Como funciona um receptor EMI para teste de interferência eletromagnética

Interferência eletromagnética (EMI)
É o ruído indesejado ou interferência em uma via ou circuito elétrico. É provocada por uma fonte externa chamada interferência eletromagnética (EMI). Interferência de radiofrequência é outro nome para isso. A eletrônica pode funcionar mal ou parar de funcionar completamente devido à EMI. Pode ser causada por fontes orgânicas ou sintéticas. A EMI pode ser reduzida usando eletrônicos de alta qualidade, blindagem elétrica e correção de erros contemporânea. Quando um telefone celular é colocado perto de equipamentos de áudio ou alto-falantes, ele produz um ruído ou uma série de bipes. Este é um exemplo de EMI.

Causas de interferência eletromagnética
A EMI é causada pela estreita conexão entre campos elétricos e magnéticos. Cada corrente elétrica tem um pequeno campo magnético. Por outro lado, um campo magnético em movimento gera uma corrente elétrica. Essas ideias possibilitam o funcionamento de motores e geradores elétricos. As antenas de rádio podem ser feitas de qualquer tipo de condutor elétrico.

Fontes elétricas e de rádio de alta potência podem ter consequências em equipamentos distantes. Os eletrônicos estão ficando menores, mais rápidos, mais compactados e mais sensíveis. Assim, eles estão se tornando cada vez mais suscetíveis a esses efeitos que causam EMI. As duas principais categorias de fontes de EMI são sintéticas e naturais.

Algumas fontes naturais podem produzir campos elétricos que afetam equipamentos eletrônicos. Um exemplo é o raio. Produz poderosos pulsos magnéticos. Partículas de alta carga são produzidas durante tempestades solares e explosões solares também. Essas partículas interferem nos satélites e nas comunicações espaço-terra. Bit-flips eletrônicos e raios cósmicos também estão relacionados a isso.

Vários dispositivos sintéticos podem produzir EMI. Rádios de alta potência e fontes elétricas podem causar EMI indesejados. Bens de consumo mal feitos podem causar tal interferência em outros gadgets. Outra estratégia potencialmente agressiva é usar um pulso eletromagnético. Isso pode causar propositalmente problemas de EMI no dispositivo da vítima.

Tipos de interferência eletromagnética
Existe uma fonte, uma rota e um receptor na EMI. Existem vários tipos de rotas de transmissão de EMI da fonte ao receptor. Um transmissor de alta potência ou dispositivo elétrico pode emitir uma frequência de rádio. Essa onda é captada por outro aparelho e tem efeitos desfavoráveis. Isso é conhecido como EMI irradiada. É EMI irradiado se houver EMI e a fonte e o receptor estiverem distantes. Um micro-ondas de cozinha com defeito pode causar a reinicialização do computador.

Telefones sem fio obsoletos podem causar falhas no Wi-Fi. Alguns exemplos de EMI irradiada são vistos na forma de interferência eletromagnética irradiada. Estes são classificados como interferência de banda estreita ou de banda larga. A EMI de banda estreita é causada por um transmissor de rádio e afeta apenas uma determinada frequência de rádio. A EMI de banda larga afeta uma quantidade substancial do espectro de rádio em uma variedade de ondas e é freqüentemente produzida por equipamentos defeituosos.

A EMI acoplada ocorre quando a fonte e o receptor estão próximos fisicamente, mas não eletricamente acoplados. EMI acoplado é transferido por indução ou capacitância. A EMI acoplada capacitiva acontece quando dois fios paralelos armazenam uma carga capacitiva entre eles. Um lugar comum para a ocorrência de EMI ligada capacitiva é em placas de circuito eletrônico. Outro lugar é em fios densamente compactados que cobrem distâncias consideráveis.

Como prevenir a EMI
A maneira mais simples de evitar EMI é usar eletrônicos de alta qualidade de fornecedores confiáveis. EMI excessiva em outros dispositivos precisa ser evitada. Para isso, a FCC exige que todos os dispositivos vendidos nos Estados Unidos sejam submetidos a testes de emissão. Leis comparáveis ​​estão em vigor em outras nações. Muitos eletrônicos são mal feitos, baratos ou falsificados. eles podem não ter passado por testes adequados ou isolamento EM. Isso os torna mais propensos a causar EMI em outros dispositivos e são mais suscetíveis a eles próprios. Os efeitos de emissores EMI próximos podem ser diminuídos com a ajuda de técnicas contemporâneas de correção e filtragem de erros.

