Η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή (EMI) είναι ένα πρόβλημα που προκαλεί πονοκέφαλο, αλλά συχνά αναπόφευκτο σε πολλά συστήματα.και η επίδρασή του θα γίνει πιο σοβαρή καθώς η συχνότητα εργασίας αυξάνεταιΤα EMI μπορούν να εκπέμπονται μέσω του αέρα, να διεξάγονται μέσω των γραμμών σήματος και ηλεκτρικής ενέργειας και να εγχέονται σε κυκλώματα ή να χρησιμοποιούνται ως κεραίες για να εκπέμπονται ξανά.
Εάν ένα προϊόν παράγει ή εκπέμπει ΕΜΙ (δηλ. "πηγή παρεμβολών"), μπορεί να παρεμβαίνει στη φυσιολογική λειτουργία των κοντινών συστημάτων, να αποτύχει στις δοκιμές συμμόρφωσης και να απαγορεύεται η εκτόξευση του.Αντίθετα., εάν ένα προϊόν έχει τον αντίθετο ρόλο και γίνεται σκόπιμος ή ακούσιο αποδέκτης EMI (δηλαδή ένα "απαραταγμένο αντικείμενο"), μπορεί να παρουσιάσει ανεξήγητα διαλείπουσα σφάλματα, βλάβες,και ασταθής απόδοση.
Ο αντίκτυπος αυτών των ζητημάτων είναι ευρύτατος, από το να είναι λίγο αστείο όπως το ασύρματο ταχύμετρο ποδηλάτου μου, σε δυνητικά απειλητικές για τη ζωή καταστάσεις όπως αεροπλάνα ή νοσοκομεία,και προκαλούν τεράστιες απώλειες στις γραμμές παραγωγήςΟ ταχύμετρός μου λειτουργεί στη ζώνη συχνοτήτων 432 MHz, και για κάποιο λόγο,σε απόσταση 100 μέτρων μεταξύ ενός απομακρυσμένου σπιτιού και των κοντινών γραμμών του Amtrak (με εναέριο δίκτυο 20 kV πάνω από τις γραμμές), η ανίχνευση δείχνει σταθερά μεταξύ 65 και 85 MPH.
Πώς να ελαχιστοποιήσετε την επίδραση της ΕΜΙ
Η μείωση ή η εξάλειψη των πηγών EMI και των επιπτώσεών τους μπορεί να είναι τόσο απλή όσο και πολύπλοκη.χρήση φίλτρωνΕκτός από αυτά τα βήματα, συνήθως υπάρχει η "αρχή Pareto": η εξάλειψη του 80% των παρεμβολών απαιτεί μόνο το 20% της προσπάθειας.ενώ η εξάλειψη του εναπομείναντος 20% της παρεμβολής μπορεί να απαιτήσει 80% της προσπάθειας.
Οποιοδήποτε κενό στο περίβλημα, όπως το κενό που απαιτείται για τις πρίζες και τις πρίζες των συνδέσεων, είναι σαν μια πόρτα που επιτρέπει στην ενέργεια EMI να περάσει και στις δύο κατευθύνσεις.εάν η ΕΜΕ προκαλείται μόνο από ακτινοβολούμενη ενέργεια, οι προστατευμένες συνδέσεις μπορούν να λύσουν το πρόβλημα.
Πριν από δεκαετίες, οι άνθρωποι άρχισαν να αντιμετωπίζουν αυτό το ζήτημα, αρχικά χρησιμοποιώντας ομοαξονικά καλώδια και κλασικούς SO-239 και PL-259 θηλυκούς και αρσενικούς συνδέσμους, καθώς και συνδέσμους σειράς BNC.Οι εν λόγω πλήρως προστατευμένες συνδέσεις RF μπορούν να υποστηρίξουν μόνο ένα σήμα η καθεμία και δεν είναι κατάλληλες για χρήση με πηγές ισχύος συνεχούς ρεύματος και μη RF σήματα..
Μια καλή εναλλακτική λύση είναι να "επιστρέψουμε στο μέλλον" χρησιμοποιώντας έναν τύπο συνδέσμου που κάποτε κυριαρχούσε στους συνδέσμους επικοινωνίας και σε άλλες διεπαφές:ο συνδετήρας D-type ultra small (D-Sub) που παράγεται από εταιρείες όπως η Molex (σχήμα 1)Πριν από την εμφάνιση των θύρων USB και παράλληλων θύρων, οι μηχανικοί και πολλοί καταναλωτές χρησιμοποιούσαν αυτή την έκδοση 9-pin (γνωστή ως DB-9) ως συσκευή διασύνδεσης για το σειριακό πρωτόκολλο RS-232.
Σχήμα 1: Η ευρέως χρησιμοποιούμενη και ανθεκτική σειρά συνδέσμων και προσαρμογών D-sub, με πολλαπλούς αριθμούς επαφών, ηλεκτρικές ονομασίες, εύρος ζώνης φιλτραρίσματος EMI και μεθόδους φυσικού τερματισμού.Πι φίλτρα μπορούν να λύσουν το πρόβλημα της διεξάγεται EMI(Πηγή εικόνας: Molex)
Το USB και το Ethernet έχουν αντικαταστήσει σε μεγάλο βαθμό το RS-232, οπότε αυτό το πρωτόκολλο είναι πλέον κυρίως παρόν σε παλαιά συστήματα και σπάνια χρησιμοποιείται σε νέα σχέδια. Ωστόσο, ο D-sub συνδέσμος έχει επιβιώσει.Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους αυτός ο τύπος συνδέσμου είναι ανθεκτικός:
Η απρόσκοπτη κατασκευή από μέταλλο σε μέταλλο παρέχει 100% προστασία για τα καλώδια.
