Kaj je elektromagnetska motnja

Kaj je elektromagnetska motnja?

Definicija elektromagnetske motnje

Elektromagnetska motnja (EMI) je definirana kot motnja, ki vpliva na električno vez, zaradi elektromagnetne indukcije ali sevanja.

Elektromagnetska motnja (EMI) je definirana kot motnja v električni vez, zaradi elektromagnetne indukcije ali zunanje elektromagnetne radiacije. Pojavlja se, ko se elektromagnetna polja enega naprave ujemajo s polji druge naprave.

Elektromagnetske (EM) valovnice so ustvarjene, ko električno polje deluje z magnetnim poljem. Potekajo s hitrostjo 3,0 × 10^8 m/s v vakuumu. EM valovnice lahko potekajo skozi zrak, vodo, trda telesa ali celo vakuum.

Slika spodaj prikazuje EM spekter, uporabljen za predstavitev različnih vrst EM energije glede na njihove frekvence (ali valovne dolžine). EMI nas vsi soočamo v našem vsakdanjem življenju in je pričakovano, da bo v prihodnosti obsežno naraščala zaradi naraščanja števila brezžičnih naprav in standardov, vključno z mobilnimi telefonami, GPS, Bluetooth, Wi-Fi in blizu-polja komunikacijo (NFC).

EMI se lahko pojavlja na širokem območju elektromagnetnega spektra, vključno s radio in mikrovalovnimi frekvencami. Moti druge električne naprave. Vsaka naprava z hitro spreminjajočim se električnim tokom lahko ustvari elektromagnetsko radiacijo.

Torej, emisija enega objekta "moti" emisijo drugega objekta. Ko ena EMI moti drugo, to povzroči preoblikovanje elektromagnetskih polj. Elektromagnetska radiacija lahko med seboj moti in meša, tudi če nista na isti frekvenci. Ta motnja je možno opaziti v radiju, ko se menjajo frekvence, in v televiziji, ko se signal preoblikuje, slika postane motena. Zato se v frekvenčnem spektru radijskih valov EMI imenuje tudi Radijska frekvenčna motnja.

EMI lahko enostavno vpliva na delovanje elektronske naprave. V splošnem, ker je v elektronskih napravah pretok električne energije, ta tendenca ustvarja nekaj količine elektromagnetske radiacije. Energija, ustvarjena v napravi 1, se širi skozi zrak kot radiacija ali se poveže s kabeli naprave 2. To povzroči nepravilno delovanje naprave 2. Energija iz naprave 1, ki moti delovanje naprave 2, se imenuje elektromagnetska motnja.

Vzroki EMI

EMI lahko pride iz različnih virov, vključno z naravnimi dogodki, kot so bleskovi, in človeško ustvarjenimi viri, kot so industrijska oprema.

• Predaja iz TV

• Radio AM, FM in satelitski

• Solarni magnetni vrtoglavice

• Blesk, ki sveti kot visok voltaz in visok tok

• Letališki radar, elektrostatična razpoloženost in beli šum

• Preklopniki napajalnikov

• Lokovalci, motori in električni kontakti

Vrste EMI

Človeško ustvarjena EMI

Človeško ustvarjena EMI se pojavi iz druge izdelane elektronske naprave. Ta vrsta motnje se zgodi, ko dva signala prideta blizu druga drugega ali ko več signalov prehaja skozi eno napravo na istih frekvencah. Dobro primer je, ko radio v avtomobilu zajame dve postaji hkrati.

Naravna EMI

Ta vrsta EMI tudi vpliva na naprave, vendar niso človeško ustvarjene, ampak se EMI pojavlja zaradi naravnih pojavov na Zemlji in v vesolju, kot so bleskovi, električne vrtoglavice, vesoljski šum itd.

Druga metoda razvrščanja temelji na trajanju EMI. Trajanje motnje pomeni obdobje, v katerem naprava doživi motnjo.

Zvezna EMI

Ko vir neprekinjeno emitira EMI, se to imenuje zvezna EMI. Vir lahko izvirata iz človeško ustvarjenega ali naravnega vira. EMI se pojavi zaradi dolgega mehanizma spojitve med virom EMI in sprejemnikom. Ta vrsta EMI izvirata iz virov, kot je vez, ki emitira zvezni signal.

Impulsna EMI

Te vrste EMI se pojavljajo za zelo kratko obdobje, podobno impulzom. Torej se imenuje impulsna EMI. Vir lahko izvirata iz naravnega ali človeško ustvarjenega vira, podobno kot pri zvezni vrsti EMI. Dobra primerjava je šum, ki se sliši iz preklopnikov, osvetlitve itd., ki emitirajo signale, ki lahko povzročijo motnjo v naponu in toku.

Tretja metoda razvrščanja temelji na pasmu EMI. Pasmo EMI se nanaša na frekvenčno območje, ki ga doživi EMI. Na tej osnovi je EMI razdeljena na dve vrsti, omejeno in širokospektrno EMI.

