Co je elektromagnetické rušení?

Co je elektromagnetické rušení?

Definice elektromagnetického rušení

Elektromagnetické rušení (EMI) se definuje jako porucha elektrického obvodu způsobená elektromagnetickou indukcí nebo radiací.

Elektromagnetické rušení (EMI) se definuje jako porucha v elektrickém obvodu způsobená elektromagnetickou indukcí nebo externí elektromagnetickou radiací. Vyskytuje se, když elektromagnetické pole jednoho zařízení ruší jiné zařízení.

Elektromagnetické (EM) vlny vznikají, když elektrické pole interaguje s magnetickým polem. Pohybují se rychlostí 3,0 × 10^8 m/s ve vakuu. EM vlny mohou projít vzduchem, vodou, tuhými látkami nebo dokonce i vakuem.

Následující obrázek ukazuje EM spektrum používané k reprezentaci různých typů EM energie podle jejich frekvencí (nebo vlnových délek). EMI nás každodenně konfrontuje a očekává se, že v budoucnu bude čelit exponenciálnímu nárůstu kvůli rostoucímu počtu bezdrátových zařízení a standardů, včetně mobilních telefonů, GPS, Bluetooth, Wi-Fi a blízkoprostorové komunikace (NFC).

EMI může nastat v širokém rozmezí elektromagnetického spektra, včetně rádiových a mikrovlnných frekvencí. Ruší jiná elektrická zařízení. Jakékoli zařízení s rychle se měnícími elektrickými proudy může produkovat elektromagnetické emise.

Takže emise z jedné věci "ruší" emisi z jiné věci. Když jedno EMI ruší druhé, výsledkem je deformace elektromagnetických polí. Elektromagnetické radiace mohou navzájem rušit i tehdy, pokud nejsou na stejné frekvenci. Toto rušení lze slyšet v rádiích při přepínání frekvencí a v televizi, kdy signál je zkreslen a obraz se ruší. Proto je v rádiovém frekvenčním spektru EMI také známé jako Rádiové frekvenční rušení.

EMI může snadno ovlivnit funkčnost elektronického zařízení. Obecně, protože v elektronických zařízeních probíhá proud elektrické energie, tenduje k vytváření určité množství elektromagnetické radiace. Energii vytvořenou z zařízení 1 se šíří prostřednictvím vzduchu jako radiace nebo se spojuje s kabely zařízení 2. To vede k nefunkčnosti zařízení 2. Energii z zařízení 1, která ruší fungování zařízení 2, se říká elektromagnetické rušení.

Příčiny EMI

EMI může pocházet z různých zdrojů, včetně přírodních událostí, jako je blesk, a lidsky vytvořených zdrojů, jako je průmyslové vybavení.

• Vysílání z televize

• Rádio AM, FM a satelitní

• Sluneční magnetická bouře

• Blesk, který vydává vysoké napětí a vysoký proud

• Letištní radar, elektrostatická degradace a bílý šum

• Změnové zdroje

• Dutý svarek, motory a elektrické kontakty

Typy EMI

Lidsky vytvořené EMI

Lidsky vytvořené EMI vzniká z jiného vyráběného elektronického zařízení. Tento typ rušení nastane, když se dva signály přibližují k sobě nebo když více signálů prochází jedním zařízením na stejných frekvencích. Dobrým příkladem je, když rádio v autě zachytí dvě stanice současně.

Přírodní EMI

Tento typ EMI také ovlivňuje zařízení, ale nejsou to lidsky vytvořené, spíše EMI vzniká z přírodních jevů na Zemi a ve vesmíru, jako jsou blesky, elektrické bouře, kosmický šum atd.

Druhá metoda klasifikace je založena na délce trvání EMI. Délka rušení znamená dobu, po kterou zařízení zažívá rušení.

Spojitý EMI

Když zdroj nepřetržitě emituje EMI, nazývá se to spojitý EMI. Zdroj může být lidsky vytvořený nebo přírodní. EMI vzniká, když existuje dlouhý mechanismus spojení mezi zdrojem EMI a přijímačem. Tento typ EMI vzniká ze zdrojů, jako je obvod, který emituje spojitý signál.

Impulsní EMI

Tyto typy EMI vznikají na velmi krátkou dobu, jako pulzy. Proto se nazývají impulsní EMI. Zdroj může být buď přírodní, nebo lidsky vytvořený, jako u spojitého typu EMI. Dobré příklady k porozumění jsou šumy z přepínačů, osvětlení atd., které emitují signály, které mohou způsobit poruchu napětí a proudu.

