Elektromanyetik İnterferans Nedir?

Elektromanyetik İltihap Nedir?

Elektromanyetik İltihabın Tanımı

Elektromanyetik iltihap (EMI), elektromanyetik indüksiyon veya radyasyon nedeniyle bir elektrik devresini etkileyen bir rahatsızlıktır.

Elektromanyetik iltihap (EMI), elektromanyetik indüksiyon veya dış elektromanyetik radyasyon nedeniyle bir elektrik devresinde oluşan bir bozulmadır. Bir cihazdan gelen elektromanyetik alanların başka bir cihazı etkilemesi durumunda ortaya çıkar.

Bir elektrik alanının bir manyetik alanla etkileşime girdiği zaman elektromanyetik (EM) dalgalar oluşur. Bu dalgalar, vakumda 3,0 × 10^8 m/s hızıyla hareket ederler. EM dalgalar hava, su, katı maddeler ya da hatta bir vakum içinden ilerleyebilirler.

Aşağıdaki şekil, çeşitli EM enerjilerin frekanslarına (veya dalga boylarına) göre temsil edildiği EM spektrumu göstermektedir. EMI, günlük hayatta hepimizin karşılaştığı bir sorundur ve cep telefonları, GPS, Bluetooth, Wi-Fi ve yakın alan iletişim (NFC) dahil olmak üzere kablosuz cihazlar ve standartların artması nedeniyle gelecekte üssel bir şekilde artması beklenmektedir.

EMI, radyo ve mikrodalga frekansları dahil olmak üzere elektromanyetik spektrumun geniş bir aralığında meydana gelebilir. Diğer elektrik cihazlarını etkiler. Hızlı değişen elektrik akımları olan herhangi bir cihaz elektromanyetik emisyonlar oluşturabilir.

Bu nedenle, bir nesnenin emisyonu diğer bir nesnenin emisyonu ile "çakışır". Bir EMI'nin diğer bir EMI ile çakışması, Elektromanyetik Alanların bozulmasına neden olur. Elektromanyetik radyasyonlar, aynı frekansta olmasalar bile birbirini etkileyip rahatsız edebilir. Bu interferans, frekanslar değiştirildiğinde radyolarda duyulabilir ve TV'de sinyal bozulduğunda görüntü bozulur. Bu nedenle, radyo frekans spektrumunda EMI, Radyo Frekansı İltihabı olarak da bilinir.

EMI, kolayca bir elektronik cihazın işleyişini etkileyebilir. Genel olarak, elektronik cihazlardaki devrelerde elektrik akışı olduğundan, bazı miktarlarda elektromanyetik radyasyon oluşturmaya eğilimlidir. Cihaz 1'den üretilen enerji, radyasyon olarak havadan veya kablolar yoluyla cihaz 2'ye yayılır. Bu, cihaz 2'nin yanlış çalışmasına neden olur. Cihaz 1'in cihaz 2'nin işlemine müdahale ettiği enerji, Elektromanyetik İltihap olarak bilinir.

EMI'nin Nedenleri

EMI, fırtına gibi doğal olaylardan ve endüstriyel ekipman gibi insani kaynaklardan çeşitli kaynaklardan gelebilir.

• TV'den iletim

• Radyo AM, FM ve Uydu

• Güneş manyetik fırtınası

• Yüksek gerilim ve yüksek akım olarak parlayan yıldırım

• Havalimanı radarı, Elektrostatik Deşarj ve Beyaz Gürültü

• Anahtarlamalı güç kaynakları

Eğri kaynak makineleri, Motor Fırçaları ve Elektriksel Temaslar

EMI Türleri

İnsan yapımı EMI

İnsan yapımı EMI başka bir üretilmiş elektronik cihazdan ortaya çıkar. Bu tür bir干擾似乎在回答中途被截斷了，讓我們繼續並完成土耳其語的翻譯：

bu tür bir karışma, iki sinyal birbirine yakın olduğunda veya aynı frekansta birden fazla sinyal tek bir cihaz üzerinden geçtiğinde gerçekleşir. İyi bir örnek, arabanın radyosunun aynı anda iki istaneyi almasıdır.

Doğal EMI

Bu tür EMI de cihazları etkiler, ancak bu insan yapımı değildir, doğa olayları nedeniyle meydana gelir, örneğin Yıldırım, Elektrik fırtınaları, kozmik gürültü vb.

İkinci sınıflandırma yöntemi, EMI'nin süresine dayanır. Karışmanın süresi, cihazın karışmayı deneyimlediği zaman periyodudur.

