el rendiment. Això s'anomena compatibilitat electromagnètica.
La compatibilitat electromagnètica (EMC) defineix la capacitat operativa acceptable dels equips elèctrics i electrònics quan s'exposen a fonts electromagnètiques externes i quan es limita l'energia electromagnètica no desitjada generada internament.
L'EMC consta de tres aspectes: limitar la radiació d'interferència electromagnètica generada per l'equip, la susceptibilitat de l'equip a fonts externes d'interferència electromagnètica i la immunitat de l'equip quan funciona en un entorn determinat.
Diferents tipus d'interferències electromagnètiques
L'EMI es pot classificar generalment en quatre tipus segons la font o l'amplada de banda del senyal original. L'EMI de banda estreta es genera mitjançant transmissions de telèfon mòbil, ràdio o televisió, mentre que l'EMI de banda ampla té un espectre de ràdio més ampli i es genera per radiació no intencionada de fonts de senyal com ara línies de transmissió d'energia. Depenent de la font de radiació, l'EMI es pot classificar com a intencionada, no intencionada, intersistema o intrasistema:
L'EMI no intencional o "no funcional" es genera per equips no intencionats com ara equips de soldadura, motors de corrent continu, ordinadors i línies elèctriques.
- L'EMI intencional (IEMI) és una EMI emesa per equips especialment dissenyats, sovint com a part de sistemes de guerra electrònica com ara contramesures electròniques i armes de pols electromagnètic (EMP).
- L'EMI intersistema és la interferència generada entre dos components d'un sistema o dispositiu, mentre que l'EMI intersistema es produeix entre dos o més sistemes independents.
Diferents tipus d'EMI
Què és el filtratge EMI?
El filtratge EMI és una consideració important en el disseny i la fabricació d'equips electrònics per garantir un funcionament fiable i el compliment de les normes de compatibilitat electromagnètica (EMC).
El filtratge EMI és el procés de reduir o eliminar les interferències causades per senyals electromagnètiques en un dispositiu o sistema electrònic. És una tècnica que s'utilitza per filtrar els senyals electromagnètics no desitjats (soroll) que poden interferir amb el funcionament d'equips electrònics o provocar interferències electromagnètiques.
Els filtres EMI solen col·locar-se a l'entrada o sortida d'un dispositiu i es poden muntar en panell o en PCB. Consisteixen en una combinació de components passius com ara condensadors, inductors i resistències dissenyades per atenuar o suprimir EMI en un rang de freqüències específic. S'utilitzen habitualment en equips electrònics com fonts d'alimentació, equips d'àudio, sistemes informàtics i altres equips electrònics amb alta fiabilitat i requisits d'EMC.
Els filtres EMI solen ser filtres de pas baix que permeten passar senyals de baixa freqüència mentre bloquegen els senyals d'alta freqüència o el "soroll". Els condensadors bloquegen determinades freqüències mentre permeten que altres passin. Els condensadors es descarreguen al pla de terra, reduint així els senyals d'alta freqüència. Els inductors funcionen de manera diferent; absorbeixen energia d'alta freqüència i la converteixen en calor, suprimint així el soroll d'alta freqüència. Els filtres personalitzats es poden "ajustar" per complir els requisits de freqüència específics "ajustant" la combinació de condensadors i inductors.
Els filtres EMI es poden dividir en dos tipus: filtres de mode diferencial i filtres de mode comú. Els filtres de mode diferencial atenuen les interferències que es produeixen entre dues línies de senyal, mentre que els filtres de mode comú atenuen les interferències que es produeixen entre una línia de senyal i terra.
Què és el blindatge EMI?
El blindatge EMI és el procés de reduir la radiació electromagnètica emesa per dispositius o sistemes electrònics i evitar que els senyals electromagnètics externs interfereixin amb el funcionament d'aquests dispositius. El blindatge EMI és necessari perquè la radiació electromagnètica pot interferir amb el funcionament d'altres dispositius electrònics i provocar mal funcionament o errors. .El blindatge EMI implica l'ús de materials conductors, com ara coure o alumini, per bloquejar o atenuar els senyals electromagnètics que entrin o surtin del dispositiu.
El blindatge EMI es pot aconseguir col·locant un blindatge conductor (anomenat gàbia de Faraday) al voltant del dispositiu o recobrint el dispositiu amb material conductor. El blindatge o recobriment conductor crea una barrera que impedeix que els senyals electromagnètics entrin o surtin de l'equip, reduint així el risc d'interferències electromagnètiques. El blindatge EMI es pot aplicar a components electrònics, plaques de circuits, cables o fins i tot dispositius o sistemes electrònics sencers.
Filtrat versus blindatge
L'elecció entre el filtratge i el blindatge depèn de diversos factors, com ara la sensibilitat del dispositiu i la quantitat d'EMI que es generarà. La conductivitat, la mida i el cost també juguen un paper important a l'hora de triar la millor solució EMI.
El blindatge adopta un enfocament integral de la gestió d'EMI, mentre que els filtres s'orienten a àrees EMI específiques. El blindatge reflecteix l'energia entrant mentre encara genera una mica d'absorció. Aquesta energia es converteix en calor i, per tant, requereix algun tipus de gestió tèrmica. A més, la qualitat del material utilitzat per al blindatge afecta no només la sortida, sinó també el pes del sistema, és a dir, un blindatge més gruixut és més eficaç, però també més pesat. Mentre que el blindatge reflecteix i suprimeix l'EMI, els filtres eliminen l'EMI abordant els punts vulnerables del sistema que generen més interferències. Com a resultat, els filtres es poden personalitzar per satisfer necessitats específiques.