Os regulamentos legais para blindagem e teste de EMI são cruciais para dispositivos médicos. Os telefones celulares também precisam ser desligados em hospitais para evitar EMI em equipamentos sensíveis. A EMI deve ser considerada ao projetar eletrônicos e placas de circuito. Isso é particularmente verdadeiro em dispositivos modernos de alta velocidade. O roteamento e a colocação dos componentes são os principais fatores para os projetistas de placas. Para impedir que a EMI danifique componentes delicados, você deve usar fita condutora ou latas de proteção de metal. Uma gaiola de Faraday pode ser usada para rastrear um dispositivo ou sala de fora da EMI em configurações sensíveis. Para evitar EMI, os radiotelescópios são frequentemente construídos em locais remotos longe dos centros populacionais.

A compatibilidade eletromagnética também é conhecida como EMC. É uma certificação. Isso é para produtos eletrônicos preservarem seus limites de onda eletromagnética. Agora, existem dois tipos de testes para EMC. Estes são emissão (EMI), que é para ondas magnéticas e imunidade (EMS), que é para imunidade de manipulação de emissão. Para lançar um novo produto no mercado, é necessário um teste de EMI. Este teste verifica se o gadget não emite nenhum campo eletromagnético perigoso ou interfere com outros dispositivos.

A seguir estão alguns testes de dispositivos comuns feitos pelo laboratório EMC.
• Vazamento de radiação
• Cintilação
• Emissão conduzida
• Análise harmônica
• Emissão irradiada

Este teste envolve a medição da EMI no ar causada pelo vazamento não intencional do gadget em teste. Isso é conhecido como emissão irradiada porque se propaga no ar. Este é o teste de EMC mais comum realizado pelos laboratórios da EMC em todo o mundo. Existem restrições de mercado sobre emissão irradiada, dependendo do tipo de indústria. Algumas das várias instalações de teste de emissão irradiada utilizadas pelos laboratórios de teste estão listadas abaixo.

Locais para testes de emissão irradiada
O principal objetivo do local de teste de emissão de radiação é medir a radiação emitida pelo produto e confirmar que está abaixo do limite. Para avaliar a emissão irradiada, dois tipos de locais de teste são empregados. Esses são:
• Local de Teste de Área Aberta (OATS)
• Câmara Semi-Anecóica (SAC)

Limites de emissão irradiada
Dois fatores determinam os limites de emissão irradiada. Estes são os requisitos do país e a aplicação exclusiva do dispositivo. Diferentes equipamentos são projetados para todas as outras indústrias. Estes incluem militar, automotivo ou médico. Com cada tipo, as restrições de emissão são mais rígidas. O teste também se torna muito mais difícil de passar.

Antenas de medição para emissão irradiada
No laboratório, várias antenas são usadas para medir a EMI. Em diferentes bandas de onda, cada antena tem um perfil de ganho variado. As ondas das antenas são dadas abaixo.

1. Frequência da antena de loop: 10 kHz a 30 MHz
2. Frequência da antena bicônica: 30 MHz a 300 MHz
3. Registre a frequência periódica da antena: 300 MHz a 1 GHz
4. Frequência da antena da buzina: 1 GHz a 25 GHz

Emissão conduzida
A interferência da fonte de alimentação afeta vários dispositivos conectados à mesma fonte. Então o dispositivo emite energia eletromagnética ou ruído. Isso é transmitido através do cabo de alimentação. Também interfere com a fonte de alimentação. Isso é conhecido como emissão conduzida. Para garantir que a emissão conduzida esteja dentro do limite, os laboratórios de teste medem essas emissões de 150Hz a 30Mhz. Os testes de emissão conduzidos começam com o dispositivo conectado à fonte de alimentação de corrente alternada. Alguns padrões impõem restrições a equipamentos com alimentação CC. O receptor é um analisador de espectro. Ele mede o sinal de RF que está sendo transmitido pelo dispositivo LISN. Os equipamentos LISN e EUT são instalados em um avião aterrado.

