Mi az Elektromágneses Zavar?

Mi az elektromágneses zavar?

Az elektromágneses zavar definíciója

Az elektromágneses zavar (EMI) olyan zavar, ami egy elektrikus áramkört érint, elektromágneses indukció vagy sugárzás miatt.

Az elektromágneses zavar (EMI) olyan zavar, ami egy elektrikus áramkörben lép fel elektromágneses indukció vagy külső elektromágneses sugárzás miatt. Ekkor az egyik eszköz elektromágneses mezői zavarják másik eszközt.

Az elektromágneses (EM) hullámok akkor jönnek létre, amikor egy elektromos mező interakcióba lép egy mágneses mezővel. Ők 3,0 × 10^8 m/s sebességgel utaznak vakuumban. Az EM hullámok szárazföldekön, vízen, szilárd testeken, vagy még a vákuumban is haladhatnak tovább.

A lentebb látható ábra az EM spektrumot mutatja, amely különböző típusú EM energiát ábrázol a frekvenciák (vagy hullámhosszak) alapján. Az EMI mindannyiunk részére nap mint nap találkozott, és a növekvő számú vezeték nélküli eszköz és standard miatt, beleértve a mobiltelefonokat, GPS-t, Bluetooth-ot, Wi-Fi-t, és a közeli területen történő kommunikációt (NFC), a jövőben exponenciálisan fokozódik.

Az EMI a rádió- és mikrohullám-frekvenciák tartományában is előfordulhat, és más elektrikus eszközök működését zavarja. Bármilyen eszköz, amely gyorsan változó elektromos áramokat hoz létre, elektromágneses kibocsátást is eredményezhet.

Tehát, az egyik tárgy kibocsátása „zavarja” egy másik tárgy kibocsátását. Amikor egy EMI zavarja egy másikat, az elektromágneses mezők torzulását eredményezi. Az elektromágneses sugárzások egymást zavarhatják, még ha nem ugyanazon a frekvencián vannak. Ez a zavar hallható a rádióban, amikor a frekvenciákat váltogatjuk, és a TV-ben, amikor a jel torzul, a kép zavarodik. Így, a rádiófrekvenciás spektrumban az EMI ismert rádiófrekvenciás zavar (RFI) néven is.

Az EMI könnyen befolyásolhatja egy elektronikus eszköz működését. Általánosságban, mivel áram folyik az elektronikus eszközök áramkörén, ez valamilyen mértékű elektromágneses sugárzást hoz létre. Az 1. eszközből eredő energia sugárzásként terjed a levegőben, vagy bekapcsolódik a 2. eszköz kábeleibe. Ez eredményezi a 2. eszköz hibás működését. Az 1. eszközből eredő energia, ami zavarja a 2. eszköz működését, elektromágneses zavar (EMI) néven ismert.

Az EMI okai

Az EMI különböző forrásokból származhat, beleértve természetes eseményeket, mint a villám, és emberi forrásokat, mint az ipari berendezékeket.

• TV-sugárzás

• Rádió AM, FM, és műholdas sugárzás

• Napsík mágneses vihar

• Villám, ami magas feszültségű és nagy áramerősségű

• Repülőtéri radar, Elektrostatisztikus Diszcharge, és Fehér zaj

• Kapcsoló módú tápegységek

• Ömléspálya, Motorbush, és Elektromos kapcsolatok

Az EMI típusai

Emberi eredetű EMI

Az emberi eredetű EMI egy másik gyártott elektronikus eszköztől származik. Ez a zavar akkor lép fel, amikor két jel közel kerül egymáshoz, vagy több jel áthalad egy eszközön ugyanazon a frekvencián. Jó példa erre, amikor a kocsi rádiója két állomást egyszerre fogad.

Természetes EMI

Ez a típusú EMI is befolyásolja az eszközöket, de nem emberi eredetű, hanem természetes jelenségek miatt fordul elő a Földön és a térben, mint például a villám, elektrikus viharok, kosmikus zaj stb.

A második osztályozási mód az EMI időtartamán alapul. Az interfész időtartama azt jelenti, hogy mennyi ideig tapasztalja az eszköz a zavart.

Folyamatos EMI

Amikor egy forrás folyamatosan emít EMI-t, akkor folyamatos EMI-ről beszélünk. A forrás lehet emberi vagy természetes. Az EMI akkor lép fel, amikor hosszú kölcsönhatás létezik az EMI forrás és a fogadó között. Ez a típusú EMI olyan forrásból származik, mint egy áramkör, ami folyamatos jelet emít.