Η μηχανική δομή είναι ανθεκτική και ανθεκτική και μπορεί να κλειδωθεί με αξιοπιστία μεταξύ ζευγαρωμένων συνδέσμων χρησιμοποιώντας καρφίτσες και βίδες.
Υπάρχουν πολλές εκδόσεις διαθέσιμες για επιλογή, συμπεριλαμβανομένων των 9-pin, 15 pin, 25 pin, 37 pin και 50 pin.
Παροχή πολλαπλών μεθόδων τερματισμού, συμπεριλαμβανομένων των φλιτζάνων συγκόλλησης και των πινών άμεσης εισαγωγής ή πινών πλακέτων κυκλωμάτων (PCB) με έντυπη κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική κυκλική.
Όταν το μπλοκάρισμα από μόνο του δεν αρκεί για να λύσει το πρόβλημα
Η θωράκιση των συνδετήρων D-sub λύνει το πρόβλημα της ακτινοβολούμενης ενέργειας EMI, αλλά δεν μπορεί να λύσει το πρόβλημα της διενεργούμενης EMI.Η υψηλής απόδοσης σειρά προσαρμογών και συνδέσεων D-sub Pi της Molex για φιλτράρισμα EMI (βλέπε επίσης σχήμα 1) έχει γίνει μια ελκυστική λύση.
Οι συνδετήρες αυτοί έχουν ενσωματωμένα φίλτρα EMI στις επαφές τους, έτσι ώστε να μην υπάρχει ανάγκη να καταλαμβάνουν επιπλέον χώρο ή να προσθέτουν εξαρτήματα στην κυκλική πλακέτα.Το καλώδιο γείωσης και το μονωμένο καλώδιο βρίσκονται στην ίδια σύνδεσηΠαρέχουν μια ποικιλία μηχανικών δομών και τύπων τερματικών για να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις σχεδιασμού.
Το ενσωματωμένο φίλτρο μπορεί να αποτρέψει την διέλευση EMI μέσω του συνδετήρα, μειώνοντας έτσι το EMI σε κρίσιμα σενάρια όπως ο έλεγχος κινητήρα αεροσκάφους, το ενσωματωμένο ραδιόφωνο, ο εξοπλισμός απεικόνισης,εξοπλισμός επεξεργασίας, και πολλά άλλα σενάρια εφαρμογής.
Τα κύρια χαρακτηριστικά του προσαρμογέα και του συνδέσμου περιλαμβάνουν:
Δομή: Το ολοκληρωμένο περίβλημα χύτευσης με ζύγισμα και η πλήρως συγκολλημένη εσωτερική δομή βελτιώνουν τις μηχανικές και ηλεκτρικές επιδόσεις, αποτρέποντας δυσλειτουργίες σε περιβάλλοντα υψηλών δονήσεων.Οι συνδέσεις αυτές συμμορφώνονται με το πρότυπο M24308 (MIL-DTL-24308).Το περιτύλιγμα του από πολυεστέρα γεμάτο γυάλινες ίνες πληροί επίσης το πρότυπο επιβράδυνσης φλόγας UL 94 V-0.
Ηλεκτρική αντοχή: Αυτοί οι συνδετήρες μπορούν να αντέξουν έως και DO-160 επίπεδο IV κεραυνών και μεταβατικές περιβαλλοντικές συνθήκες εναλλασσόμενου ρεύματος στο πρότυπο δοκιμής περιβάλλοντος ενσωματωμένου υλικού.
Ηλεκτρικό φιλτράρισμα: Χρησιμοποιώντας μια διαμόρφωση pi τριών στοιχείων (συμπιεστή, επαγωγέα και πυκνωτή), το φίλτρο μπορεί να απορροφήσει θόρυβο υψηλής συχνότητας από τις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας και σήματος.Η απότομη κλίση εξασθένισής του βοηθά στην καταστολή της ευρυζωνικής ΕΜΙ.
Τροφοδοσία σε πυκνωτές: Για να αποφευχθεί η περιττή μετάδοση σήματος στο σημείο διασύνδεσης, η τροφοδοσία σε πυκνωτές παρέχει μονοπάτι γείωσης χαμηλής αντίστασης.Αυτοί οι πυκνωτές μπορούν να μειώσουν αποτελεσματικά την διοχετευόμενη ακτινοβολία, ειδικά σε προστατευμένα περιβλήματα όπου οι παραδοσιακοί πυκνωτές έχουν κακή απόδοση.
Ενσωματωμένα συστατικά (φερρίτης, τροειδείς σπείρες): Αυτά τα συστατικά απορροφούν ενέργεια υψηλής συχνότητας και την εξαλείφουν με τη μορφή θερμότητας, ελαχιστοποιώντας την τυχαία σύνδεση.
Η συχνότητα διακοπής του φιλτραρίσματος EMI μπορεί να επιλεγεί από τον χρήστη, καθώς οι συνδέσεις αυτές παρέχουν ευρύ φάσμα τιμών χωρητικότητας,που αντιστοιχούν σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων διακοπής και σχετικών απωλειών εισαγωγής (Σχήμα 2).