Wat is Elektromagnetische Interferentie
Wat is Elektromagnetische Storing?
Definitie van Elektromagnetische Storing
Elektromagnetische storing (EMI) wordt gedefinieerd als een verstoring die een elektrisch circuit treft door elektromagnetische inductie of straling.
Elektromagnetische storing (EMI) wordt gedefinieerd als een verstoring in een elektrisch circuit door elektromagnetische inductie of externe elektromagnetische straling. Het treedt op wanneer de elektromagnetische velden van één apparaat interfereren met een ander apparaat.
Elektromagnetische (EM) golven ontstaan wanneer een elektrisch veld interactie heeft met een magnetisch veld. Ze reizen met een snelheid van 3,0 × 10^8 m/s in een vacuüm. EM-golven kunnen zich voortbewegen door lucht, water, vaste stoffen of zelfs een vacuüm.
De figuur hieronder toont het EM-spectrum dat gebruikt wordt om diverse types EM-energie te vertegenwoordigen volgens hun frequenties (of golflengten). EMI komt ons allemaal in ons dagelijks leven tegen en zal in de toekomst exponentieel toenemen vanwege het groeiende aantal draadloze apparaten en standaarden, waaronder mobiele telefoons, GPS, Bluetooth, Wi-Fi en near-field communication (NFC).
EMI kan over een breed scala van het elektromagnetische spectrum optreden, inclusief radio- en microgolf-frequenties. Het stoort andere elektrische apparaten. Elk apparaat met snel veranderende elektrische stromen kan elektromagnetische emissies produceren.
Dus, de emissie van één object "interfereert" met de emissie van een ander object. Wanneer één EMI interfereert met een ander, resulteert dit in vervorming van elektromagnetische velden. Elektromagnetische straling kan elkaar storen en verstoren, zelfs als ze niet op dezelfde frequentie zitten. Deze interferentie kan worden gehoord in radio's wanneer frequenties worden gewisseld en in TV wanneer het signaal vervormd raakt, waardoor het beeld gestoord wordt. Daarom wordt EMI in het radiogolf-spectrum ook wel Radiogolf Interferentie genoemd.
EMI kan gemakkelijk de werking van een elektronisch apparaat beïnvloeden. In het algemeen, omdat er stroom door de circuits in elektronische apparaten loopt, neigt het om een bepaalde hoeveelheid elektromagnetische straling te creëren. De energie die door apparaat 1 wordt geproduceerd, wordt door de lucht als straling of via kabels van apparaat 2 overgebracht. Dit resulteert in de miswerking van apparaat 2. De energie van apparaat 1 die de werking van apparaat 2 stoort, wordt elektromagnetische interferentie genoemd.
Oorzaken van EMI
EMI kan uit verschillende bronnen komen, waaronder natuurlijke gebeurtenissen zoals bliksem en menselijke bronnen zoals industriële apparatuur.
Uitzending van TV
Radio AM, FM en Satelliet
Zonne-magnetische storm
Bliksem die flitst met hoge spanning en hoge stroom
Vliegveldradar, Elektrostatische Ontlading en Witte Ruis
Schakelmodus voedingssystemen
Booglasers, Motorborstels en Elektrische Contacten
Soorten EMI
Menselijk veroorzaakte EMI
Menselijk veroorzaakte EMI ontstaat vanuit een ander geproduceerd elektronisch apparaat. Dit type interferentie treedt op wanneer twee signalen dicht bij elkaar komen of wanneer meerdere signalen door één apparaat op dezelfde frequenties passeren. Een goed voorbeeld hiervan is wanneer de radio in de auto twee stations tegelijk oppikt.
Natuurlijke EMI
Dit type EMI beïnvloedt ook apparaten, maar is niet menselijk veroorzaakt, maar treedt op door natuurlijke verschijnselen op aarde en in de ruimte zoals bliksem, elektrische stormen, kosmische ruis, enz.
De tweede methode van classificatie is gebaseerd op de duur van EMI. Duur van interferentie betekent de periode waarin het apparaat interferentie ervaart.
Continue EMI
Wanneer een bron continu EMI uitzendt, wordt dit continue EMI genoemd. De bron kan menselijk of natuurlijk zijn. EMI treedt op als er een lange koppeling bestaat tussen de EMI-bron en de ontvanger. Dit type EMI ontstaat uit bronnen zoals een circuit dat een continu signaal uitzendt.
Impulsieve EMI
Dit type EMI treedt gedurende een zeer korte periode op, zoals pulsen. Daarom wordt het impulsieve EMI genoemd. De bron kan net als bij continue EMI zowel natuurlijk als menselijk zijn. Goede voorbeelden hiervan zijn geluiden die hoorbaar zijn bij schakelaars, verlichting, enz., die signalen uitzenden die stroom en spanning kunnen verstoren.
De derde methode van classificatie is gebaseerd op de bandbreedte van EMI. De bandbreedte van EMI verwijst naar het frequentiebereik dat door EMI wordt ervaren. Op basis hiervan wordt EMI ingedeeld in twee typen: Smalband en Breedband EMI.
