¿Cómo funciona un receptor EMI para la prueba de interferencia electromagnética?

Interferencia electromagnética (EMI)
Es el ruido o interferencia no deseada en una ruta o circuito eléctrico. Es provocada por una fuente externa llamada interferencia electromagnética (EMI). La interferencia de radiofrecuencia es otro nombre para esto. Los componentes electrónicos pueden funcionar mal o dejar de funcionar por completo debido a EMI. Puede ser causada por fuentes orgánicas o sintéticas. La EMI se puede reducir mediante el uso de componentes electrónicos de alta calidad, blindaje eléctrico y corrección de errores contemporánea. Cuando un teléfono celular se coloca cerca de un equipo de audio o parlantes, produce un ruido o una serie de pitidos. Este es un ejemplo de EMI.

Causas de la interferencia electromagnética
La EMI es causada por la estrecha conexión entre los campos eléctricos y magnéticos. Cada corriente eléctrica tiene un pequeño campo magnético. Por otro lado, un campo magnético en movimiento genera una corriente eléctrica. Estas ideas hacen posible que los motores y generadores eléctricos funcionen. Las antenas de radio pueden estar hechas de cualquier tipo de conductor eléctrico.

Las fuentes eléctricas y de radio de alta potencia podrían tener consecuencias en equipos lejanos. Los dispositivos electrónicos son cada vez más pequeños, más rápidos, más compactos y más sensibles. Por lo tanto, se están volviendo cada vez más susceptibles a estos efectos que causan EMI. Las dos categorías principales de fuentes de EMI son sintéticas y naturales.

Algunas fuentes naturales pueden producir campos eléctricos que afectan a los equipos electrónicos. Un ejemplo es el relámpago. Produce potentes pulsos magnéticos. Las partículas de alta carga también se producen durante las tormentas solares y las erupciones solares. Estas partículas interfieren con los satélites y las comunicaciones tierra-espacio. Los cambios de bits electrónicos y los rayos cósmicos también están relacionados con esto.

Múltiples dispositivos sintéticos pueden producir EMI. Las radios de alta potencia y las fuentes eléctricas pueden generar EMI no deseadas. Los bienes de consumo mal fabricados pueden causar dicha interferencia en otros dispositivos. Otra posible estrategia agresiva es usar un pulso electromagnético. Esto puede causar deliberadamente problemas de EMI en el dispositivo de la víctima.

Tipos de interferencia electromagnética
Hay una fuente, una ruta y un receptor en EMI. Existen varios tipos de rutas de transmisión de EMI desde la fuente hasta el receptor. Un transmisor de alta potencia o dispositivo eléctrico puede emitir una frecuencia de radio. Esa onda es captada por otro dispositivo y tiene efectos desfavorables. Esto se conoce como EMI radiada. Se irradia EMI si hay EMI, y la fuente y el receptor están muy separados. Un microondas de cocina defectuoso puede hacer que una computadora se reinicie.

Los teléfonos inalámbricos obsoletos pueden causar fallas en el Wi-Fi. Algunos ejemplos de EMI radiada se ven en forma de interferencia electromagnética radiada. Estos se clasifican como interferencias de banda estrecha o de banda ancha. La EMI de banda estrecha es causada por un transmisor de radio y solo afecta a una determinada frecuencia de radio. La EMI de banda ancha afecta una cantidad sustancial del espectro de radio en una variedad de ondas y con frecuencia es producida por equipos defectuosos.

La EMI acoplada ocurre cuando la fuente y el receptor están físicamente cerca pero no eléctricamente acoplados. La EMI acoplada se transfiere por inducción o capacitancia. La EMI acoplada capacitivamente ocurre cuando dos cables paralelos almacenan una carga capacitiva entre ellos. Un lugar común para que ocurran EMI capacitivas vinculadas es en las placas de circuitos electrónicos. Otro lugar es en cables densamente empaquetados que cubren distancias considerables.

Cómo prevenir la EMI
La forma más sencilla de evitar la EMI es utilizar productos electrónicos de alta calidad de proveedores acreditados. Debe evitarse la EMI excesiva en otros dispositivos. Para esto, la FCC exige que todos los dispositivos vendidos en los Estados Unidos se sometan a pruebas de emisión. Existen leyes comparables en otras naciones. Muchos productos electrónicos están mal fabricados, son baratos o son falsificados. es posible que no se hayan sometido a las pruebas adecuadas o al aislamiento electromagnético. Esto los hace más propensos a causar EMI en otros dispositivos y ser más susceptibles a la EMI. Los efectos de los emisores EMI cercanos pueden reducirse con la ayuda de técnicas de filtrado y corrección de errores contemporáneas.