Sürekli EMI

Bir kaynak sürekli olarak EMI yaydığı zaman bu, sürekli EMI olarak bilinir. Kaynak insan yapımı veya doğal olabilir. EMI, EMI kaynağı ile alıcı arasında uzun bir bağlanma mekanizması varken oluşur. Bu tür EMI, sürekli bir sinyal yayan bir devreden kaynaklanır.

Darbe EMI

Bu tür EMI, darbeler gibi çok kısa bir süre için ortaya çıkar. Bu yüzden Darbe EMI olarak bilinir. Kaynak, sürekli EMI türü gibi, doğal veya insan yapımı olabilir. Anlaşılması için iyi örnekler, anahtarlardan, aydınlatmadan gelen gürültülerdir, bu sinyaller voltaj ve akım üzerinde bir rahatsızlık oluşturabilir.

Üçüncü sınıflandırma yöntemi, EMI'nin bant genişliğine dayanır. EMI'nin bant genişliği, EMI'nin deneyim ettiği frekans aralığıdır. Buna göre EMI, Dar bant ve Geniş bant EMI olarak ikiye ayrılır.

Dar bant EMI

Bu tür EMI, bir osilatörden üretilen tek bir frekanslarda ortaya çıkar. Ayrıca, bir transmisyon cihazındaki farklı türde bozulmalardan da ortaya çıkabilir. Genellikle, iletişim sistemlerinde dar bant EMI çok küçük bir rol oynar ve kolayca düzeltilir. Ancak, karışmanın sınırı kontrol altında tutulmalıdır.

Geniş bant EMI

Dar bant EMI'den temel farkı, bu tür EMI'nin tek bir frekanslarda ortaya çıkmamasıdır. Manyetik spektruma bakıldığında, bu tür EMI geniş bir spektrumu kapsar ve farklı formlarda bulunur. Kaynak doğal veya insan yapımı olabilir. İnsan yapımı bir kaynağın örneği sürekli parıltı yayan eğri kaynak makineleridir. Benzer şekilde, doğal bir kaynağın örneği, uydulu televizyon sistemi için güneş dışarılamasıdır.

EMI Bağlanma Mekanizmaları

EMI'nin bağlanma mekanizması, EMI'nin kaynağın nasıl üretildiğini ve alıcıya nasıl ulaştığını anlamakta yardımcı olur. EMI'ye bağlı olarak ortaya çıkan sorunları düzeltmek için, EMI'nin doğası ve kaynağa nasıl bağlandığı açıkça anlaşılmalıdır. Bazı bağlanma türleri, İletim, Radyasyon, Kapasitif ve Endüktif bağlanmadır. Bağlanma mekanizmalarını anlayarak, EMI'nin azaltılması için bağlanma ve karışmanın seviyesini azaltmak için önlemler alınabilir.

İletim Bağlanması

İletim kuplajı, EMI emisyonlarının kaynak ile alıcıyı birbirine bağlayan iletkenler, kablolar ve teller boyunca yayılması durumunda meydana gelir. Sinyallerin aktığı yol boyunca iletim varsa, iletim yoluyla yayılan emisyonlar oluşur ve bu duruma iletimle yayılan EMI denir. Bu durum güç hatları veya herhangi bir bağlantı kablosu boyunca görünebilir. İletim iki moddan birinde gerçekleşebilir,

Ortak Mod

İki iletken kullanıldığında gürültü aynı fazda oluşursa EMI meydana gelir. Örnek: Bir güç kablosunun + ve - kutupları

Farklı Mod

İki iletken kullanıldığında, iletkenler üzerindeki gürültünün faz dışı olması durumunda diferansiyel modda çalıştığı söylenir.

Radyasyon Kuplajı

Kaynak ile alıcı arasındaki mesafenin bir dalga boyundan daha büyük olduğu durumlarda en yaygın olarak görülen kuplaj türüdür. Kaynak ile alıcı arasında fiziksel temas yoktur çünkü EMI boşluk yoluyla alıcıya radyasyon şeklinde yayılır. Dolayısıyla istenmeyen sinyalin uzay aracılığıyla radyasyon tekniğiyle kaynaktan alıcıya aktarılması durumuna Radye Edilmiş EMI denir.

Kapasitif Kuplaj

Bu tür kuplaj iki bağlı cihaz arasında gerçekleşir. Bir kaynaktan gelen değişken bir voltaj, kapasitif olarak mağdura yük aktarırsa bu durum meydana gelir.

İndüktif Kuplaj

Bir iletken, yakınında bulunan başka bir iletken üzerinde elektromanyetik indüksiyon ilkesine göre girişimlere neden olduğunda, manyetik kuplajlı EMI olarak bilinen EMI üretir. Basitçe ifade edilirse, kaynak ile mağdur arasında değişken bir manyetik alan varsa, mağdur devresinde yeterli miktarda akım indüklenir. Bu durum, sinyalin kaynaktan mağdura aktarılmasına neden olur.

