Interferencias electromagnéticas
El ruido de los sistemas es un problema habitual en todos los dispositivos electrónicos actuales. La continua tendencia hacia soluciones e interfaces más rápidas, más pequeñas y con un menor consumo de energía ha dado lugar a dispositivos cada vez más susceptibles a perturbaciones de las líneas de potencia y de señal.
Todos los dispositivos irradian algunas ondas electromagnéticas, lo que puede causar problemas a otros sistemas cercanos o incluso al mismo equipo que las produce. Las interferencias electromagnéticas son cualquier señal que degrada, dificulta o interrumpe el correcto funcionamiento de un equipo electrónico. Según de donde provengan, las señales pueden tener un origen interno o externo al equipo. A esto se le llama EMI (Electromagnetic Interference). Este nivel de EMI irradiado por los dispositivos debe estar dentro de unos límites preestablecidos, para que el propio sistema y los sistemas cercanos funcionen correctamente. De este modo cumpliremos con el nivel de compatibilidad electromagnética necesario para el buen funcionamiento de todo el sistema, EMC (Electromagnetic compatibility).
Fuentes de ruido
El origen de las interferencias puedes ser de dos tipos:
- Ruido generado por campos eléctricos: Este tipo de interferencias es el que producen las variaciones de tensión de los sistemas electrónicos. En general es proporcional a las variaciones de voltaje.
- Ruido generado por campos magnéticos: Este tipo de perturbaciones son producidas por las variaciones de una corriente eléctrica. En general este ruido es proporcional a las variaciones de corriente.
Tipos de aclopamientos
Acoplamiento capacitivo
Es una interferencia de tipo electrostática, ya que está producida por un campo eléctrico donde dos conductores se acoplan eléctricamente debido a un efecto capacitivo. Este tipo de interferencias aparece cuando existe proximidad suficiente entre circuitos y se dan frecuencias superiores a 1 kHz. La tensión de interferencia inducida es proporcional a la variación de tensión en el tiempo e inversamente proporcional a la separación de los conductores. Por lo tanto, cuanto más alejados se encuentren los conductores menos se acusan las interferencias. Todos los dispositivos generan un ruido eléctrico que pasa a través de las pistas del PCB, los cables y conexiones, causando problemas a otros dispositivos cercanos. Si entre dos conductores existe una diferencia de potencial, se establece entre ellos un campo eléctrico. Si, además, este campo es variable, se produce una interferencia capacitiva entre estos, es decir, surge una capacidad parásita entre ellos. Esta variación del campo eléctrico se debe a la alternancia de signo y magnitud de la tensión en el conductor que origina la interferencia.
Acoplamiento inductivo
Es una interferencia de origen magnético, asociada a los conductores por los que circula corriente. El paso de una corriente por un conductor crea un campo magnético y dependiendo de su magnitud y la proximidad a otros conductores, el campo magnético creado puede afectarlos en mayor o menor medida. Si la corriente varia, entonces el campo magnético varia. Por otro lado, si la corriente es fija crea un campo magnético fijo. En ambos casos se genera un flujo magnético no deseado que causa la aparición de corrientes inducidas en los circuitos próximos según la ley de Faraday-Lenz. Este tipo de interferencias aparecen cuando existe un flujo magnético variable y unas frecuencias superiores a 3 kHz.
Acoplamiento conductivo
Se da cuando existe un circuito cerrado entre el emisor y el receptor de las interferencias. Esto puede ser debido a la impedancia común a tierra, cuando varios circuitos se conectan a tierra por un mismo conductor. Por lo que la corriente de estos circuitos circula a través de una impedancia común y las caídas de voltaje que se producen afectan a todos los circuitos. O por los transformadores de potencia, que generan picos de potencia y las fluctuaciones de la tensión constituyen una fuente de interferencia conductiva que se transmite por las líneas de alimentación hacia los circuitos de distribución de potencia común. El mecanismo de acoplamiento suele ser a través de la capacidad parásita existente entre el bobinado primario. Y el secundario de un transformador de la fuente de alimentación de un instrumento electrónico. También las fuentes de alimentación, conectadas incorrectamente a los circuitos a alimentar producen interferencias entre ellas.
Acoplamiento electromagnético
Este tipo de interferencia la produce la energía radiada a altas frecuencias, mayores a 20 MHz, en forma de ondas electromagnéticas y se da entre antenas de radiación y recepción. En las ondas electromagnéticas se propagan simultáneamente los campos eléctrico y magnético. Es importante eliminar el campo eléctrico de estas para que no interfiera en el sistema de recepción, pero esto no es posible, ya que al eliminar el campo eléctrico también eliminaríamos el campo magnético. Por lo tanto, hay que buscar técnicas de aislamiento que intenten reducir al máximo los efectos de estas interferencias.
Resumen sobre las interferencias electromagnéticas
Todos los dispositivos generan perturbaciones radioeléctricas, EMI (Interferencia Electromagnética), que pasan a través de las pistas del PCB, los cables y conexiones, etc., causando problemas a sí mismos o a otros dispositivos conectados al mismo sistema eléctrico. Estas emisiones conducidas, radiadas, transitorios, perturbaciones, parásitos, etc., deben estar dentro de unos límites preestablecidos para el correcto funcionamiento del dispositivo y de los otros dispositivos y sistemas para cumplir con la EMC (Compatibilidad Electromagnética).
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