Gangguan Elektromagnet
Ringkasnya, gangguan elektromagnet (EMI) ialah kesan medan elektromagnet (cth frekuensi radio) pada peralatan dan sistem elektronik yang sensitif. Ia merebak ke kawasan yang sangat luas dan boleh menyebabkan kerosakan serius pada sistem anda. Nasib baik, terdapat dua penyelesaian yang mungkin untuk masalah ini: penapisan dan perisai.
Penapisan dan perisai EMI ialah dua teknik berbeza yang digunakan untuk menangani masalah EMI dalam peranti atau sistem elektronik. Dengan sistem elektronik, terdapat kebimbangan mengenai sensitiviti terpancar dan dikendalikan serta pelepasan terpancar dan dikendalikan, yang merupakan bunyi EMI daripada sistem.
Tetapi apa bezanya?
Penapisan
Sejarah ringkas keperluan EMI, EMC dan perlindungan
Pada tahun 1930-an, apabila radio dengan cepat menjadi keperluan rumah tangga di seluruh dunia, pengguna mula menyedari kesan aneh frekuensi pada peralatan elektronik dan elektrik lain. Fenomena ini, yang dikenali sebagai "gangguan elektromagnet", jelas menunjukkan keperluan untuk cara untuk melindungi peralatan daripada isyarat radio yang salah.
Penyelesaian kepada masalah ini datang pada tahun 1933, apabila Jawatankuasa Khas Antarabangsa mengenai Gangguan Radio (CISPR) Suruhanjaya Elektroteknikal Antarabangsa (IEC) di Paris mengeluarkan cadangan paling awal untuk meminimumkan EMI. Had pelepasan berlaku apabila sistem saling berkaitan untuk memastikan bunyi yang dihasilkan dalam satu sistem tidak mengganggu prestasi sistem yang lain.
Keperluan untuk kaedah penapisan dan perisai EMI yang lebih komprehensif untuk aplikasi pertahanan telah diiktiraf seawal tahun 1967, apabila kapal pengangkut pesawat USS Forrestal, yang ditempatkan di Teluk Tonkin untuk menyokong pasukan AS di Vietnam, mengalami kebakaran besar apabila pesawat elektronik. anomali mencetuskan roket Zuni. Ini mengakibatkan 134 kematian dan hampir 200 kecederaan. Ia kemudiannya ditentukan bahawa punca kemalangan itu adalah penyambung kabel berperisai yang tidak dipasang dengan betul dan pelbagai medan elektromagnet di geladak penerbangan, yang menyebabkan roket itu terbakar dan menyalakan tangki bahan api kapal terbang berhampiran.
Kemudian, apabila telefon bimbit dan peranti elektronik mudah alih lain menjadi lebih biasa pada tahun 1990-an, beberapa syarikat penerbangan menyedari bahawa isyarat daripada peranti ini dan peranti lain boleh mengganggu avionik, sekali gus menghalang penerbangan selamat atau keupayaan navigasi pesawat. Pemimpin tentera mendapati bahawa gangguan elektromagnet, sama ada semula jadi atau buatan manusia, boleh mengganggu teknologi Sistem Kedudukan Global (GNSS), menyebabkan kenderaan udara tanpa pemandu tidak dapat terbang dengan pasti. Gangguan GNSS dan EMI yang disebabkan oleh aktiviti ketenteraan merupakan isu penting dalam keselamatan penerbangan penerbangan awam yang berterusan sehingga hari ini.
Selepas gangguan radio, banyak bentuk lain EMI telah diiktiraf, termasuk gelombang mikro, inframerah, dan gamma dan sinar-X, setiap satunya boleh dihapuskan dengan pelbagai kaedah dan peralatan. Pengesyoran CISPR membentuk asas piawaian antarabangsa moden untuk Pencegahan EMI dan tentukan cara peralatan elektronik boleh wujud bersama tanpa gangguan yang menjejaskan prestasi. Ini dipanggil keserasian elektromagnet.
Keserasian elektromagnet (EMC) mentakrifkan keupayaan operasi peralatan elektrik dan elektronik yang boleh diterima apabila terdedah kepada sumber elektromagnet luaran dan apabila mengehadkan tenaga elektromagnet yang tidak diingini yang dijana secara dalaman.
EMC terdiri daripada tiga aspek: mengehadkan sinaran gangguan elektromagnet yang dihasilkan oleh peralatan, kerentanan peralatan kepada sumber luar gangguan elektromagnet, dan imuniti peralatan apabila beroperasi dalam persekitaran tertentu.
Pelbagai jenis gangguan elektromagnet
EMI secara amnya boleh dikategorikan kepada empat jenis berdasarkan sumber atau lebar jalur isyarat asal. EMI jalur sempit dijana oleh penghantaran telefon bimbit, radio atau TV, manakala EMI jalur lebar mempunyai spektrum radio yang lebih luas dan dijana oleh sinaran yang tidak disengajakan daripada sumber isyarat seperti talian penghantaran kuasa. Bergantung pada sumber sinaran, EMI boleh dikategorikan sebagai disengajakan, tidak disengajakan, antara sistem atau intra-sistem:
EMI yang tidak disengajakan atau "tidak berfungsi" dijana oleh peralatan yang tidak disengajakan seperti peralatan kimpalan, motor DC, komputer dan talian kuasa.
