Mikä on sähkömagneettinen häiriö?

Mikä on sähkömagneettinen häiriö?

Sähkömagneettisen häiriön määritelmä

Sähkömagneettinen häiriö (EMI) määritellään häiriöksi, joka vaikuttaa sähkökäytävään sähkömagneettisen induktioiden tai säteilyjen vuoksi.

Sähkömagneettinen häiriö (EMI) määritellään häiriöksi, joka johtuu sähkökäytävän toiminnan keskeytyksessä sähkömagneettisen induktion tai ulkoisen sähkömagneettisen säteilyn vuoksi. Se tapahtuu, kun yhden laitteen sähkömagneettiset kentät häiritsevät toista laitetta.

Sähkömagneettiset (EM) aallot luodaan, kun sähkökenttä ja magnetikenttä kohtaavat. Ne matkustavat tyhjiössä nopeudella 3,0 × 10^8 m/s. EM-aallot voivat kulkea ilmassa, vedessä, kiinteissä aineissa tai jopa tyhjiössä.

Alla oleva kaavio näyttää EM-spektrin, jota käytetään erilaisten EM-energioiden esittämiseen niiden taajuuden (tai aallonpituuden) mukaan. EMI on meille kaikille arkipäiväinen asia, ja sen odotetaan kasvavan eksponentiaalisesti tulevaisuudessa kasvavan määrän langattomien laitteiden ja standardien, kuten puhelimien, GPS:n, Bluetoothin, Wi-Fi:n ja lähiradioyhteyksien (NFC) vuoksi.

EMI voi tapahtua laajalla EM-spektrin alueella, mukaan lukien radiotaajuudet ja mikroaalit. Se häiritsee muita sähkölaitteita. Kaikki laitteet, jotka tuottavat nopeasti muuttuvia sähkövirtauksia, voivat tuottaa sähkömagneettisia säteilyjä.

Tällöin yhden objektin sähkömagneettinen säteily "häiritsee" toisen objektin sähkömagneettista säteilyä. Kun yksi EMI häiritsee toista, se aiheuttaa sähkömagneettisten kenttien vääristymisen. Sähkömagneettiset säteilyt voivat häiritä ja häiritä toisia, vaikka ne eivät olisi samalla taajuudella. Tämä häiriintyminen voidaan kuulla radioissa, kun taajuudet vaihdetaan, ja televisiossa, kun signaali hämärtyy ja kuvan laatu heikkenee. Tämän vuoksi radiotaajuusalueessa EMI tunnetaan myös nimellä radiotaajuushäiriö (RFI).

EMI voi helposti vaikuttaa sähkölaiteen toimintaan. Yleisesti ottaen, koska sähkö virtaa sähkökäytävien läpi, se tuottaa jonkin määrän sähkömagneettista säteilyä. Laite 1 tuottama energia saattaa levitä ilmassa säteilyksi tai kuppautua laite 2 kaapeliteihin. Tämä johtaa laite 2 toiminnan häiriintymiseen. Laite 1:n energia, joka häiritsee laite 2:n toimintaa, tunnetaan nimellä sähkömagneettinen häiriö (EMI).

EMI:n syistä

EMI voi tulla monista lähteistä, mukaan lukien luonnolliset tapahtumat, kuten salama, sekä ihmistekijäiset lähteet, kuten teollisuuslaitteet.

• TV-lähetys

• Radio AM, FM ja satelliitti

• Auringon magneettinen myrsky

• Salama, joka loistaa korkeana jännitteena ja suurena virranopeutena

• Lentokentän radar, elektrostaattinen purkaus ja valkoinen kohina

• Vaihteleivät sähkövirrat

• Kaasuleikkaus, moottoripuskurit ja sähköiset yhteydet

EMI:n tyypit

Ihmisen tekemä EMI

Ihmisen tekemä EMI tapahtuu toisesta valmistetusta sähkölaitteesta. Tämäntyyppinen häiriö tapahtuu, kun kaksi signaalia tulevat lähelle toisiaan tai useat signaalit kulkevat yhden laitteen läpi samalla taajuudella. Hyvä esimerkki tästä on, kun auton radio nappii kaksi asemaa samaan aikaan.

Luonnollinen EMI

Tämäntyyppinen EMI vaikuttaa laitteisiin, mutta se ei ole ihmisen tekemää, vaan se tapahtuu luonnollisten ilmiöiden vuoksi maassa ja avaruudessa, kuten salaman, sähkömyrskyn, kosmisessa kohinassa jne.

Toinen luokittelumenetelmä perustuu EMI:n kestoon. Häiriön kesto tarkoittaa aikaa, jolla laite kokee häiriötä.

Jatkuva EMI

Kun lähde jatkuvasti tuottaa EMI:tä, sitä kutsutaan jatkuvaksi EMI:ksi. Lähde voi olla ihmisen tekemä tai luonnollinen. EMI syntyy, kun pitkä kytkentämekanismi on olemassa EMI-lähden ja vastaanottajan välillä. Tämäntyyppinen EMI syntyy lähteistä, kuten piiristä, joka tuottaa jatkuva signaali.

Pulssi-EMI

Tämäntyyppinen EMI tapahtuu hyvin lyhyen ajanjakson aikana, kuten pulssit. Siksi sitä kutsutaan pulssi-EMI:ksi. Lähde voi olla joko luonnollinen tai ihmisen tekemä, kuten jatkuva tyyppi EMI:sta. Hyviä esimerkkejä ovat äänet, jotka kuuluu kytkimen, valaisimen jne. emittoimat signaalit, jotka voivat aiheuttaa häiriötä jännitteeseen ja virranopeuteen.

