EL FENMENO DE DA INTERFERENCIA ELECTROMAGNTICAEs cualquier seal o emisin, radiada en el espacio o conducida a travs de un cable de alimentacin o seal, que pone en peligro el funcionamiento de la navegacin por radio u otro servicio de seguridad, o degrada seriamente, obstruye o interrumpe de forma repetida un servicio de comunicaciones por radio autorizado. Los servicios de radiocomunicaciones incluyen, entre otros, emisoras comerciales de AM/FM, televisin, servicios de telefona mvil, radar, control de trfico areo, buscapersonas y servicios de comunicacin personal (PCS, Personal Communication Services). Estos servicios de radio autorizados y servicios de radio no autorizados, como WLAN o Bluetooth, y los radiadores involuntarios, como dispositivos digitales, incluidos los sistemas informticos,contribuyen al entorno electromagntico

Se representa el esquema bsico de los elementos que intervienen en un problema de EMI. Hay que remarcar que solo se habla de interferencia siempre y cuando se provoque un mal funcionamiento en el receptor:

El acoplamiento entre sistemas consiste en que un dispositivo interacciona y perturba el funcionamiento de otro. El camino de acoplo entre fuente y el receptor permite a la fuente interferir con el receptor. Existen cuatro modos (caminos) de acoplamiento: Conduccin (corriente elctrica). Acoplo inductivo (campo magntico). Acoplo capacitivo (campo elctrico). Radiacin (campo electromagntico). Teniendo en cuenta el esquema bsico de la figura es obvio que los tres mtodos posibles para eliminar las interferencias son: 1) Suprimir la emisin en la fuente. 2) Hacer el camino de acoplamiento poco efectivo. 3) Hacer el receptor menos sensible a las emisiones. La mejor solucin es la primera aunque no siempre es posible identificar la fuente de la perturbacin y algunas veces no es posible eliminarlas ya que son seales activas del sistema, como por ejemplo el reloj de un sistema digital. En estos casos solo se puede actuar sobre el camino de acoplamiento o haciendo la vctima ms inmune.

FUENTES DE INTERFERENCIAS ELECTROMAGNTICAS (EMI)

Fuentes EMI externas:

Las emisiones de estas fuentes EMI pueden provenir tanto de fuentes terrestres como extraterrestres (satlites, naves espaciales). Las fuentes de ruido EMI son debidas fundamentalmente a emisores de comunicaciones y navegacin (banda comercial, comunicaciones de navegacin area y radares) y a equipos industriales y de consumo, o incluso las explosiones nucleares, todas ellas debidas al hombre. Pero tambin hay que tener en cuenta fuentes de interferencia electromagntica externas naturales, tales como rayos, descargas electrostticas, ruido solar y csmico entre otros.

Fuentes EMI internas:

Estas fuentes de interferencia electromagntica internas sern todas aquellas producidas por los equipos y componentes de la aeronave que puedan conducir o radiar energa electromagntica, como por ejemplo: Generadores y motores elctricos: las escobillas y conmutadores son fuentes EMI en forma de transitorios que se generan como resultado del arco voltaico de descarga generado por la separacin de las escobillas. Rels: una vez que se desenergiza el rel, la energa electromagntica almacenada produce un voltaje que produce arcos de descarga en los contactos del rel generando una EMI en forma de transitorios. Cables: proporcionan un medio de acoplamiento indeseado por induccin o conduccin de otros cables, circuitos o equipos de la aeronave.Conectores: pueden llegar a ser una fuente indirectamente debido a una mala conexin.CLASES DE INTERFERENCIA ELECTROMAGNTICA

La interferencia electromagntica puede ser radiada o conducida. Fuentes tpicas de las emisiones radiadas son los equipos de radio y los transmisores de radar, as como los equipos elctricos de generacin y transformacin de la energa elctrica. La manera en la cual la interferencia electromagntica externa se introduce en un circuito se llama modo de acoplamiento La interferencia electromagntica radiada se propaga a travs del aire hacia el circuito vctima. Una antena, o un cable que puede actuar como una antena, sirve de acoplamiento a la interferencia electromagntica afecten al circuito vctima. La interferencia electromagntica conducida se acopla desde la fuente al circuito vctima a travs de conexiones comunes, bien mediante el cableado o bien a travs de la estructura metlica.MECANISMOS DE ACOPLAMIENTO EMI

Por acoplamiento entendemos la interrelacin de dos o ms circuitos, y se establece la transferencia energa entre ellos. Cuando este acoplamiento se produce por radiacin electromagntica se denomina acoplamiento radiado. Si se produce a travs de conductores o componentes, se denomina acoplamiento conducido. En las interferencias conducidas, el medio de propagacin es un conductor elctrico (cables de alimentacin, tierra o seales, chasis metlicos, etc.) Las EMI radiadas son debidas a la generacin de ondas electromagnticas. Se consideran radiadas y no acopladas cuando la distancia entre fuente y vctima es superior a la mitad de la longitud de onda de la interferencia.