-EMI Sengaja (IEMI) ialah EMI yang dipancarkan oleh peralatan yang direka khas, selalunya sebagai sebahagian daripada sistem peperangan elektronik seperti langkah balas elektronik dan senjata nadi elektromagnet (EMP).
-Intersystem EMI ialah gangguan yang dijana antara dua komponen sistem atau peranti, manakala intersystem EMI berlaku antara dua atau lebih sistem bebas.
Pelbagai jenis EMI
Apakah Penapisan EMI?
Penapisan EMI adalah pertimbangan penting dalam reka bentuk dan pembuatan peralatan elektronik untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai dan pematuhan kepada peraturan keserasian elektromagnet (EMC).
Penapisan EMI ialah proses mengurangkan atau menghapuskan gangguan yang disebabkan oleh isyarat elektromagnet dalam peranti atau sistem elektronik. Ia adalah teknik yang digunakan untuk menapis isyarat elektromagnet (bunyi) yang tidak diingini yang boleh mengganggu operasi peralatan elektronik atau menyebabkan gangguan elektromagnet.
Penapis EMI biasanya diletakkan pada input atau output peranti dan boleh dipasang pada panel atau dipasang PCB. Ia terdiri daripada gabungan komponen pasif seperti kapasitor, induktor dan perintang yang direka untuk melemahkan atau menindas EMI dalam julat frekuensi tertentu. Ia biasanya digunakan dalam peralatan elektronik seperti bekalan kuasa, peralatan audio, sistem komputer dan peralatan elektronik lain dengan kebolehpercayaan yang tinggi dan keperluan EMC.
Penapis EMI biasanya ialah penapis laluan rendah yang membenarkan isyarat frekuensi rendah melalui sambil menyekat isyarat frekuensi tinggi atau "bunyi". Kapasitor menyekat frekuensi tertentu sambil membenarkan yang lain melepasi. Kapasitor menyahcas ke dalam satah tanah, dengan itu mengurangkan isyarat frekuensi tinggi. Induktor berfungsi secara berbeza; mereka menyerap tenaga frekuensi tinggi dan menukarnya kepada haba, sekali gus menyekat bunyi frekuensi tinggi. Penapis tersuai boleh "ditala" untuk memenuhi keperluan frekuensi tertentu dengan "mengubah" gabungan kapasitor dan induktor.
Penapis EMI boleh dibahagikan kepada dua jenis: penapis mod pembezaan dan penapis mod biasa. Penapis mod pembezaan melemahkan gangguan yang berlaku antara dua garis isyarat, manakala penapis mod biasa melemahkan gangguan yang berlaku antara garis isyarat dan tanah.
Apakah perisai EMI?
Perisai EMI ialah proses mengurangkan sinaran elektromagnet yang dipancarkan oleh peranti atau sistem elektronik dan menghalang isyarat elektromagnet luaran daripada mengganggu pengendalian peranti ini.Perisai EMI adalah perlu kerana sinaran elektromagnet boleh mengganggu operasi peranti elektronik lain dan menyebabkan kerosakan atau ralat. .EMI shielding melibatkan penggunaan bahan konduktif, seperti tembaga atau aluminium, untuk menyekat atau melemahkan isyarat elektromagnet daripada memasuki atau meninggalkan peranti.
Perisai EMI boleh dicapai dengan meletakkan pelindung konduktif (dipanggil sangkar Faraday) di sekeliling peranti atau dengan menyalut peranti dengan bahan konduktif. Perisai atau salutan konduktif mencipta penghalang yang menghalang isyarat elektromagnet daripada memasuki atau meninggalkan peralatan, sekali gus mengurangkan risiko gangguan elektromagnet. Perisai EMI boleh digunakan pada komponen elektronik, papan litar, kabel, atau malah keseluruhan peranti atau sistem elektronik.
Penapisan lwn. Perisai
Pilihan antara penapisan dan perisai bergantung pada pelbagai faktor, seperti sensitiviti peranti dan jumlah EMI yang akan dijana. Kekonduksian, saiz dan kos juga memainkan peranan dalam memilih penyelesaian EMI yang terbaik.
Perisai mengambil pendekatan komprehensif kepada pengurusan EMI, manakala penapis menyasarkan kawasan EMI tertentu. Perisai mencerminkan tenaga masuk sementara masih menjana sedikit penyerapan. Tenaga ini ditukar kepada haba dan oleh itu memerlukan beberapa jenis pengurusan haba. Di samping itu, kualiti bahan yang digunakan untuk perisai mempengaruhi bukan sahaja output, tetapi juga berat sistem, iaitu perisai yang lebih tebal adalah lebih berkesan, tetapi juga lebih berat. Semasa perisai mencerminkan dan menyekat EMI, penapis menghapuskan EMI dengan menangani titik terdedah dalam sistem yang menjana gangguan paling banyak. Hasilnya, penapis boleh disesuaikan untuk memenuhi keperluan khusus.