EMI Kuplaj Mekanizmaları

EMI, iletim, radyasyon, kapasitif ve indüktif kuplaj yoluyla bir kaynaktan alıcıya aktarılabilir.

EMI Azaltma

Toprak Hattı (Earth ground)

Sanayide sinyaller ve dönüş akımları topraklama sistemleri kullanılarak taşınır. Ayrıca analog ve dijital devreler için referans oluştururlar ve böylece insanları ve ekipmanları arızalara ve yıldırıma karşı korurlar. Topraklama sisteminde akım aktığında potansiyel farklar oluşur.

Yıldırım çarptığında binlerce voltluk bir potansiyel fark oluşur. Devre tasarımı başlangıcından itibaren, sistemin gerekli güvenlik gereksinimleriyle birlikte çalışmasını sağlayacak şekilde topraklama sistemi dikkate alınmalıdır. Toprak hattı çizimi yapılırken veya bir topraklama sorunu giderilirken, öncelikle akımın nereden geçtiğini belirlemek gerekir.

Çeşitli topraklama türleri birleştiğinde, akım varsayılan yoldan geri dönmeyebilir. Uygun topraklama, frekanslar ve empedanslar, gerekli kablo uzunluğu ve güvenlik konuları gibi çeşitli faktörlere bağlıdır.

Düşük frekans uygulamaları için en faydalı topraklama türü, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi tek nokta topraklamadır. Hassas devreler veya kablolar kullanıldığında seri bağlantı veya daisy chain (zincirleme) bağlantılardan kaçınılmalıdır çünkü üç devrenin dönüş akımları devreleri birbirine bağlayan ortak toprak empedansları üzerinden akar.

Şekilden, devre 1'in zemine potansiyeli sadece Z1 impedansı üzerinden dönüş akımı ile tanımlanmakla kalmaz, aynı zamanda diğer devrelerin (devre 2 ve 3) dönüş akımları da aynı impedans üzerinden etkilediği görülüyor. Bu etkiye ortak-impedans bağlantısı denir ve gürültü bağlantısının temel bir yolu olarak kabul edilir.

Bu sorunu önlemek için paralel bağlantı tercih edilir. Gerekli olan kablo miktarı nedeniyle genellikle daha karmaşık ve daha pahalı olur. Çoğu sistem her iki topolojiyi de bir arada kullanır.

Koruma

EMI'yi kötüleştiren birçok faktör vardır ve ayrıca EMI'yi azaltma ve standartları geçme yolları da bulunmaktadır. EMI ile mücadele etmenin özel bir yolu koruma yoluyla gerçekleştirilir. Koruma, radyo dalgaları, elektromanyetik alanlar ve elektrostatik alanların koplamasını azaltma ve düzenlemeye yönelik bir yöntemdir.

Koruma, elektrikli cihazları 'dış dünyadan' izole etmek ve kabloların kablo boyunca geçen çevreden ayrılmış tel çeker. Bir korumanın etkinliği yansıma, absorpsiyon ve çoklu yansıma gibi üç faktöre bağlıdır.

Yalıtkan iletkenler içeren ve standart iletken bir tabaka içinde kaplı olan elektrik kabloları, korunan kablolar olarak anılır. Koruma, örgülü bakır (veya benzeri bir metal) teli, spiral bakır bant veya bazı ek iletken polimerlerden yapılabilebilir. Korunan kablolar genellikle korunsuz kablolardan daha kalın ve daha dayanıklı olup, onlarla çalışırken daha kapsamlı özen gerektirir.

Korunsuz, buruşuk kablolar, EMI'yi azaltmak için iç koruma içermez. Bunun yerine, EMI'yi bir çift buruşuk tel kullanarak iptal etmeyi amaçlar. Bu kablolar hafif ve incedir, bu nedenle ofis ortamında bir LAN veya benzeri ağ kablo sistemleri için en uygun olanlardır.

Korunan kablolar genellikle korunsuz kablolardan daha kalın ve daha dayanıklı olup, onlarla çalışırken daha kapsamlı özen gerektirir. Korunsuz, buruşuk kablolar, EMI'yi azaltmak için iç koruma içermez. Bunun yerine, EMI'yi bir çift buruşuk tel kullanarak iptal etmeyi amaçlar. Bu kablolar hafif ve incedir, bu nedenle ofis ortamında bir LAN veya benzeri ağ kablo sistemleri için en uygun olanlardır.