Las regulaciones legales para el blindaje y las pruebas de EMI son cruciales para los dispositivos médicos. Los teléfonos celulares también deben apagarse en los hospitales para evitar EMI en equipos sensibles. La EMI debe tenerse en cuenta al diseñar la electrónica y las placas de circuitos. Esto es particularmente cierto en los dispositivos modernos de alta velocidad. El enrutamiento y la ubicación de los componentes son factores principales para los diseñadores de placas. Para evitar que la EMI dañe los componentes delicados, debe usar cinta conductora o latas protectoras de metal. Se puede usar una jaula de Faraday para filtrar un dispositivo o una habitación desde el exterior de EMI en entornos sensibles. Para evitar la EMI, los radiotelescopios se instalan con frecuencia en ubicaciones remotas lejos de los centros de población.

La compatibilidad electromagnética también se conoce como EMC. Es una certificación. Esto es para que los productos electrónicos conserven sus límites de onda electromagnética. Ahora, hay dos tipos de pruebas para EMC. Estos son emisión (EMI) que es para ondas magnéticas e inmunidad (EMS), que es para inmunidad de manejo de emisión. Para llevar un nuevo producto al mercado, se requiere una prueba de EMI. Esta prueba verifica que el dispositivo no emite campos electromagnéticos peligrosos ni interfiere con otros dispositivos.

Las siguientes son algunas pruebas de dispositivos comunes realizadas por el laboratorio de EMC.
• Fuga de radiación
• Parpadeando
• Emisión conducida
• Análisis armónico
• Emisión radiada

Esta prueba consiste en medir la EMI en el aire causada por la fuga no intencionada del dispositivo bajo prueba. Esto se conoce como emisión radiada porque viaja al aire. Esta es la prueba de EMC más común realizada por los laboratorios de EMC en todo el mundo. Existen restricciones de mercado sobre las emisiones radiadas según el tipo de industria. Algunas de las diversas instalaciones de prueba de emisiones radiadas utilizadas por los laboratorios de prueba se enumeran a continuación.

Sitios para pruebas de emisiones radiadas
El objetivo principal del sitio de prueba de emisión de radiación es medir la radiación emitida por el producto y confirmar que está por debajo del límite. Para evaluar la emisión radiada, se emplean dos tipos de sitios de prueba. Esos son:
• Sitio de prueba de área abierta (OATS)
• Cámara Semianecoica (SAC)

Límites de emisión radiada
Dos factores determinan los límites de emisión radiada. Estos son los requisitos del país y la aplicación única del dispositivo. Diferentes equipos están diseñados para cualquier otra industria. Estos incluyen militares, automotrices o médicos. Con cada tipo, las restricciones de emisión son más estrictas. La prueba también se vuelve mucho más difícil de pasar.

Antenas de medida para emisión radiada
En el laboratorio, se utilizan varias antenas para medir EMI. En diferentes bandas de frecuencias, cada antena tiene un perfil de ganancia variado. Las ondas de las antenas se dan a continuación.

1. Frecuencia de la antena de cuadro: 10 kHz a 30 MHz
2. Frecuencia de antena bicónica: 30 MHz a 300 MHz
3. Frecuencia de antena de registro periódico: 300 MHz a 1 GHz
4. Frecuencia de la antena de bocina: 1 GHz a 25 GHz

Emisión conducida
La interferencia de la fuente de alimentación afecta a varios dispositivos conectados a la misma fuente. Entonces el dispositivo emite energía electromagnética o ruido. Esto se transmite a través del cable de alimentación. También interfiere con la fuente de alimentación. Esto se conoce como emisión conducida. Para garantizar que la emisión conducida esté dentro del límite, los laboratorios de prueba miden estas emisiones desde 150 Hz hasta 30 Mhz. La prueba de emisiones conducidas comienza con el dispositivo conectado a la fuente de alimentación de corriente alterna. Algunas normas imponen restricciones a los equipos alimentados por CC. El receptor es un analizador de espectro. Mide la señal de RF que está siendo transmitida por el dispositivo LISN. Los equipos LISN y EUT están instalados en un avión de pasajeros puesto a tierra.

Pruebas de interferencia electromagnética
Las longitudes de onda del espectro electromagnético son utilizadas por todos los productos eléctricos en funcionamiento. Un diseñador debe considerar las operaciones de los dispositivos en los espectros públicos al diseñar nuevos dispositivos. La interferencia electromagnética es un fenómeno natural. Ocurre cuando un dispositivo que trabaja en el espectro transmite señales falsas. Estas señales falsas se denominan EMI. Pueden ser emitidos o transmitidos. Ambos tipos de interferencias emitidas por un producto son contaminantes electromagnéticos. Interrumpen el funcionamiento de los electrodomésticos y equipos cercanos. La EMI debe ser menor que el estándar establecido por las agencias reguladoras para un dispositivo. El límite varía según el tipo de equipo. Un certificado EMI valida el producto. Comprueba la disponibilidad para operar con otros dispositivos electrónicos.