Acoplamiento reactivoEs un caso particular de la propagacin radiada, y ocurre cuando la distancia entre el emisor y el receptor es menor que la mitad de la longitud de onda ( /2), existiendo dos tipos:

Acoplamiento capacitivo que se produce por efecto el campo elctrico.

Acoplamiento inductivo que se produce por efecto del campo magntico.

Segn el medio de propagacin que utilice la perturbacin o interferencia electromagntica para perjudicar el funcionamiento de un equipo o la calidad de una seal, se puede establecer una clasificacin de EMI como EMI conducidas, EMI de acoplamiento capacitivo o inductivo y EMI radiadas.

Las EMI conducidas se propagan a travs de cables ya sean de alimentacin, seal o tierra, y su contenido frecuencial nunca superar los 30 MHz

Las EMI propagadas por acoplamiento capacitivo se producen por efecto de campo elctrico. Su principal fuente son los puntos donde haya grandes variaciones de tensin respecto al tiempo.

Las EMI propagadas por acoplamiento inductivo se producen por efecto de campo magntico. Su principal fuente son los bucles de intensidad que presentan grandes derivadas respecto al tiempo.

Las EMI radiadas son debidas a la generacin de ondas electromagnticas. Se consideran radiadas y no acopladas cuando la distancia entre fuente y vctima es superior a la mitad de la longitud de onda de la interferencia.

EMI Conducidas

Las EMI conducidas pueden aparecer en modo diferencial . (cuando se propagan solo por conductores activos del sistema), o en modo comn . (son las que se propagan por los conductores activos y el tierra del sistema). Las interferencias en modo diferencial principalmente son debidas bucles de corriente que presentan grandes di/dt.

Las interferencias en modo comn se propagan principalmente por acoplamientos capacitivos, por lo cual los puntos de inters son aquellos en los que se presenten grandes dv/dt.

En la siguiente figura se puede observar a ttulo de ejemplo una forma correcta de conectar diferentes circuitos a una misma fuente de alimentacin. De esta forma se evita que las interferencias producidas por un circuito afecten a los dems, ya que no comparten caminos de alimentacin.

EMI por acoplamiento capacitivo

Este acoplamiento tambin se llama diafona capacitiva. El principio terico se puede resumir de la siguiente manera:Si el campo elctrico generado por una tensin fuente aplicada entre dos conductores atraviesa otro conductor cercano(victima) se inducir en l una corriente parasita, la cual podr provocar a la vez una tensin parsita.

En la figura se puede ver un ejemplo de acoplamiento capacitivo. Si aplicamos una diferencia de potencial VF al circuito 1 se inducir una corriente parsita al circuito 2 que se cerrar a travs de la resistencia R y las capacidades parsitas entre los conductores 1 y 2 (CP1 y CP2). Aproximadamente el valor de la tensin inducida VI vendr dada por la expresin:

Se observa que la tensin inducida ser mayor: Cuanto mayor sea la variacin respecto al tiempo de VF, o cuanto mayor sea su frecuencia.

Cuanto menor sea la distancia entre el conductor fuente y el conductor vctima.

Cuanto mayor sea la longitud de los dos circuitos enfrentados. Este punto y el anterior se deducen de la formula de la capacidad de un condensador plano.

La forma de reducir la diafona capacitiva es utilizar cables apantallados ya que el campo elctrico no atraviesa una pantalla conductora.

EMI por acoplamiento inductivo

Tambin se llama diafona inductiva. Para que se produzca necesitamos un hilo conductor que lleve una corriente la cual crear un campo magntico y un espira o bucle victima en la que se generar una f.e.m. perturbadora. El principio terico es la conocida ley de Faraday.

En la figura anterior, se presenta un ejemplo de diafona inductiva. Segn la ley de Faraday (2) la f.e.m. inducida en el bucle vctima es proporcional a la variacin respecto al tiempo del flujo de campo magntico que atraviesa lo atraviesa:

Sabemos que el flujo magntico que atraviesa la espira y en consecuencia la f.e.m. ser mayor cuanto mayor sea:

El valor de la corriente IP. El rea del bucle vctima. La distancia entre el cable perturbador y el bucle.