Teste de interferência eletromagnética
Os comprimentos de onda do espectro eletromagnético são usados ​​por todos os produtos elétricos operacionais. Um designer deve considerar as operações do dispositivo em espectros públicos ao projetar novos dispositivos. A interferência eletromagnética é um fenômeno natural. Ocorre quando um dispositivo trabalhando no espectro transmite sinais falsos. Esses sinais falsos são chamados de EMI. Eles podem ser emitidos ou transmitidos. Ambos os tipos de interferências emitidas por um produto são poluentes eletromagnéticos. Eles interrompem a operação de aparelhos e equipamentos próximos. EMI deve ser menor do que o padrão de um dispositivo definido pelas agências reguladoras. O limite varia com o tipo de equipamento. Um certificado EMI valida o produto. Ele verifica a prontidão para operar com outros dispositivos eletrônicos.

O Processo
O teste EMI, geralmente conhecido como teste EMC, é um aspecto essencial do desenvolvimento de produtos. É a maneira mais eficaz de identificar problemas de EMI em um dispositivo durante o estágio de desenvolvimento.

Existem dois tipos de teste EMI ou EMC
Teste de Emissões
O teste de emissões mede as emissões eletromagnéticas do produto em teste durante a operação normal. O produto passa no teste se o resultado for inferior aos valores estabelecidos pelos órgãos reguladores para aquela classe de produto. O teste de emissões garante que o equipamento em teste não interfira com outros dispositivos que funcionem no mesmo ambiente.

Teste de imunidade
O teste de imunidade verifica a reação de um produto quando exposto a interferências eletromagnéticas. Se funcionar normalmente em todas as condições de teste, o dispositivo é considerado bom. Este teste garante a imunidade eletromagnética de um produto quando usado em seu contexto pretendido.

Rotinas de teste de interferência eletromagnética
A classe do produto, o ambiente de aplicação e os requisitos regulamentares influenciam o método de teste EMI. As restrições regulatórias diferem com base no mercado do produto. A FCC estabelece regras para eletrônicos de consumo nos Estados Unidos. Fora dos Estados Unidos, os padrões de teste EMI aprovados são estabelecidos por organizações como a ISO e a IEC. Existem vários fenômenos eletromagnéticos que afetam os produtos. O teste de EMI pode ser usado para replicar quase todos os problemas de EMI.

Situações típicas de teste de EMI
Os campos magnéticos irradiados se chocam com os campos eletromagnéticos intencionais da tecnologia, levando-a ao mau funcionamento. O teste de EMI pode ajudar com isso. Quedas de tensão, interrupções de energia, surtos, surtos de raios – Em equipamentos sensíveis à tensão, o teste EMI é recomendado para determinar como problemas de qualidade de tensão, como quedas de tensão, surtos e interrupções, afetam a função do sistema.

Ruídos eletromagnéticos irradiados e conduzidos
Ruídos eletromagnéticos irradiados e conduzidos são perigosos para o funcionamento do dispositivo. O teste EMI ajuda a gerenciar isso.

Descargas eletrostáticas e transientes elétricos rápidos
Descargas eletrostáticas e transientes elétricos rápidos têm o potencial de danificar componentes e componentes eletrônicos. O teste de EMI ajuda a determinar o limite de ESD e o comprimento pelo qual o dispositivo pode tolerá-lo.

Harmônicos e oscilações
Harmônicos e cintilações são um perigo comum em eletrônicos de consumo. O teste de EMI pode ajudá-lo a planejar contramedidas para esses problemas.

Perguntas Frequentes:
Como funciona o receptor EMI?
Receptores EMI ou analisadores de espectro juntamente com os cabos e dispositivos apropriados são usados ​​para medir as emissões de dispositivos eletrônicos. Receptores EMI e analisadores de espectro, como osciloscópios, são ferramentas básicas para monitorar sinais de RF.

O que é EMI conduzido?
A EMI conduzida é uma interferência que é transmitida diretamente de uma fonte para um receptor. Para enviar emissões eletromagnéticas para dispositivos conectados. Este método requer o uso de uma via de condução física. Cabos de energia e cabeamento de conexão elétrica são canais de transmissão comuns. Também pode ocorrer como resultado de capacitância parasita.

O que é EMI irradiada?
O contato físico não é necessário para a radiação EMI. Ele voa pelo ar. Essas emissões ocorrem quando as máquinas emitem energia eletromagnética na forma de um campo elétrico, propositalmente ou não. Os danos causados ​​pela radiação emitida por EMI são causados ​​por indução. As emissões irradiadas se espalham e podem atingir longas distâncias em alguns casos. Eles podem ter efeitos prejudiciais no equipamento receptor ao redor, dependendo de sua proximidade e gravidade. Se as emissões elétricas sobrecarregarem o circuito, elas podem interromper a operação do dispositivo de origem.

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