Impulzív EMI

Ez a típusú EMI rövid időtartamra jelentkezik, mint impulzusok. Ezért impulzív EMI-nak is nevezik. A forrás lehet természetes vagy emberi, mint a folyamatos típusú EMI. Példák erre a kapcsolók, világítás stb. zajai, amelyek jeleket adnak ki, amelyek zavarhatják a feszültséget és az áramot.

A harmadik osztályozási mód az EMI sávszélességén alapul. Az EMI sávszélessége a frekvenciamezőt jelenti, amit az EMI éri el. Ennek alapján az EMI két típusra bontható: szűk sávú és széles sávú EMI.

Szűk sávú EMI

Ez a típusú EMI egyetlen frekvencián jelentkezik, amit egy oszcillátor generál. Lehet, hogy különböző típusú torzulások is fellépnek a tranzmitterben. Általában a kommunikációs rendszerben a szűk sávú EMI csak alacsony szintű szerepet játszik, és könnyen javítható. Azonban a zavar határait be kell tartani.

Széles sávú EMI

A szűk sávú EMI-től eltérően, ez a típusú EMI nem jelentkezik egyetlen frekvencián. Amikor a mágneses spektrumra nézünk, ez a típusú EMI széles spektrumot fed le, és különböző formában létezik. A forrás lehet természetes vagy emberi. Példa egy emberi forrásra az ömléspálya, ahol a vonás folyamatosan emít. Hasonlóan, egy természetes forráspélda a Nap-kiesés a műholdas TV-rendszerben.

Az EMI kölcsönhatási mechanizmusai

Az EMI kölcsönhatási mechanizmusa segít megérteni, hogyan jön létre az EMI a forrásból, és hogyan éri el a fogadót. Az EMI által okozott problémák orvoslásához, az EMI természetének, és ahogyan a forrásból a fogadóba kerül, teljes megértése szükséges. Néhány típusú kölcsönhatás a konduktív, radiációs, kapacitív és induktív kölcsönhatás. A kölcsönhatási mechanizmusok megértésével az EMI csökkenthető a kölcsönhatás és a zavar szintjének csökkentésével.

Konduktív kölcsönhatás

A konduktív kölcsönhatás akkor jelentkezik, amikor az EMI emiszió a vezetők, drótok és kábelek mentén terjed, amelyek összekötik a forrást és a fogadót. Amikor a vezetők mentén emiszió lép fel, a vezetett emisziók létrejönnek, és ezt a vezetett EMI-nek nevezik. Ez a feszültségvezető vonalon, vagy bármilyen kapcsolódó kábelen is jelentkezhet. A konduktív kölcsönhatás két módon jelenhet meg,

Közös mód

Az EMI akkor jelentkezik, amikor a zaj ugyanabban a fázisban fejlődik, amikor két vezetőt használnak. Például: +ve és -ve egy feszültségvezető kábelnél

Differenciális mód

Amikor két vezetőt használnak, és a zaj különböző fázisban van a vezetőkön, akkor differenciális módban működik.

Radiációs kölcsönhatás

A leggyakrabban előforduló kölcsönhatási típus, amikor a forrás és a fogadó között nagy távolság van, ami több, mint egy hullámhossz. Nincs fizikai kapcsolat a forrás és a fogadó között, mert az EMI sugárzás útján terjed a fogadóig. Tehát, amikor a nem kívánt jel sugárzás útján terjed a forrásból a fogadóba, akkor ez a radiált EMI.

Kapacitív kölcsönhatás

Ez a típusú kölcsönhatás két összekötött eszköz között jelenik meg. Akkor lép fel, amikor egy forrásból származó, változó feszültség kapacitív úton átadja a töltést a sérült eszköznek.

Induktív kölcsönhatás

Amikor egy vezető indukál zavar egy másik, közeli helyen lévő vezetőben, az elektromágneses indukció elvén, EMI-t hoz létre, amit magnetikusan kölcsönható EMI-nek nevezünk. Egyszerűbben, amikor a forrás és a sérült között változó mágneses mező létezik, elegendő mennyiségű áram indukálódik a sérült áramkörökben. Ez eredményezi a jel átadását a forrásból a sérült eszköznek.

Az EMI kölcsönhatási mechanizmusai

Az EMI a forrásból a fogadóba konduktív, radiációs, kapacitív és inductív kölcsönhatás útján terjedhet.

Az EMI csökkentése

Földkapcsolat

Az iparban a jel- és visszatérő áramokat a földrendszerek hordozzák. Ezek a referenciák analóg és digitális áramkörök számára, megvédiük az embereket és a felszerelést a hibáktól és a villámtől. Amikor áram folyik a földrendszerekben, potenciális különbségeket okoz.

Amikor villám üt, ez ezer voltos potenciális különbséget okoz. A kör tervezésének elejétől kezdve a földrendszeret úgy kell megtervezni, hogy a rendszer biztonsági követelmények szerint