Qu'est-ce que les interférences électromagnétiques (EMI) ?
Les interférences électromagnétiques (EMI) sont un phénomène indésirable qui peut se produire dans n'importe quel circuit électrique. Elles sont généralement causées par la présence de champs électromagnétiques puissants et peuvent perturber ou interférer avec le fonctionnement normal des appareils électroniques sensibles.
Si elle n'est pas maîtrisée, l'EMI peut nuire aux performances des appareils électroniques et des circuits intégrés. C'est pourquoi les ingénieurs ont mis au point diverses stratégies pour empêcher l'EMI de se produire dans leurs conceptions. Ces stratégies comprennent l'utilisation de câbles blindés, de boîtiers métalliques, de lignes symétriques et de protocoles de signalisation différentielle. Dans cet article, nous passerons en revue plusieurs exemples courants d'interférences électromagnétiques et expliquerons comment vous pouvez atténuer ces effets dans vos conceptions.
EMI vs CEM
Les concepts d'EMI et d'EMC sont tous deux importants dans le domaine de l'électronique. Ils sont liés, mais ne sont pas identiques.
EMI est l'abréviation de « electromagnetic interference » (interférence électromagnétique). Il s'agit du phénomène par lequel un appareil électronique émet de l'énergie électromagnétique qui interfère avec un autre appareil. Cela peut entraîner une légère dégradation des performances ou une panne complète de l'appareil concerné.
EMC est l'abréviation de « electromagnetic compatibility » (compatibilité électromagnétique). Il s'agit de la capacité des appareils électroniques à fonctionner correctement dans un environnement contenant de l'énergie électromagnétique. Cela inclut tout, du rayonnement naturel de fond aux signaux émis par d'autres appareils.
L'EMI et l'EMC sont deux éléments importants à prendre en compte lors de la conception et de l'utilisation d'appareils électroniques. L'EMI peut poser problème si elle n'est pas prise en compte, mais elle peut également être utilisée à des fins avantageuses dans certains cas. Par exemple, les étiquettes d'identification par radiofréquence (RFID) utilisent l'EMI pour communiquer avec les lecteurs. L'EMI peut également être utilisée à des fins médicales, comme les IRM.
La CEM est un facteur important à prendre en compte dans toute situation où des appareils électroniques sont présents. Tout appareil qui émet de l'énergie électromagnétique peut potentiellement causer des problèmes à d'autres appareils, il est donc important de s'assurer que tous les appareils sont compatibles entre eux. Cela peut être difficile dans des environnements où de nombreux types d'appareils différents sont présents, tels que les immeubles de bureaux ou les hôpitaux.
sources d'interférences électromagnétiques
Il existe diverses sources d'interférences électromagnétiques (EMI), qui peuvent être d'origine humaine ou naturelle. Les sources d'origine humaine comprennent les équipements électriques, tels que les lignes électriques, les transformateurs électriques et les appareils électroniques. Les sources naturelles d'EMI comprennent la foudre et les éruptions solaires.
Types d'EMI
Il existe deux types d'EMI : les interférences conduites et les interférences radioélectriques (RFI). Lorsqu'un signal sur un réseau électrique se couple (interfère) avec un autre réseau électrique par l'intermédiaire d'un milieu conducteur, on parle d'interférence conduite. Lorsqu'une source d'interférence couple (interfère) son signal avec un autre réseau électrique par l'intermédiaire de l'espace, on parle d'interférence radioélectrique.
Interférence conduite
Les interférences conduites se divisent en deux types : les interférences en mode commun (CMI) et les interférences en mode différentiel (DMI).
Interférence en mode commun
Une interférence en mode commun se produit lorsque deux signaux de même fréquence et de même forme d'onde, mais d'amplitudes différentes, interfèrent l'un avec l'autre. Elle se transmet entre le fil et la terre, le courant sur les deux fils étant dans le même sens. Elle appartient à la catégorie des interférences asymétriques.
Les interférences en mode commun sont généralement causées par des facteurs externes tels que les champs électromagnétiques ou le bruit électrique. Elles peuvent également être causées par des facteurs internes tels que la diaphonie entre les fils ou les composants.
Interférence en mode différentiel
L'interférence en mode différentiel se produit lorsque deux signaux de même fréquence et de même forme d'onde, mais de phases différentes, interfèrent l'un avec l'autre. Elle se transmet entre deux fils et les courants sur les deux fils sont dans des directions opposées. Elle appartient à la catégorie des interférences symétriques.
Une interférence en mode différentiel peut se produire lorsque deux signaux ont des fréquences proches ou lorsqu'un signal est beaucoup plus puissant que l'autre.
Interférences radioélectriques (RFI)
Les interférences radioélectriques (RFI) désignent tout signal susceptible de perturber le fonctionnement normal d'un récepteur radio. Les RFI peuvent provenir de diverses sources, notamment les lignes électriques, les émetteurs, les amplificateurs haute puissance, les appareils électriques et même d'autres radios.
Ce type d'EMI peut être réduit en plaçant un boîtier métallique autour des circuits ou des appareils sensibles afin d'empêcher le champ électromagnétique de se propager au-delà de ses limites. Malheureusement, il n'existe aucun moyen simple de protéger les signaux haute fréquence contre ces EMI.
Stratégies visant à atténuer l'impact des interférences électromagnétiques
Il existe plusieurs stratégies permettant d'atténuer l'impact des interférences électromagnétiques (EMI). En voici quelques-unes :
Utilisation des filtres
Les filtres peuvent être utilisés pour empêcher les interférences électromagnétiques de pénétrer dans les équipements électriques. Cela implique l'installation de composants, tels que des filtres, des inductances et des condensateurs, qui bloquent ou atténuent l'énergie électromagnétique.
Utilisation de la mise à la terre
La mise à la terre peut aider à réduire l'impact des interférences électromagnétiques en fournissant un chemin pour que celles-ci se dissipent. Cela implique de connecter l'appareil ou le système à une référence de terre, telle qu'une plaque métallique ou un fil, qui dissipera l'énergie électromagnétique.
Utilisation d'un blindage
Le blindage peut aider à réduire la quantité d'EMI émise par les équipements électriques. Pour ce faire, il suffit d'envelopper l'appareil ou le système sensible aux EMI dans un matériau conducteur, tel que du métal, qui réfléchira ou absorbera l'énergie électromagnétique.
Utilisation de pratiques de câblage appropriées
De bonnes pratiques de câblage peuvent contribuer à réduire la quantité d'interférences électromagnétiques émises par les équipements électriques.