Kolmas luokittelumenetelmä perustuu EMI:n taajuusalueeseen. EMI:n taajuusalue viittaa taajuusalueeseen, jota EMI kokee. Tämän perusteella EMI jaetaan kahteen tyyppiin: kapeakaista ja laajakaista EMI.

Kapeakaista EMI

Tämäntyyppinen EMI tapahtuu yhdellä taajuudella, joka tuotetaan oskillaattorista. Se voi myös tapahtua erilaisten vääristymien vuoksi lähettimessä. Yleensä viestintäjärjestelmissä kapeakaista EMI pelkästään pieni rooli, ja sitä voidaan helposti korjata. Mutta häiriön rajat on pidettävä hallinnassa.

Laajakaista EMI

Tämäntyyppinen EMI eroaa kapeakaista EMI:sta siinä, että se ei tapahdu yhdellä taajuudella. Kun tarkastellaan magnetista spektriä, tämäntyyppinen EMI kattaa laajan spektrin ja esiintyy eri muodoissa. Lähde voi olla joko luonnollinen tai ihmisen tekemä. Esimerkki ihmisen tekemästä lähteestä on kaasuvalojen leikkaus, jossa sparki emitoidaan jatkuvasti. Samankaltaisesti, esimerkki luonnollisesta lähteestä on aurinkopurkaukset satelliittitelevision järjestelmälle.

EMI:n kytkentämekanismit

EMI:n kytkentämekanismi auttaa ymmärtämään, miten EMI tuotetaan lähteestä ja saavuttaa vastaanottajan. Ongelmien, jotka johtuvat EMI:sta, korjaamiseksi on selvitetä EMI:n luonne ja miten se kytketään lähteestä vastaanottaja. Joitakin kytkentämekanismeja ovat konduktio, säteily, kapasitiivinen ja induktiivinen kytkentä. Kytkentämekanismien ymmärtämisen avulla EMI voidaan vähentää ottamalla toimenpiteitä vähentää kytkentää ja häiriön tasoa.

Konduktiokytkentä

Konduktiokytkentä tapahtuu, kun EMI-säteily kulkee johtimissa, juoksujouvoissa ja kaapeleissa, jotka yhdistävät lähdettä ja vastaanottajaa. Kun on konduktio reitin, jossa signaalit kulkevat, konduoidut emissiot tapahtuvat ja tätä ymmärretään konduoiduna EMI:na. Se voi ilmetä sähkölinjoissa tai missä tahansa interkonnektilaisessa kaapelissa. Konduktio voi tapahtua kahdella tavalla,

Yhteinen tila

EMI tapahtuu, kun melu kehittyy samassa vaiheessa, kun käytetään kahden johtimen. Esim: +ve ja -ve sähkökaapelista

Eroavainen tila

Kun käytetään kahden johtimen, kun melu on vaiheerotta johtimissa, sanotaan toimivan eroavaisessa tilassa.

Säteilykytkentä

Yleisin kytkentämekanismi, joka tapahtuu, kun lähde ja vastaanottaja ovat etäällä toisistaan, joka on enemmän kuin aallonpituus. Lähde ja vastaanottaja välillä ei ole fyysistä yhteyttä, koska EMI säteilee avaruuden kautta vastaanottajalle. Joten, kun haluttu signaali siirretään lähteestä vastaanottaja säteilyteknologian avulla avaruuden kautta, sitä kutsutaan säteileväksi EMI:ksi.

Kapasitiivinen kytkentä

Tämäntyyppinen kytkentä toteutetaan kahden yhdistettyjen laitteiden välillä. Se tapahtuu, kun lähdelähteestä muuttuva jännite kapasitiivisesti siirtää varauksen uhriin.

Induktiivinen kytkentä

Kun johtin aiheuttaa häiriöt toisessa johtimessa, joka on asetettu lähelle, sähkömagneettisen induktion periaatteella, se tuottaa EMI:n, jota kutsutaan magneettisesti kytketyksi EMI:ksi. Yksinkertaisesti, kun vaihteleva magneettikenttä on olemassa lähde ja uhri välillä, riittävä määrä virtaa indusoituu uhriin. Tämä johtaa signaalin siirtymiseen lähteestä uhriin.

EMI:n kytkentämekanismit

EMI voidaan siirtää lähteestä vastaanottaja konduktion, säteilyn, kapasitiivisen ja induktiivisen kytkennän avulla.

EMI:n vähentäminen

Maanjäristys

Teollisuudessa signaalit ja palautusvirrat kuljetetaan maajärjestelmien avulla. Ne muodostavat viitteet analogisille ja digitaalisille piireille, suojelevat ihmisiä ja laitteita virheltyistä ja salamista. Kun virta virtaa maajärjestelmässä, se aiheuttaa potentiaalieroja.

Kun salama iskee, se aiheuttaa tuhatvoltti mittaisia potentiaalierot. Piirin suunnittelun alusta alkaen maajärjestelmä pitää ottaa huomioon, jotta järjestelmä toimii vaaditulla turvallisella tasolla. Kun piirtää maajärjestelmää tai vianmääritystä maajärjestelmässä, on ensin selvitettävä, missä virta kulkee.

Kun erilaiset maajärjestelmät kohtaavat, virta ei ehkä palaa oletettuun polkuun. Oikean maajärjestelyn tulee perustua use