چیست تداخل الکترومغناطیسی

التشويش الكهرومغناطيسي چیست؟

تعریف تشويش كهرمغناطيسي

تشويش كهرمغناطيسي (EMI) به عنوان اختلالی در مدار الکتریکی تعریف می‌شود که به دلیل القای مغناطیسی یا تابش رخ می‌دهد.

تشويش كهرمغناطيسي (EMI) به عنوان اختلالی در مدار الکتریکی تعریف می‌شود که به دلیل القای مغناطیسی یا تابش الکترومغناطیسی خارجی ایجاد می‌شود. زمانی رخ می‌دهد که میدان‌های الکترومغناطیسی از یک دستگاه با دستگاه دیگری تداخل پیدا کند.

امواج الکترومغناطیسی (EM) زمانی ایجاد می‌شوند که یک میدان الکتریکی با یک میدان مغناطیسی تعامل پیدا کند. آنها با سرعت ۳.۰ × ۱۰^۸ متر بر ثانیه در فضای خلاء حرکت می‌کنند. امواج EM می‌توانند از طریق هوا، آب، مواد جامد یا حتی فضای خلاء حرکت کنند.

شکل زیر طیف EM را نشان می‌دهد که انواع مختلف انرژی EM را بر اساس فرکانس‌ها (یا طول موج) نمایش می‌دهد. EMI توسط همه ما در زندگی روزمره مواجه می‌شود و انتظار می‌رود در آینده به دلیل افزایش تعداد دستگاه‌های بی‌سیم و استانداردها، از جمله تلفن‌های همراه، GPS، Bluetooth، Wi-Fi و ارتباطات نزدیک میدان (NFC) افزایش نماید.

EMI می‌تواند در طیف گسترده‌ای از طیف الکترومغناطیسی، از جمله فرکانس‌های رادیویی و مایکروویو رخ دهد. این اختلال دیگر دستگاه‌های الکتریکی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. هر دستگاهی که دارای جریان‌های الکتریکی سریع متغیر باشد می‌تواند تابش‌های الکترومغناطیسی ایجاد کند.

بنابراین، تابش از یک شیء "تداخل" با تابش شیء دیگری ایجاد می‌کند. هنگامی که یک EMI با دیگری تداخل پیدا کند، منجر به تحریف میدان‌های الکترومغناطیسی می‌شود. تابش‌های الکترومغناطیسی می‌توانند حتی اگر در یک فرکانس مشابه نباشند، با یکدیگر تداخل و اختلال ایجاد کنند. این تداخل می‌تواند در رادیوها زمانی که فرکانس‌ها تغییر می‌کنند و در تلویزیون وقتی سیگنال تحریف می‌شود، تصویر مختل می‌شود. بنابراین، در طیف فرکانسی رادیویی، EMI به عنوان تداخل فرکانسی رادیویی شناخته می‌شود.

EMI می‌تواند عملکرد یک دستگاه الکترونیکی را به راحتی تحت تاثیر قرار دهد. به طور کلی، از آنجا که جریان الکتریسیته از طریق مدارهای موجود در دستگاه‌های الکترونیکی جریان دارد، تمایل به ایجاد مقداری از تابش الکترومغناطیسی دارد. انرژی ایجاد شده از دستگاه ۱ به صورت تابش یا به طریق کابل‌های دستگاه ۲ منتشر می‌شود. این منجر به اختلال در عملکرد دستگاه ۲ می‌شود. انرژی از دستگاه ۱ که عملکرد دستگاه ۲ را تحت تاثیر قرار می‌دهد، به عنوان تشويش كهرمغناطيسي شناخته می‌شود.

علل تشويش كهرمغناطيسي

تشويش كهرمغناطيسي می‌تواند از منابع مختلفی از جمله حوادث طبیعی مانند برق و منابع ساخته شده توسط انسان مانند تجهیزات صنعتی ناشی شود.

• انتقال از تلویزیون

• رادیو AM، FM و ماهواره‌ای

• طوفان مغناطیسی خورشیدی

• برق که با ولتاژ و جریان بالا برق می‌زند

• رادار فرودگاه، تخلیه الکترواستاتیک و نویز سفید

• منابع تغذیه حالت تغییر وضعیت

• آهنگران، بوش‌های موتور و تماس‌های الکتریکی

انواع تشويش كهرمغناطيسي

تشويش كهرمغناطيسي ساخته شده توسط انسان

تشويش كهرمغناطيسي ساخته شده توسط انسان از دستگاه الکترونیکی دیگری ایجاد می‌شود. این نوع تداخل زمانی رخ می‌دهد که دو سیگنال به یکدیگر نزدیک می‌شوند یا چندین سیگنال با فرکانس‌های مشابه از طریق یک دستگاه عبور می‌کنند. مثال خوبی از این موضوع زمانی است که رادیوی ماشین دو ایستگاه را به طور همزمان دریافت می‌کند.

تشويش كهرمغناطيسي طبیعی

این نوع تداخل نیز دستگاه‌ها را تحت تاثیر قرار می‌دهد، اما آنها ساخته شده توسط انسان نیستند، بلکه تداخل به دلیل پدیده‌های طبیعی روی زمین و فضا مانند برق، طوفان الکتریکی، نویز کیهانی و غیره رخ می‌دهد.

روش دوم طبقه‌بندی بر اساس مدت زمان تشويش كهرمغناطيسي است. مدت زمان تداخل به معنای دوره‌ای است که دستگاه تداخل را تجربه می‌کند.

