Interferencia electromagnetica
En pocas palabras, la interferencia electromagnética (EMI) es el efecto de los campos electromagnéticos (por ejemplo, la radiofrecuencia) en equipos y sistemas electrónicos sensibles. Se extiende sobre un área sorprendentemente amplia y puede causar daños graves a su sistema. Afortunadamente, hay dos posibles soluciones a este problema: filtrado y blindaje.
El filtrado y el blindaje de EMI son dos técnicas diferentes que se utilizan para abordar el problema de EMI en dispositivos o sistemas electrónicos. Con los sistemas electrónicos, existen preocupaciones sobre las sensibilidades radiadas y conducidas, así como las emisiones radiadas y conducidas, que son ruido EMI del sistema.
Pero ¿cuál es la diferencia?
Filtración
Una breve historia de EMI, EMC y necesidades de protección
En la década de 1930, cuando las radios se convirtieron rápidamente en una necesidad doméstica en todo el mundo, los usuarios comenzaron a notar los extraños efectos de las frecuencias en otros equipos electrónicos y eléctricos. Este fenómeno, conocido como "interferencia electromagnética", demostró claramente la necesidad de una forma de proteger los equipos de señales de radio erróneas.
La solución a estos problemas llegó en 1933, cuando el Comité Especial Internacional sobre Interferencias de Radio (CISPR) de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) en París emitió las primeras recomendaciones para minimizar la EMI. Las limitaciones de emisión ocurren cuando los sistemas están interconectados para garantizar que el ruido generado en un sistema no interfiera con el desempeño de otro.
La necesidad de métodos y equipos de protección y filtrado EMI más completos para aplicaciones de defensa se reconoció ya en 1967, cuando el portaaviones USS Forrestal, desplegado en el Golfo de Tonkin en apoyo de las fuerzas estadounidenses en Vietnam, sufrió un incendio catastrófico cuando un dispositivo electrónico anomalía desencadenó un cohete Zuni. Esto resultó en 134 muertes y cerca de 200 heridos. Más tarde se determinó que la causa raíz del accidente fue un conector de cable blindado instalado incorrectamente y múltiples campos electromagnéticos en la cabina de vuelo, lo que provocó que el cohete se incendiara e incendiara el tanque de combustible de un avión cercano.
Más tarde, a medida que los teléfonos celulares y otros dispositivos electrónicos portátiles se volvieron más comunes en la década de 1990, varias aerolíneas se dieron cuenta de que las señales de estos y otros dispositivos podían interferir con la aviónica, lo que dificultaba el vuelo seguro o las capacidades de navegación de las aeronaves. Los líderes militares han descubierto que la interferencia electromagnética, ya sea natural o artificial, puede interferir seriamente con la tecnología del Sistema de Posicionamiento Global (GNSS), lo que hace que los vehículos aéreos no tripulados no puedan volar de manera confiable. La interferencia del GNSS y la EMI causada por actividades militares es un problema notable en la seguridad de los vuelos de la aviación civil que continúa hasta el día de hoy.
Después de la interferencia de radio, se reconocieron muchas otras formas de EMI, incluidas las microondas, los infrarrojos y los rayos gamma y X, cada uno de los cuales puede eliminarse mediante una variedad de métodos y equipos. Las recomendaciones de CISPR forman la base del estándar internacional moderno para Prevención de EMI y define cómo los equipos electrónicos pueden coexistir sin interferencias que afecten el rendimiento. Esto se llama compatibilidad electromagnética.
La compatibilidad electromagnética (CEM) define la capacidad operativa aceptable de los equipos eléctricos y electrónicos cuando se exponen a fuentes electromagnéticas externas y cuando se limita la energía electromagnética no deseada generada internamente.
EMC consta de tres aspectos: limitar la radiación de interferencia electromagnética generada por el equipo, la susceptibilidad del equipo a fuentes externas de interferencia electromagnética y la inmunidad del equipo cuando opera en un entorno determinado.
Diferentes tipos de interferencia electromagnética.
EMI generalmente se puede clasificar en cuatro tipos según la fuente o el ancho de banda de la señal original. La EMI de banda estrecha es generada por transmisiones de teléfonos celulares, radio o televisión, mientras que la EMI de banda ancha tiene un espectro de radio más amplio y es generada por radiación no intencional de fuentes de señal como líneas de transmisión de energía. Dependiendo de la fuente de radiación, la EMI se puede clasificar como intencional, no intencional, entre sistemas o dentro del sistema:
La EMI no intencional o "no funcional" es generada por equipos no intencionales, como equipos de soldadura, motores de CC, computadoras y líneas eléctricas.