Třetí metoda klasifikace je založena na pásu frekvencí EMI. Pásmo frekvencí EMI odkazuje na rozsah frekvencí, které zažívá EMI. Na základě toho se EMI dělí na dva typy: Úzkopásmové a širokopásmové EMI.

Úzkopásmové EMI

Tento typ EMI vzniká na jedné frekvenci, která je generována oscilátorem. Může také vzniknout z různých druhů zkreslení v přenosovém zařízení. Obvykle v komunikačním systému úzkopásmové EMI hraje velmi malou roli a lze ho snadno opravit. Avšak, limit rušení by měl být kontrolován v mezích.

Širokopásmové EMI

Hlavní rozdíl od úzkopásmového EMI je, že tento typ EMI nevzniká na jedné frekvenci. Když se podíváme na magnetické spektrum, tento typ EMI pokrývá široké spektrum a existuje v různých formách. Zdroj může být buď přírodní, nebo lidsky vytvořený. Příkladem lidsky vytvořeného zdroje je dutý svarek, kde se neustále vydává jiskra. Podobně, příkladem přírodního zdroje jsou sluneční výpadky pro satelitní TV systém.

Mechanismy spojení EMI

Mechanismy spojení EMI pomáhají pochopit, jak EMI vzniká ze zdroje a dorazí k přijímači. Aby bylo možné napravit problémy, které vznikají z důvodu EMI, musí být jasně pochopena povaha EMI a jak je spojeno ze zdroje k přijímači. Několik typů spojení zahrnuje vedení, radiaci, kapacitní a indukční spojení. Pochopením těchto mechanismů lze EMI snížit opatřeními, která snižují spojení a stupeň rušení.

Svazkové spojení

Svazkové spojení nastane, když emise EMI cestují po vodičích, drátech a kabelech, které spojují zdroj a přijímač. Když dochází ke vedení podél cesty, kterou signály cestují, vznikají vedoucí emise a to se chápe jako vedoucí EMI. Mohou se objevit podél elektrických vedení nebo jakéhokoli propojovacího kabelu. Vedení může nastat v jednom z dvou režimů,

Společný režim

EMI nastane, když šum vzniká ve stejné fázi, když jsou použity dva vodiče. Např.: + a - elektrického kabelu

Diferenční režim

Když jsou použity dva vodiče, když šum není ve fázi na vodičích, říká se, že funguje v diferenciálním režimu.

Radiativní spojení

Nejběžnější typ spojení, který nastává, když jsou zdroj a přijímač odděleny větší vzdáleností, která je větší než vlnová délka. Mezi zdrojem a přijímačem není žádný fyzický kontakt, protože EMI je radiováno prostřednictvím prostoru k přijímači. Proto, když nechtěný signál je přenesen ze zdroje k přijímači radiací prostřednictvím prostoru, nazývá se to Radiované EMI.

Kapacitní spojení

Tento typ spojení je dosažen mezi dvěma propojenými zařízeními. Nastane, když se napětí, které se mění ze zdroje, kapacitně přenáší náboj na oběť.

Indukční spojení

Když vodič indukuje rušení v jiném vodiči, který je umístěn v blízkosti na základě principu elektromagnetické indukce, vytváří EMI známé jako magneticky spojené EMI. Jednoduše řečeno, když je mezi zdrojem a obětí přítomné změněné magnetické pole, do oběti bude indukován dostatečný proud. To vede k přenosu signálu ze zdroje do oběti.

Mechanismy spojení EMI

EMI může přenést ze zdroje k přijímači prostřednictvím vedení, radiace, kapacitního a indukčního spojení.

Snížení EMI

Zemské zapojení

V průmyslu se signály a návratové proudy přenášejí pomocí zemských systémů. Ty také tvoří reference pro analogové a digitální obvody, což chrání lidi a vybavení před chybami a blesky. Když proudy proudí v zemském systému, způsobují rozdíly potenciálů.

Když dojde k blesku, způsobí rozdíl potenciálů v tisících voltů. Od samého začátku návrhu obvodu by měl být zemský systém zohledněn tak, aby systém pracoval s požadovanými bezpečnostními požadavky. Při navrhování zemského zapojení nebo řešení problémů s zemským zapojením je nejprve nutné zjistit, kde proud