7/21/2019 Capítulo 4 - Interferência Eletromagnética
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Eletromagnetismo
AplicadoInterferência Eletromagnética
Compatibilidade Eletromagnética
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Interferência Eletromagnética (EMI)
Interferência Eletromagnética é umaspecto sério e crescente da Poluiçãoambienteal. EMI é a transferência deenergia eletromagnética não intencional e
prejudicial entre sistemas elétricos e oueletrônicos.
Os Efeitos da EMI variam de um breveaborrecimento pela interrupção ou perda
de qualidade na telefonia ou radio difusãocomercial até Acidentes graves pelobloqueio de sistemas de controle críticos(ex. radar, navegação aérea,
equipamentos eletromédicos, etc.)
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EMI pode provocar
Mal funcionamento de quipamentos;
Prejudicar a correta ocupação do espectroeletromagnético;
Inflamar gases combustíveis;
Ter efeitos nocivos diretamente sobre ocorpo humano.
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Definição de Compatibibilidade
Eletromagnética (EMC)
Habilidade de um dispositivo,
equipamento ou sistema de funcionarsatisfatoriamente em seu ambienteeletromagnético sem introduzir
distúrbios intoleráveis em outrossistemas;
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Um sistema eletromagneticamente
compatível: Não causa interferência em outros
sistemas;
Não é susceptível a emissões de outrossistemas;
Não causa interferência nele mesmo.
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Exigência de projeto
O projeto de um equipamento elétrico /eletrônico deve atender não apenas aodesempenho funcional desejado mastambém às exigências legais empraticamente qualquer país onde forvendido.
As técnicas de EMC tornam-se parteintegrante do projeto de qualquer sistemaelétrico / eletrônico.
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EMI em três blocos básicos
Emissor ReceptorMeio deAcoplamento
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EMI em três blocos
Emissor – quem produz a emissãoeletromagnética;
• Exemplos:
Equipamentos digitais;Conversores chaveados;
gerador de ondas de rádio;
Motores elétricos; etc.
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EMI em três blocos
Meio de acoplamento – o meio detransporte da energia;
• Exemplos:
Ondas na atmosfera;Ondas guiadas em cabos de conexão;
Ondas guiadas na rede de
alimentação;
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EMI em três blocos
Receptor – Quem recebe e processa aenergia emitida, produzindo resultadosesperados ou não.
•
Exemplos:Aparelhos de televisão e rádio;
Equipamentos digitais de medição econtrole;
Computadores, etc.
•acoplamento tanto por ondas derádio quanto ondas guiadas na
rede de alimentação;
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Três modos de prevenir EMI
1) Suprimir a emissão na sua fonte:
_reduzir freqüências e intensidades dossinais emitidos;
_reduzir tamanho físico dos irradiadores; _usar blindagens;
_usar filtros na rede de alimentação;
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Três modos de prevenir EMI
2) Tornar o acoplamento o mais ineficientepossível;
_Usar cabos de alimentação mais curtos;
_usar filtros na rede de alimentação eoutras linhas de conexão;
_usar blindagem nos cabos;
_usar blindagens no ambiente; _evitar acoplamento entre cabosdiferentes;
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Três modos de prevenir EMI
3) Tornar o receptor menos susceptível àemissão.
_usar filtro na linha de alimentação;
_usar blindagem; _diminuir tamanho das conexões;
_Usar métodos de correção de erros,
_etc...
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Quatro processos de EMI
Cabo
interno
MóduloDeentrada
Móduloperiférico
Cabo de
alimentação
Rede dealimentação
1) Emissão Irradiada
Fluxo de energiaeletromagnética
Dispositivo ou
circuito interno
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Emissão irradiada
Geração de ondas eletromagnéticas noespaço livre a partir dos componentes,trilhas de PCI, cabos de interconexão,
cabos de comunicação e cabos dealimentação, gabinetes metálicos, etc.
Onde há corrente variável no tempo,ocorre geração de ondas
eletromagnéticas.
