Что такое электромагнитные помехи (EMI)?
Электромагнитные помехи (EMI) — это нежелательное явление, которое может возникать в любой электрической цепи. Обычно оно вызвано наличием сильных электромагнитных полей и может нарушать или мешать нормальной работе чувствительной электроники.
Если не принимать меры, ЭМИ может ухудшить работу электронных устройств и интегральных схем. По этой причине инженеры разработали различные стратегии для предотвращения возникновения ЭМИ в своих проектах. Эти стратегии включают использование экранированных кабелей, металлических корпусов, симметричных линий и протоколов дифференциальной передачи сигналов. В этой статье мы рассмотрим несколько распространенных примеров электромагнитных помех и объясним, как можно смягчить их влияние в ваших проектах.
ЭМИ против ЭМС
EMI и EMC — важные понятия в мире электроники. Они связаны между собой, но не являются одним и тем же.
EMI — это сокращение от «электромагнитные помехи». Это происходит, когда одно электронное устройство излучает электромагнитную энергию, которая создает помехи для другого устройства. Результатом может быть как небольшое ухудшение производительности, так и полный выход из строя затронутого устройства.
EMC — это сокращение от «электромагнитная совместимость». Это способность электронных устройств нормально функционировать в среде, содержащей электромагнитную энергию. Сюда входит все: от естественного фонового излучения до сигналов, излучаемых другими устройствами.
EMI и EMC являются важными факторами, которые необходимо учитывать при проектировании и использовании электронных устройств. EMI может стать проблемой, если ее не учитывать, но в некоторых случаях ее можно использовать с пользой. Например, радиочастотные идентификационные метки (RFID) используют EMI для связи с считывающими устройствами. EMI также может использоваться в медицинских целях, например, при МРТ-сканировании.
EMC важно учитывать в любой ситуации, где присутствуют электронные устройства. Любое устройство, излучающее электромагнитную энергию, может потенциально вызвать проблемы для других устройств, поэтому важно убедиться, что все устройства совместимы друг с другом. Это может быть сложной задачей в средах, где присутствует много различных типов устройств, таких как офисные здания или больницы.
источники электромагнитных помех
Существует множество источников электромагнитных помех (ЭМП), которые могут быть как искусственными, так и естественными. К искусственным источникам относятся электрооборудование, такое как линии электропередач, электрические трансформаторы и электронные устройства. К естественным источникам ЭМП относятся молнии и солнечные вспышки.
Типы электромагнитных помех
Существует два типа электромагнитных помех: проводимые помехи и радиочастотные помехи (РЧП). Когда сигнал в одной электрической сети соединяется (взаимодействует) с другой электрической сетью через проводящую среду, это называется проводимыми помехами. Когда источник помех соединяется (взаимодействует) со своей сигналом с другой электрической сетью через пространство, это называется радиочастотными помехами.
Проводимые помехи
Проводимые помехи делятся на два типа: помехи синфазного режима (CMI) и помехи разностного режима (DMI).
Синфазные помехи
Совместные помехи возникают, когда два сигнала одинаковой частоты и формы волны, но с разными амплитудами, взаимодействуют друг с другом. Они передаются между проводом и землей, ток по двум проводам имеет одинаковое направление. Они относятся к асимметричным помехам.
Синфазные помехи обычно вызываются внешними факторами, такими как электромагнитные поля или электрические шумы. Они также могут быть вызваны внутренними факторами, такими как перекрестные помехи между проводами или компонентами.
Дифференциальный режим интерференции
Дифференциальная интерференция возникает, когда два сигнала одинаковой частоты и формы волны, но с разными фазами, взаимодействуют друг с другом. Она передается между двумя проводами, и токи в этих проводах имеют противоположные направления. Она относится к симметричной интерференции.
Дифференциальная интерференция может возникать, когда два сигнала имеют близкие частоты или когда один сигнал значительно сильнее другого.
Радиочастотные помехи (RFI)
Радиочастотные помехи (RFI) — это любые сигналы, которые могут мешать нормальной работе радиоприемника. RFI могут исходить из различных источников, включая линии электропередачи, передатчики, усилители высокой мощности, электроприборы и даже другие радиоприемники.
Этот тип электромагнитных помех можно уменьшить, поместив металлический кожух вокруг схемы или чувствительных устройств, чтобы предотвратить распространение электромагнитного поля за его пределы. К сожалению, нет простого способа защитить высокочастотные сигналы от этих электромагнитных помех.
Стратегии по смягчению воздействия электромагнитных помех
Существует ряд стратегий, которые можно использовать для смягчения воздействия электромагнитных помех (EMI). Некоторые из них включают:
Использование фильтров
Фильтры могут использоваться для предотвращения попадания электромагнитных помех в электрическое оборудование. Это включает в себя установку компонентов, таких как фильтры, индукторы и конденсаторы, которые блокируют или ослабляют электромагнитную энергию.
Использование заземления
Заземление может помочь уменьшить воздействие электромагнитных помех, обеспечивая путь для рассеивания помех. Это включает подключение устройства или системы к заземляющему элементу, такому как металлическая пластина или провод, который будет рассеивать электромагнитную энергию.
Использование экранирования
Экранирование может помочь уменьшить количество электромагнитных помех, излучаемых электрическим оборудованием. Это можно сделать, заключив устройство или систему, подверженные электромагнитным помехам, в проводящий материал, такой как металл, который будет отражать или поглощать электромагнитную энергию.
Использование надлежащих методов прокладки электропроводки
Правильная прокладка электропроводки может помочь снизить уровень электромагнитных помех, излучаемых электрическим оборудованием.
