Šta je elektromagnetska interferencija
Šta je elektromagnetska interferencija?
Definicija elektromagnetske interferencije
Elektromagnetska interferencija (EMI) definisana je kao smetnja koja utiče na električnu šemu zbog elektromagnetske indukcije ili zračenja.
Elektromagnetska interferencija (EMI) definisana je kao prekidač u električnoj šemi zbog elektromagnetske indukcije ili vanjskog elektromagnetskog zračenja. Događa se kada elektromagnetska polja jednog uređaja smete drugom uređaju.
Elektromagnetske (EM) talase stvaraju se kada električno polje interaguje sa magnetnim poljem. Oni putuju brzinom od 3,0 × 10^8 m/s u vakuumu. EM talasi mogu se krećati kroz vazduh, vodu, čvrste tvari ili čak i vakuum.
Sljedeći dijagram prikazuje EM spektar koji se koristi za predstavljanje različitih vrsta EM energije prema njihovim frekvencijama (ili valnim dužinama). EMI suočavamo svi mi u svakodnevnici i očekuje se da će se eksponencijalno povećati u budućnosti zbog rastućeg broja bežičnih uređaja i standarda, uključujući mobilne telefone, GPS, Bluetooth, Wi-Fi i komunikaciju na blizini (NFC).
EMI može se dogoditi na širokom spektru elektromagnetskog spektra, uključujući radio i mikrovalne frekvencije. Smeta drugim električnim uređajima. Bilo koji uređaj sa brzom promenom električnih struja može proizvesti elektromagnetska zračenja.
Dakle, emisija iz jednog objekta "smešta" se sa emisijom drugog objekta. Kada jedna EMI smešta se sa drugom, rezultira to deformacijom elektromagnetskih polja. Elektromagnetska zračenja mogu međusobno smetati i perturbirati čak i ako nisu na istoj frekvenciji. Ova smetnja može se čuti na radiju kada se prebacuju frekvencije i na TV-u kada se signal iskrivi, slika postaje perturbovana. Stoga, u radiofrekvencijskom spektru, EMI takođe se naziva Radiofrekvencijska interferencija.
EMI lako može uticati na funkcionisanje elektronskog uređaja. Opšteg govora, budući da postoji protok struje kroz šeme u elektronskim uređajima, to ima tendenciju da stvori određenu količinu elektromagnetskog zračenja. Energija stvorena od uređaja 1 se širi kroz vazduh kao zračenje ili se spoji u kablove uređaja 2. To rezultira nepravilnim radom uređaja 2. Energija iz uređaja 1 koja smešta se sa radom uređaja 2 poznata je kao elektromagnetska interferencija.
Uzroci EMI
EMI može poticati iz različitih izvora, uključujući prirodne događaje poput munje i ljudsko-izrađene izvore poput industrijskog opreme.
Transmisija sa TV-a
Radio AM, FM i satelit
Sunčev magnetski olujni sistem
Munja koja bljesnuće visokim naponom i visokim strujama
Aerodromski radar, elektrostatsko ispuštanje i beli šum
Strujni napajanja sa prekidnim režimom
Zavarivači, motori i električni kontakti
Vrste EMI
Ljudsko-izrađena EMI
Ljudsko-izrađena EMI nastaje od drugog izrađenog elektronskog uređaja. Ova vrsta interferencije nastaje kada dva signala dođu blizu jedan drugom ili kada više signala prođe kroz jedan uređaj na istim frekvencijama. Dobar primer je kada radio u automobilu uhvati dve stanice istovremeno.
Prirodna EMI
Ova vrsta EMI takođe utiče na uređaje, ali nisu ljudsko-izrađeni, već EMI nastaje zbog prirodnih fenomena na Zemlji i u svemiru poput munje, električnih oluja, kosmičkog šuma itd.
Drugi metod klasifikacije temelji se na trajanju EMI. Trajanje interferencije znači period vremena tokom kog uređaj iskušava interferenciju.
Kontinuirana EMI
Kada izvor kontinuirano emituje EMI, to se naziva kontinuirana EMI. Izvor može biti ljudsko-izrađen ili prirodan. EMI nastaje kao dugoročni mehanizam spoja između izvora EMI i primaoca. Ova vrsta EMI nastaje iz izvora poput šeme koja emituje kontinuirani signal.
Impulsna EMI
Ove vrste EMI nastaju za vrlo kratko vreme poput impulsa. Stoga se nazivaju impulsna EMI. Izvor može biti prirodan ili ljudsko-izrađen kao kod kontinuirane vrste EMI. Dobra primjeri za razumevanje su šumovi iz prekidača, rasvete itd. koji emituju signale koji mogu uzrokovati perturbaciju napona i struje.