Omejena EMI

Ta vrsta EMI se pojavi na eni frekvenci, ki je generirana iz oscilatorja. Lahko se tudi pojavi zaradi različnih vrst distorzije v predajniku. V komunikacijskih sistemih igra omejena EMI zelo manjšo vlogo in jo je lahko enostavno odpraviti. Vendar mora biti omejena motnja v okvirih.

Širokospektrna EMI

Glavna razlika od omejene EMI je, da ta vrsta EMI ne nastane na eni frekvenci. Ob pogledu na magnetni spekter ta vrsta EMI pokriva široko spektralno območje in obstaja v različnih oblikah. Vir lahko izvirata iz naravnega ali človeško ustvarjenega vira. Primer človeško ustvarjenega vira je loki, kjer se kontinuirano emitira bljesk. Podobno je primer naravnega vira solarni vrtoglavice za satelitski TV sistem.

Mehanizmi spojitve EMI

Mehanizmi spojitve EMI pomagajo razumeti, kako se EMI generira iz vira in doseže sprejemnika. Za odpravljanje problemov, ki se pojavljajo zaradi EMI, mora biti jasno razumljena narava EMI in kako se spoji iz vira do sprejemnika. Nekateri tipi spojitve so kondukcija, sevanje, kapacitivna in induktivna spojnica. S razumevanjem mehanizmov spojitve je mogoče zmanjšati EMI, tako da se vzpostavijo ukrepi za zmanjšanje spojitve in ravni motnje.

Konduktivna spojnica

Konduktivna spojnica se zgodi, ko EMI emitiranja potuje skozi vodilo, žice in kable, ki povezujejo vir in sprejemnik. Ko je kondukcija skozi pot, po kateri potujejo signali, se pojavi konduktivna emisija, kar je razumljivo kot konduktivna EMI. To se lahko pojavi skozi napajalne linije ali katerega koli interkonectni kabel. Kondukcija se lahko zgodi v eni od dveh načinov,

Skupni način

EMI se pojavi, ko se šum razvije v isti fazi, ko se uporabita dva vodila. Pr.: +ve in -ve napajalnega kabela

Diferencialni način

Ko se uporabita dva vodila, se operira v diferencialnem načinu, ko je šum vanfaziran na vodilih.

Radiacijska spojnica

Najpogostejši tip spojitve, ki se zgodi, ko so vir in sprejemnik ločeni z veliko razdaljo, večjo od valovne dolžine. Med virjem in sprejemnikom ni fizičnega stika, saj se EMI radiira skozi prostor do sprejemnika. Torej, ko se neželeni signal prenese iz vira do sprejemnika s tehniko radiiranja skozi prostor, se to imenuje radiirana EMI.

Kapacitivna spojnica

Ta vrsta spojitve se doseže med dvema povezanima napravama. Se zgodi, ko se napetost, ki se spreminja iz vira, kapacitivno prenese na žrtev.

Induktivna spojnica

Ko vodilo inducirajo motnje v drugo vodilo, ki je postavljeno blizu, na podlagi principa elektromagnetne indukcije, ustvarja EMI, znano kot magneto spojena EMI. V preprostih besedah, ko je prisoten spreminjajoči se magnetni pol med virom in žrtev, bo v žrtev vezanih zapletih induciran zadosten tok. To povzroči prenos signala iz vira do žrtve.

Mehanizmi spojitve EMI

EMI se lahko prenese iz vira do sprejemnika skozi kondukcijo, sevanje, kapacitivno in induktivno spojnico.

Zmanjševanje EMI

Zemlja

V industriji se signali in vračni tokovi prenašajo s sistemi zemlje. Ti tudi tvorijo reference za analogne in digitalne vezije, s tem zaščitijo ljudi in opremo pred kršitvami in bleskov. Ko tok teče v sistemu zemlje, povzroči razlike v potencialih.

Ko pride do bleska, povzroči razliko v potencialih v enotah tisoč voltov. Od samega začetka oblikovanja vezije bi morala biti zemlja razmisljena tako, da sistem deluje z zahtevanimi varnostnimi zahtevami. Ko risate zemljo ali rešujete težave z zemljo, je najprej potrebno ugotoviti, kje gre tok.

Ko se različne vrste zemlje ujemajo, tok morda ne bo vrnil po predpostavljeni poti. Pravilna zemlja je odvisna od številnih faktorjev, kot so frekvence in impedanci, dolžina potrebnega kablja in varnostne zadeve.

Najboljša vrsta zemlje za nizkofrekvenčne aplikacije je enotna zemlja, kot je prikazano na sliki spodaj. Ko se uporabljajo občutljive vezije ali kablo, bi se morala izogibati serijski povezavi ali verigi, ker vračni tokovi iz treh vezij tečejo skozi skupne impedanci, ki povezujejo vezije.