تشويش كهرمغناطيسي مداوم

وقتی یک منبع به طور مداوم تشويش كهرمغناطيسي ایجاد می‌کند، به آن تشويش كهرمغناطيسي مداوم گفته می‌شود. منبع می‌تواند ساخته شده توسط انسان یا طبیعی باشد. تشويش كهرمغناطيسي زمانی ایجاد می‌شود که یک مکانیسم کوپلینگ طولانی بین منبع تشويش كهرمغناطيسي و گیرنده وجود داشته باشد. این نوع تشويش كهرمغناطيسي از منابعی مانند مداری که سیگنال مداومی ارسال می‌کند ناشی می‌شود.

تشويش كهرمغناطيسي ضربه‌ای

این نوع تشويش كهرمغناطيسي برای مدت زمان بسیار کوتاه مانند پالس‌ها رخ می‌دهد. بنابراین، به آن تشويش كهرمغناطيسي ضربه‌ای گفته می‌شود. منبع می‌تواند یا طبیعی یا ساخته شده توسط انسان باشد مانند نوع مداوم تشويش كهرمغناطيسي. مثال‌های خوب برای درک این موضوع نویزی است که از سوئیچ‌ها، برق و غیره شنیده می‌شود که سیگنال‌هایی ایجاد می‌کنند که می‌توانند اختلال در ولتاژ و جریان ایجاد کنند.

روش سوم طبقه‌بندی بر اساس پهنای باند تشويش كهرمغناطيسي است. پهنای باند تشويش كهرمغناطيسي به محدوده فرکانسی که تشويش كهرمغناطيسي تجربه می‌کند اشاره دارد. بر اساس این مورد، تشويش كهرمغناطيسي به دو نوع تقسیم می‌شود: پهنای باند تنک و پهنای باند گسترده.

تشويش كهرمغناطيسي پهنای باند تنک

این نوع تشويش كهرمغناطيسي در یک فرکانس واحد ایجاد می‌شود که از یک اسیلاتور تولید می‌شود. می‌تواند نیز به دلیل انواع مختلف تحریف در یک فرستنده رخ دهد. معمولاً در سیستم‌های ارتباطی، تشويش كهرمغناطيسي پهنای باند تنک نقش بسیار کوچکی ایفا می‌کند و می‌تواند به راحتی اصلاح شود. اما، حد تداخل باید در محدوده کنترل شود.

تشويش كهرمغناطيسي پهنای باند گسترده

تفاوت اصلی از تشويش كهرمغناطيسي پهنای باند تنک این است که این نوع تشويش كهرمغناطيسي در یک فرکانس واحد ایجاد نمی‌شود. هنگام نگاه کردن به طیف مغناطیسی، این نوع تشويش كهرمغناطيسي محدوده گسترده‌ای را پوشش می‌دهد و در اشکال مختلفی وجود دارد. منبع می‌تواند یا طبیعی یا ساخته شده توسط انسان باشد. مثالی از منبع ساخته شده توسط انسان دوگانه‌سازی است که اسپارک به طور مداوم ایجاد می‌شود. به طور مشابه، مثالی از منبع طبیعی خروجی خورشید برای سیستم تلویزیون ماهواره‌ای است.

مکانیزم‌های کوپلینگ تشويش كهرمغناطيسي

مکانیزم کوپلینگ تشويش كهرمغناطيسي به درک اینکه چگونه تشويش كهرمغناطيسي از منبع ایجاد شده و به گیرنده می‌رسد کمک می‌کند. برای حل مشکلاتی که به دلیل تشويش كهرمغناطيسي رخ می‌دهند، ماهیت تشويش كهرمغناطيسي و چگونگی کوپلینگ آن از منبع به گیرنده باید به طور واضح درک شود. انواع کوپلینگ شامل هدایت، تابش، ظرفیتی و القایی است. با درک مکانیزم‌های کوپلینگ، تشويش كهرمغناطيسي می‌تواند با اتخاذ اقدامات برای کاهش کوپلینگ و سطح تداخل کاهش یابد.

کوپلینگ هدایتی

کوپلینگ هدایتی زمانی رخ می‌دهد که تابش‌های تشويش كهرمغناطيسي از طریق هادی‌ها، سیم‌ها و کابل‌هایی که منبع و گیرنده را به هم متصل می‌کنند حرکت می‌کنند. هنگامی که هدایت در مسیری که سیگنال‌ها حرکت می‌کنند رخ می‌دهد، تابش‌های هدایتی ایجاد می‌شوند و این مورد به عنوان تشويش كهرمغناطيسي هدایتی درک می‌شود. می‌تواند در خطوط برق یا هر کابل اتصالی اتفاق بیفتد. هدایت می‌تواند در یکی از دو حالت اتفاق بیفتد،

حالت مشترک

تشويش كهرمغناطيسي زمانی رخ می‌دهد که نویز در فاز مشابه زمانی که دو هادی استفاده می‌شود ایجاد می‌شود. مثال: +ve و -ve یک کابل برق

حالت دیفرانسیل

زمانی که دو هادی استفاده می‌شود، هنگامی که نویز در فاز مخالف در هادی‌ها ایجاد می‌شود، به آن عمل در حالت دیفرانسیل گفته می‌شود.

کوپلینگ تابشی

این نوع کوپلینگ زمانی رخ می‌دهد که منبع و گیرنده با فاصله‌ای بزرگتر از یک طول موج جدا شده‌اند. هیچ تماس فیزیکی بین منبع و گیرنده وجود ندارد زیرا تشويش كهرمغناطيسي از طریق فضا به گیرنده تابیده می‌شود. بنابراین، زمانی که سیگنال ناخواسته از منبع به گیرنده از طریق تکنیک تابشی از طریق فضا منتقل می‌شود، به آن تشويش كهرمغناطيسي تابشی گفته می‌شود.

کوپلینگ ظرفیتی