Treći metod klasifikacije temelji se na pojasu EMI. Pojas EMI odnosi se na frekvencijski opseg koji EMI iskusi. Na osnovu toga, EMI je podijeljen u dvije vrste: uski i široki pojas EMI.
Uski pojas EMI
Ova vrsta EMI nastaje na jednoj frekvenciji koja se generiše od oscillatora. Može se takođe dogoditi zbog različitih vrsta distorzija u predajniku. Uobičajeno, u komunikacionim sistemima, uski pojas EMI igra vrlo malu ulogu i lako se može ispraviti. Međutim, granica interferencije treba biti kontrolisana unutar granica.
Široki pojas EMI
Glavna razlika u odnosu na uski pojas EMI je ta što ovaj tip EMI ne nastaje na jednoj frekvenciji. Pogledajući magnetski spektar, ovaj tip EMI pokriva široki spektar i postoji u različitim formama. Izvor može biti prirodan ili ljudsko-izrađen. Primer ljudsko-izrađenog izvora je zavarivanje, gde se neprestano emituje iskre. Slično tome, primer prirodnog izvora su sunčeve izbijanje za satelitski TV sistem.
Mehanizmi spoja EMI
Mehanizmi spoja EMI pomažu u razumevanju kako EMI nastaje od izvora i dostiže primaoca. Da bi se ispravile probleme koje uzrokuje EMI, mora se jasno razumeti priroda EMI i kako se spoji od izvora do primaoca. Neki tipovi spoja su kondukcija, zračenje, kapacitivni i induktivni spoj. Razumevajući mehanizme spoja, EMI se može smanjiti uzimanjem mera za smanjenje spoja i razine interferencije.
Spoj kondukcije
Spoj kondukcije nastaje kada emisije EMI putuju duž vodilaca, žica i kabela koji spajaju izvor i primaoca. Kada postoji kondukcija duž rute kojom signali putuju, javljaju se emisije koje se prenose i to se razume kao EMI prenesena kondukcijom. To se može pojaviti duž linija snage ili bilo kakvog interkonekcijskog kabela. Kondukcija se može desiti u jednom od dva moda,
Zajednički mod
EMI nastaje kada se šum razvija u istoj fazi kada se koriste dva vodilca. Primjer: + i - kabela snage
Diferencijalni mod
Kada se koriste dva vodilca, kada šum nije u fazi na vodilcima, kaže se da radi u diferencijalnom modu.
Spoj zračenja
Najčešći tip spoja koji nastaje kada izvor i primaoc su razdvojeni velikom udaljenošću koja je veća od valne dužine. Ne postoji fizički kontakt između izvora i primaoca jer EMI zrači prostorom do primaoca. Dakle, kada se neželjeni signal prenosi od izvora do primaoca tehnika zračenja prostorom, to se naziva zračena EMI.
Kapacitivni spoj
Ovaj tip spoja postiže se između dva povezana uređaja. Nastaje kada se napon koji se menja iz izvora kapacitivno prenosi na žrtvu.
Induktivni spoj
Kada vodilac indukuje interferencije u drugi vodilac koji je smješten u blizini na osnovu principa elektromagnetske indukcije, nastaje EMI poznata kao magnetski spojen EMI. Jednostavnim riječima, kada je prisutan varijabilni magnetsko polje između izvora i žrtve, dovoljna količina struje će biti inducirana u šemu žrtve. To rezultira prenosom signala od izvora do žrtve.
Mehanizmi spoja EMI
EMI se može prenijeti od izvora do primaoca putem kondukcije, zračenja, kapacitivnog i induktivnog spoja.
Smanjenje EMI
Zemljište
U industriji, signali i povratne struje prenose se putem zemljišta. Takođe oblikuju reference za analogne i digitalne šeme, time štite ljudi i opremu od grešaka i munje. Kada struja teče u sustavu zemljišta, to uzrokuje potencijalne razlike.
Kada munja pogodi, to uzrokuje potencijalnu razliku u jedinici hiljada volti. Od samog početka dizajna šeme, sustav zemljišta treba biti razmatran tako da sustav radi s potrebnim zahtjevima za sigurnošću. Kada se crta zemljište ili riješavaju problemi zemljišta, prvo je potrebno utvrditi gdje struja prolazi.
Kada se razne vrste zemljišta podudare, struja možda neće vratiti putem pretpostavljenog puta. Pravilno zemljište zavisi od nekoliko faktora poput frekvencija i impedanci, dužine potrebne za kabeliranje i sigurnosnih pitanja.
Najkorisniji tip zemljišta za primjene niske frekvencije je jednotočka zemlja kao što je prikazano na slici ispod. Kada se koristi osjetljiva šema ili kabl, serija veza ili lanac, treba se izbjegavati jer povratne struje iz tri šeme teku kroz zajedničke impedancije zemljišta koje spajaju šeme.
