Interferencias Electromagnéticas (EMI): Acoplamiento, Apantallamiento y Mitigación

Interferencias Electromagnéticas (EMI)

Ámbito de Frecuencias

¿Los campos se consideran siempre radiados?

• VHF (Muy Alta Frecuencia): 30 MHz - 300 MHz
• UHF (Ultra Alta Frecuencia): 300 MHz - 18 GHz

Aislamiento por Método Óptico

Ventajas

• Menor tamaño y peso
• Mayor rapidez
• Mejor aislamiento
• Mayor ancho de banda
• No generan ni son susceptibles a las EMI

Desventajas

1. No aplicables a señales de baja frecuencia debido a las características del fotoemisor en esa banda.
2. Pese a las técnicas de compensación utilizadas, la linealidad es mucho menor que cuando se acopla con transformador.
3. La luminosidad y eficiencia del LED varían con la temperatura y el envejecimiento.

Métodos para Eliminar las EMI entre Acoplamiento y Receptor

1. Circuitos y componentes: Motores, relés, bobinas y conmutadores estáticos.
2. Filtrado: Red eléctrica, a bajo nivel.
3. Apantallamiento: Cajas, placas, envolturas. Integridad de pantallas. Materiales.
4. Conexionado: Cableado y conectores.
5. Masa y tierras: Estructuras y uniones.

EMI Según su Naturaleza

1. Según contenido de frecuencias:
   • Perturbaciones de Baja Frecuencia (BF)
   • Perturbaciones de Alta Frecuencia (HF)
2. Según soporte de transición:
   • Perturbaciones conducidas
   • Perturbaciones radiadas
3. Según duración:
   • Perturbaciones permanentes o prolongadas
   • Perturbaciones transitorias o impulsionales
4. Perturbaciones:
   • Internas o de intrasistema
   • Externas o de intersistema
5. Origen:
   • Naturales
   • Artificiales
6. Propagación y forma de captación:
   • Simétricas (modo común)
   • Asimétricas (modo diferencial)

Tipos de Apantallamientos y Ejemplos de Aplicación

Cable apantallado es el que está cubierto con mallas de tejido metálico.

1. Laminado: Donde los niveles ambientales de EMI son reducidos. Para protegerse de acoplamiento inductivo.
2. Trenzado: Aplicaciones informáticas. Para protegerse de acoplamiento por conducción.
3. En espiral: Cables de micrófono. Aplicaciones donde la flexibilidad es importante. Para protegerse del acoplamiento capacitivo y en conducción solo en audiofrecuencias.
4. Combinado: Para niveles de EMI elevados (señales de video). Acoplamiento por conducción en alta frecuencia y contra ESD.

Tipos de Cables Más Comunes: Características y Empleo en Frecuencias

1. Par trenzado: Solución más barata pero de pobres características (bajas frecuencias).
2. Coaxial: Selección obligada a muy altas frecuencias.
3. Paralelo: Bien equilibrado y válido para bajas frecuencias.
4. Plano: Más flexible y ligero, pero con mayor diafonía.

Métodos para Reducir las EMI por el Acoplamiento Inductivo

1. Actuar sobre el origen, camino, acoplamiento y receptor.
2. Reducir variaciones de corriente: Disminuir di/dt.
3. Intentar minimizar los campos perjudiciales.
4. Reducir la captación efectuada en el circuito interferido, minimizando el área de sus bucles.

Casos de Transitorios Más Comunes

1. Transitorios en contactos de relés, contactores o interruptores electromecánicos en general (mecánico).
2. Transitorios en conmutadores estáticos, semiconductores o válvulas, que realizan funciones de interruptor.
3. Transitorios por descargas eléctricas.

Concepto de Acoplamiento Electromagnético. Modos de Acoplamiento

Son los modos de actuación de las perturbaciones electromagnéticas sobre los elementos electrónicos.

Modos:

• Por impedancias comunes
• Capacitivo
• Inductivo
• Por radiación electromagnética

Características del Aislante Electrostático. Materiales Adecuados

• Incluir todos los elementos a proteger
• Tener una alta conductividad
• Conectarse a un potencial constante

Materiales:

• Cajas metálicas
• Juntas eléctricas
• Pinturas conductoras
• Cables apantallados
• Láminas metálicas

Distribución Típica de un Amplificador de Acoplamiento por Transformador

• Amplificador de entrada
• Modulador
• Demodulador
• T16
• Tr5

Recomendaciones para la Instalación de un Filtro de Red

• Asegurar un buen contacto entre la carcasa del filtro y la envoltura mecánica.
• La carcasa del filtro debe encerrar totalmente los conductores de entrada.
• La carcasa del filtro debe mantener un contacto perfecto con el chasis.