Smalband EMI
Dit type EMI treedt op op één enkele frequentie die wordt gegenereerd door een oscillator. Het kan ook ontstaan door verschillende soorten verstoring in een zender. Meestal speelt smalband EMI in communicatiesystemen een zeer kleine rol en kan het gemakkelijk worden gecorrigeerd. Maar, de grens van interferentie moet binnen de perken worden gehouden.
Breedband EMI
Het belangrijkste verschil met smalband EMI is dat dit type EMI niet op één enkele frequentie optreedt. Wanneer je naar het magnetische spectrum kijkt, bedekt dit type EMI een breed spectrum en bestaat in verschillende vormen. De bron kan zowel natuurlijk als menselijk zijn. Een voorbeeld van een menselijke bron is booglassen, waarbij vonken continu worden uitgestoten. Evenzo is een voorbeeld van een natuurlijke bron zonne-uitbarstingen voor een satellietsysteem voor televisie.
Koppelingsmechanismen van EMI
Het koppelingsmechanisme van EMI helpt bij het begrijpen hoe EMI van de bron wordt gegenereerd en de ontvanger bereikt. Om de problemen die door EMI ontstaan te corrigeren, moet de aard van EMI en hoe het van bron naar ontvanger wordt gekoppeld duidelijk worden begrepen. Enkele soorten koppeling zijn Conductie, Straling, Capacitieve en Inductieve koppeling. Door de koppelingsmechanismen te begrijpen, kan EMI worden verminderd door maatregelen te nemen om de koppeling en het niveau van interferentie te verlagen.
Conductiekoppeling
Conductiekoppeling vindt plaats wanneer EMI-emissies langs geleiders, draden en kabels reizen die de bron en de ontvanger verbinden. Wanneer er conductie is langs de route waarlangs de signalen reizen, treden geleide emissies op en dit wordt begrepen als geleide EMI. Het kan langs de stroomlijnen of elke interconnectiekabel voorkomen. Conductie kan op een van twee manieren plaatsvinden,
Gemeenschappelijke Modus
EMI treedt op wanneer ruis ontstaat in dezelfde fase wanneer twee geleiders worden gebruikt. Bijv: + en - van een stroomkabel
Differentiële Modus
Wanneer twee geleiders worden gebruikt, en de ruis uit fase is op de geleiders, wordt gezegd dat het in differentiële modus werkt.
Stralingskoppeling
De meest voorkomende vorm van koppeling die optreedt wanneer de bron en de ontvanger gescheiden zijn door een grote afstand, groter dan een golflengte. Er is geen fysiek contact tussen de bron en de ontvanger, omdat de EMI via de ruimte naar de ontvanger wordt gestraald. Daarom, wanneer het ongewenste signaal van bron naar ontvanger wordt overgebracht door middel van stralingstechniek door de ruimte, wordt dit stralende EMI genoemd.
Capacitieve Koppeling
Dit type koppeling wordt bereikt tussen twee verbonden apparaten. Het treedt op wanneer een voltage dat verandert van een bron, capacitief de lading overdraagt aan het slachtoffer.
Inductieve Koppeling
Wanneer een geleider interferentie induceert in een andere geleider die in de buurt is geplaatst, op basis van het principe van elektromagnetische inductie, produceert het EMI bekend als Magnetisch gekoppelde EMI. In eenvoudige termen, wanneer er een variërend magnetisch veld aanwezig is tussen bron en slachtoffer, zal er voldoende stroom worden geïnduceerd in de slachtoffer-schakeling. Dit resulteert in signaaloverdracht van de bron naar het slachtoffer.
Koppelingsmechanismen van EMI
EMI kan van een bron naar een ontvanger worden overgebracht door conductie, straling, capacitieve en inductieve koppeling.
Vermindering van EMI
Aarding
In de industrie worden signalen en terugloopstromen overgevoerd via aardsystemen. Ze vormen ook de referenties voor analoge en digitale schakelingen, waardoor mensen en apparatuur beschermd worden tegen fouten en bliksem. Wanneer stroom door het aardingsysteem stroomt, veroorzaakt het potentiaalverschillen.
Wanneer de bliksem inslaat, veroorzaakt het een potentiaalverschil in eenheden van duizend volt. Vanaf het begin van het schakelontwerp moet het aardingsysteem zo worden ontworpen dat het systeem voldoet aan de vereiste veiligheidsvereisten. Wanneer een aarding wordt getekend of een probleem met de aarding wordt opgelost, is het nodig om eerst vast te stellen waar de stroom doorheen gaat.
Wanneer verschillende soorten aardingen samenvallen, kan de stroom niet door het aangenomen pad terugkeren. Correcte aarding hangt af van verschillende factoren zoals frequenties en impedanties, de lengte van de benodigde kabels en veiligheidskwesties.
Het meest voordelige type aarding voor lage-frequentie-toepassingen is de single-point aarding, zoals weergegeven in de figuur hieronder. Wanneer gevoelige schakelingen of kabels worden gebruikt, moet de serieverbinding of ketenverbinding worden vermeden, omdat retourstromen van de drie schakelingen door de gemeenschappelijke aardingimpedanties lopen die de schakelingen verbinden.
Uit de figuur blijkt dat het aardpotentiaal van schakeling 1 niet alleen wordt bepaald door de retourstroom door impedantie Z1, maar ook door de retourstromen van schak