-La EMI intencional (IEMI) es una EMI emitida por equipos especialmente diseñados, a menudo como parte de sistemas de guerra electrónica, como contramedidas electrónicas y armas de pulso electromagnético (EMP).
-La EMI entre sistemas es la interferencia generada entre dos componentes de un sistema o dispositivo, mientras que la EMI entre sistemas ocurre entre dos o más sistemas independientes.
Diferentes tipos de EMI
¿Qué es el filtrado EMI?
El filtrado de EMI es una consideración importante en el diseño y la fabricación de equipos electrónicos para garantizar un funcionamiento confiable y el cumplimiento de las normas de compatibilidad electromagnética (EMC).
El filtrado EMI es el proceso de reducir o eliminar la interferencia causada por señales electromagnéticas en un dispositivo o sistema electrónico. Es una técnica utilizada para filtrar señales electromagnéticas no deseadas (ruido) que pueden interferir con el funcionamiento de los equipos electrónicos o causar interferencias electromagnéticas.
Los filtros EMI generalmente se colocan en la entrada o salida de un dispositivo y pueden montarse en un panel o en una placa de circuito impreso. Consisten en una combinación de componentes pasivos como capacitores, inductores y resistencias diseñados para atenuar o suprimir EMI en un rango de frecuencia específico. Se utilizan comúnmente en equipos electrónicos como fuentes de alimentación, equipos de audio, sistemas informáticos y otros equipos electrónicos con requisitos de alta confiabilidad y EMC.
Los filtros EMI suelen ser filtros de paso bajo que permiten el paso de señales de baja frecuencia mientras bloquean las señales de alta frecuencia o "ruido". Los capacitores bloquean ciertas frecuencias mientras permiten que pasen otras. Los condensadores se descargan en el plano de tierra, reduciendo así las señales de alta frecuencia. Los inductores funcionan de manera diferente; absorben energía de alta frecuencia y la convierten en calor, suprimiendo así el ruido de alta frecuencia. Los filtros personalizados se pueden "sintonizar" para cumplir con los requisitos de frecuencia específicos "ajustando" la combinación de capacitores e inductores.
Los filtros EMI se pueden dividir en dos tipos: filtros de modo diferencial y filtros de modo común. Los filtros de modo diferencial atenúan la interferencia que ocurre entre dos líneas de señal, mientras que los filtros de modo común atenúan la interferencia que ocurre entre una línea de señal y tierra.
¿Qué es el blindaje EMI?
El blindaje EMI es el proceso de reducir la radiación electromagnética emitida por dispositivos o sistemas electrónicos y evitar que las señales electromagnéticas externas interfieran con el funcionamiento de estos dispositivos. El blindaje EMI es necesario porque la radiación electromagnética puede interferir con el funcionamiento de otros dispositivos electrónicos y causar fallas o errores. El blindaje .EMI implica el uso de materiales conductores, como cobre o aluminio, para bloquear o atenuar las señales electromagnéticas que entran o salen del dispositivo.
El blindaje EMI se puede lograr colocando un blindaje conductor (llamado jaula de Faraday) alrededor del dispositivo o revistiendo el dispositivo con material conductor. El blindaje o revestimiento conductor crea una barrera que evita que las señales electromagnéticas entren o salgan del equipo, lo que reduce el riesgo de interferencia electromagnética. El blindaje EMI se puede aplicar a componentes electrónicos, placas de circuitos, cables o incluso dispositivos o sistemas electrónicos completos.
Filtrado vs. Blindaje
La elección entre filtrado y blindaje depende de una variedad de factores, como la sensibilidad del dispositivo y la cantidad de EMI que se generará. La conductividad, el tamaño y el costo también juegan un papel en la elección de la mejor solución EMI.
El blindaje adopta un enfoque integral para la gestión de EMI, mientras que los filtros se enfocan en áreas específicas de EMI. El blindaje refleja la energía entrante mientras genera algo de absorción. Esta energía se convierte en calor y, por lo tanto, requiere algún tipo de gestión térmica. Además, la calidad del material utilizado para el blindaje afecta no solo a la salida, sino también al peso del sistema, es decir, un blindaje más grueso es más eficaz, pero también más pesado. Mientras que el blindaje refleja y suprime la EMI, los filtros eliminan la EMI al abordar los puntos vulnerables del sistema que generan la mayor cantidad de interferencias. Como resultado, los filtros se pueden personalizar para satisfacer necesidades específicas.