El Proceso
Las pruebas de EMI, a menudo conocidas como pruebas de EMC, son un aspecto esencial del desarrollo de productos. Es la forma más efectiva de identificar problemas de EMI en un dispositivo durante la etapa de desarrollo.

Hay dos tipos de pruebas EMI o EMC
Prueba de emisiones
Las pruebas de emisiones miden las emisiones electromagnéticas del producto bajo prueba durante el funcionamiento normal. El producto pasa la prueba si el resultado es inferior a los valores establecidos por los organismos reguladores para esa clase de producto. Las pruebas de emisiones garantizan que el equipo bajo prueba no interferirá con otros dispositivos que funcionen en el mismo entorno.

Pruebas de inmunidad
Las pruebas de inmunidad comprueban la reacción de un producto cuando se expone a interferencias electromagnéticas. Si funciona normalmente en todas las condiciones de prueba, el dispositivo se considera correcto. Esta prueba asegura la inmunidad electromagnética de un producto cuando se usa en el contexto previsto.

Rutinas de prueba de interferencia electromagnética
La clase del producto, el entorno de aplicación y los requisitos reglamentarios influyen en el método de prueba de EMI. Las restricciones reglamentarias difieren según el mercado del producto. La FCC establece reglas para la electrónica de consumo en los Estados Unidos. Fuera de los Estados Unidos, las normas de prueba EMI aprobadas son establecidas por organizaciones como ISO e IEC. Hay varios fenómenos electromagnéticos que afectan a los productos. Las pruebas de EMI se pueden utilizar para replicar casi todos los problemas de EMI.

Situaciones típicas de prueba de EMI
Los campos magnéticos radiados chocan con los campos electromagnéticos intencionales de la tecnología, lo que hace que no funcione correctamente. Las pruebas de EMI pueden ayudar con esto. Caídas de voltaje, interrupciones de energía, sobretensiones, sobretensiones por rayos: en equipos sensibles al voltaje, se recomiendan pruebas de EMI para determinar cómo los problemas de calidad del voltaje, como caídas de voltaje, sobretensiones e interrupciones, afectan la función del sistema.

Ruidos electromagnéticos radiados y conducidos
Los ruidos electromagnéticos radiados y conducidos son peligrosos para el funcionamiento del dispositivo. Las pruebas de EMI ayudan a manejar esto.

Descargas electrostáticas y transitorios eléctricos rápidos
Las descargas electrostáticas y los transitorios eléctricos rápidos tienen el potencial de dañar los componentes y la electrónica. Las pruebas de EMI ayudan a determinar el límite de ESD y la duración que el dispositivo puede tolerar.

Armónicos y parpadeos
Los armónicos y los parpadeos son un peligro común en la electrónica de consumo. Las pruebas de EMI pueden ayudarlo a planificar contramedidas para estos problemas.

Preguntas Frecuentes
¿Cómo funciona el receptor EMI?
Receptores EMI o se utilizan analizadores de espectro junto con los cables y dispositivos apropiados para medir las emisiones de los dispositivos electrónicos. Receptores EMI y los analizadores de espectro, como los osciloscopios, son herramientas básicas para monitorear señales de RF.

¿Qué es EMI conducida?
La EMI conducida es una interferencia que se transmite directamente de una fuente a un receptor. Para enviar emisiones electromagnéticas a los dispositivos enlazados. Este método requiere el uso de una ruta de conducción física. Los cables de alimentación y el cableado de conexión eléctrica son canales de transmisión habituales. También puede ocurrir como resultado de una capacitancia parásita.

¿Qué es la EMI radiada?
No se requiere contacto físico para la radiación EMI. Vuela por el aire. Estas emisiones se producen cuando las máquinas emiten energía electromagnética en forma de campo eléctrico, ya sea de forma intencionada o no. El daño de la radiación radiada por EMI se produce a través de la inducción. Las emisiones radiadas se propagan hacia el exterior y pueden alcanzar largas distancias en algunos casos. Pueden tener efectos perjudiciales en los equipos receptores circundantes dependiendo de su proximidad y gravedad. Si las emisiones eléctricas abruman el circuito, pueden interrumpir el funcionamiento del dispositivo fuente.

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