Bootcamp sulle emissioni condotte

Le emissioni condotte che influiscono negativamente su un sistema elettronico attraverso emissioni accoppiate internamente o da cavi collegati esternamente rappresentano una preoccupazione per i progettisti hardware che desiderano superare i test di immunità condotta o limitare il rumore elettrico del proprio dispositivo. Il risultato è la necessità di capire come il rumore elettrico potrebbe condurre attraverso un sistema. Ciò richiede la comprensione dei diversi tipi di correnti di rumore, di come misurarle e, in definitiva, del tipo di meccanismo di soppressione da utilizzare per far uscire il prodotto. Naturalmente, dovranno farlo determinando quale metodo di soppressione è il più conveniente per il tipo di emissioni condotte che stanno ottenendo.

Per comprendere meglio cosa siano esattamente le emissioni condotte, parleremo prima dei due tipi di emissioni che gli ingegneri incontreranno. Dopo aver acquisito una prima comprensione dei principali principi di tali emissioni e di come possono influenzare le emissioni irradiate, verranno discussi i loro percorsi e le fonti tipiche che consentono ai progettisti hardware di individuare questi problemi nella fase di progettazione, in modo da evitare di aggiungere componenti costosi nelle fasi successive del progetto. sviluppo. Dopo l’identificazione e la comprensione del problema, il prossimo argomento più importante è come misurare queste emissioni. È qui che gli ingegneri incontreranno questi due dispositivi comuni durante i test: una rete di accoppiamento direzionale per i test di immunità iniettata o una rete di stabilizzazione dell'impedenza di linea (LISN) per la misurazione delle emissioni. Infine, dopo aver compreso come misurare, discuteremo di filtri e componenti per diverse applicazioni.

Alla fine dell'articolo dovresti avere una buona conoscenza di cosa sono le emissioni condotte, delle loro fonti e percorsi, come misurarle e infine come controllarle nelle diverse fasi della progettazione.

Figura 1: Il modello EMC che delinea la sorgente, il percorso e il ricevitore del rumore

Emissioni condotte e modello EMC La maggior parte, se non tutti, di noi ha riscontrato problemi di emissioni condotte, sia a causa del rumore dell'alternatore sull'impianto stereo del veicolo, sia a causa dell'interferenza di un aspirapolvere con il televisore. Per questo motivo è importante capire in quale punto del modello EMC sorgente-percorso-ricevitore si inseriscono le emissioni condotte per risolvere rapidamente un problema.

La fonte della maggior parte dei problemi relativi alle emissioni condotte è classificata come quella proveniente dall'esterno del sistema e quella proveniente dall'interno o localmente al modulo o al sistema sottoposto a test. Per questo motivo, troverai molto materiale sulle emissioni condotte mirato alla progettazione del filtro e al percorso dei cavi per cercare di ridurre l'effetto che la sorgente di rumore ha sul sistema. Un esempio di ciò, descritto in precedenza, è un alternatore che crea una corrente di rumore involontaria come risultato della generazione di energia descritta nella Figura 2.

Figura 2: (a sinistra) un'emissione condotta che interferisce con il funzionamento della radio. (A destra) Un'emissione condotta che si irradia su un'antenna che interferisce con il funzionamento radio

Questa corrente di rumore può variare con la velocità del motore e potrebbe influire negativamente sulle prestazioni della radio, sia attraverso un percorso condotto che irradiato. Sebbene si possa pensare che la sorgente di rumore sia normalmente facile da individuare, poiché presenta caratteristiche che includono contenuto armonico o ampiezze elevate, il percorso intrapreso da questo rumore è spesso difficile da seguire. Esempi di questi tipi di percorsi sono solitamente il risultato di un meccanismo di accoppiamento involontario come un cavo con messa a terra inadeguata, un telaio conduttivo o capacità parassite che derivano da qualcosa di benigno come un dissipatore di calore su un transistor. La Figura 3 mostra un esempio in cui un convertitore di commutazione off-line viene pilotato a 150 kHz, il condensatore a linea tratteggiata rappresenta una capacità parassita esistente tra il dissipatore di calore e la "terra". La linea rossa rappresenta il percorso della corrente di rumore può prendere e introduce un dispositivo di cui parleremo più avanti chiamato LISN che aiuterà a misurare la tensione creata da questa corrente condotta. È anche importante ricordare che nelle Figure 2 e 3 il percorso include un percorso irradiato su un'antenna e nell'amplificatore stereo o su un telaio conduttivo.