Por otra parte su derivada temporal ser mayor cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente generadora del campo magntico IPFormas de reducir el acoplamiento inductivo:

Reduciendo el rea del bucle vctima y esto se puede conseguir trenzando el cable. Poner el mximo de juntos posibles el cable que lleva la corriente perturbadora y el cable de retorno de esta corriente (la cual ir en sentido contrario). De esta forma se anular el campo magntico que crea. Si el cable perturbador es perpendicular al bucle vctima no habr B que atraviese a este ltimo y por lo tanto no se producir en l perturbacin.

Acoplamiento por radiacin electromagntica

Los acoplamientos capacitivos e inductivos que hemos visto en las dos secciones anteriores tambin se llaman de campo cercano y el acoplamiento por radiacin electromagntica se denomina de campo lejano. La frontera entre los dos campos es cuando la vctima esta a una distancia igual o superior a /2. Siendo la longitud de onda de la perturbacin. Lo que marca la diferencia es ladistancia y la frecuencia.

En campo prximo grandes dV/dt pueden provocar acoplamientos capacitivos y grandes di/dt acoplamientos inductivos y hay que estudiarlos por separado, pero en campo lejano el campo elctrico y magntico van juntos en forma de radiacin electromagntica y hay que estudiarla como tal.

En la figura se puede ver un ejemplo de acoplamiento radiado. A altas frecuencias las interconexiones sirven de antenas para emitir energa radiada.

Medicin de las EMI conducidas

Actualmente los dispositivos electrnicos tienen que cumplir unas normas que dictaminan los limites de las interferencias que pueden generar y de las que deben poden recibir sin dejar de funcionar correctamente(emisin e inmunidad). En Europa el organismo encargado de dictar estas normas es el CENELEC(Comit Europeo de Normalizacin Electrotcnica).Las normas abarcan los cuatro problemas bsicos de la compatibilidad electromagntica:

Susceptibilidad radiada Emisiones radiadas Susceptibilidad conducida Emisiones conducidas

El esquema bsico para medir las perturbaciones conducidas se puede ver en la figura:

LISIN = Red estabilizadora de impedancia de lnea. Sus misiones principales son dos: Proporcionar una impedancia definida en R.F. sobre el punto de medida. Aislar el equipo de pruebas de Interferencias provenientes de la red.

E.U.T. = Es el Equipo bajo test.Analizador de espectros = Equipo de medida de las perturbaciones.

En la siguiente figura se puede observar el esquema de una posible LISIN, podramos decir que es un filtro pasa bajos en las dos direcciones.

Los puntos V1 y V2 de la fig. 9 son los puntos de medida de las perturbaciones. La impedancia de estos puntos es de 50 para frecuencias altas.

Se considera que pude haber perturbaciones conducidas hasta 30 MHz y se clasifican segn la figura:

CONCLUSIONES

En este trabajo solo se ha pretendido hacer una pequea introduccin a la compatibilidad electromagntica.

Hay que decir que actualmente se debe empezar a pensar en la EMC en la fase de diseo del elemento y no solo cuando el equipo no funciona o no pasa las normativas. Esto se hace es ms que nada por cuestiones econmicas, ya que es ms barato hacer esto que tener que desechar todo un prototipo y empezar uno de nuevo por problemas de interferencias.

BIBLIOGRAFA

Interferencias electromagntica en sistemas electrnicos, Joseph Balcells. Ed. Marcombo

Parsitos y perturbaciones en Electrnica, Alain Charoy. Ed. Paraninfo.

EMC control y limitacin de energa electromagntica, Tim Williams. Ed. Paraninfo.

Fundamentos de compatibilidad Electromagntica, Jos Luius Sebastin. Ed. Addison-Wesley

INTRODUCCIN

El objetivo de este trabajo es hacer una pequea introduccin a la compatibilidad electromagntica. Este es un tema que en mi opinin cada vez cobra mayor importancia en el mundo industrial. ltimamente ha habido un gran aumento de los equipos electrnicos tanto industriales como domsticos (fuentes de EMI) y para que puedan convivir en armona se tienen que cumplir un mnimo de normas tanto de generacin de perturbaciones como de inmunidad frente a ellas. Esto bsicamente es la compatibilidad electromagntica.

La compatibilidad electromagntica es la habilidad de un sistema de no causar interferencias electromagnticas a otros equipos, pero al mismo tiempo ha de ser insensible a las emisiones que pueden causar otros sistemas.

Por otra parte, se puede definir una interferencia electromagntica (EMI) como la emisin de energa electromagntica que degrada o perjudica la calidad de una seal o el funcionamiento de un sistema.