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Quatro processos de EMI
2) Susceptibilidade Irradiada
Cabo
interno
MóduloDeentrada
Móduloperiférico
Cabo de
alimentação
Rede dealimentação
Fluxo de energiaeletromagnética
Dispositivo ou
circuito interno
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Susceptibilidade irradiada
Captação de energia eletromagnética pormeio de terminais de componentes, trilhasde PCI, fios de interconexão, cabos de
comunicação e cabos de alimentação,gabinetes metálicos, etc.
Qualquer estrutura metálica comdimensões comparáveis ao comprimento
de onda torna-se uma antena eficientepara captar ondas eletromagnéticas.
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Quatro processos de EMI
2) Emissão conduzida
Cabo
interno
MóduloDeentrada
Móduloperiférico
Cabo de
alimentação
Rede dealimentação
Fluxo de energiaeletromagnética
Dispositivo ou
circuito interno
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Emissão conduzida
Os cabos de alimentação e a rede dedistribuição bem como os cabos decomunicação funcionam como linhas de
transmissão para a energiaeletromagnética de interferência emitidapor um equipamento.
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Quatro processos de EMI
2) Susceptibilidade conduzida
Cabo
interno
MóduloDeentrada
Móduloperiférico
Cabo de
alimentação
Rede dealimentação
Fluxo de energiaeletromagnética
Dispositivo ou
circuito interno
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Susceptibilidade conduzida
Os equipamentos conectados a umamesma rede de distribuição de energiaelétrica podem captar e processar a
energia eletromagnética de interferênciaque se propaga na forma de ondasguiadas.
O mesmo ocorre com cabos de
comunicação.
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Padrão FCC
FCC–Federal Communications Commission
Responsável pela regulamentação dosmeios de comunicação por rádio ou fiosnos Estados Unidos.
Título 47 – Trata dos equipamentos nãolicenciados
Parte 15 – Trata dos dispositivos de radio-frequência
Regulamentação de EMC
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Dispositivos de rádio-frequência
Qualquer dispositivo capaz de emitirenergia eletromagnética na faixa defreqüências de 9 KHz a 3000 GHz, sejapor condução ou por irradiação, sejaintencional ou não.
Exemplos: Motores, computadores, fornosde microondas, etc.
OBS: Equipamentos licenciados comotransmissores de radio-frequência sãocobertos em outra parte da norma.
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Dispositivo digital
Qualquer irradiador não intencional quegera e usa pulsos de temporização emuma freqüência maior ou igual a 9 KHz.
Classe A–
para uso em ambientescomerciais ou industriais;
Classe B – para uso em ambienteresidencial (embora possa ser usado
também em outros ambientes).
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Faixa de frequências
Emissão conduzida
• 450KHz a 30MHz
Emissão Irradiada
•
30MHz a 40GHz
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Limites FCC para emissão
conduzida
Classe A
Freqüência (MHz) V dB V
0.45 – 1.705 1000 60
1.705 - 30 3000 69.5
Classe BFreqüência (MHz) V dB V
0.45 - 30 250 48
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Limites FCC para emissão
irradiada Classe A – 10m
Freqüência(MHz)
V/m dB V/m
30 - 88 90 39
88 - 216 150 43.5
216 - 960 210 46
> 960 300 49.5
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Limites FCC para emissão
irradiada Classe B – 3m
Freqüência(MHz)
V/m dB V/m
30 - 88 100 40
88 - 216 150 43.5
216 - 960 200 46
> 960 500 54
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Comparação entre Classes
FCC A e B Fator de conversão de distância
• Irradiação no campo distante
• Variação com o inverso da distância
VF
3
1
1d
ke
1
d2d
2
2dke
3d
d
ke
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Comparação entre Classes
FCC A e B
1
dB1d
klog20e
2
dB2d
klog20e
2
1dB1dB2
ddlog20ee
46.10)m3(e10
3
log20)m3(e)m10(e
46.10)m10(e3
10log20)m10(e)m3(e
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Comparação entre Classes
FCC A e B para emissão irradiada em 3m
Freqüência (MHz) dB V/m
30 – 88 A
B
39+10,46
40
88 – 216 A
B
43.5 +10,46
43.5
216 – 960 AB
46 +10,4646
>960 A
B
49.5 +10,46
54
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Padrão CISPR
IEC – International ElectrotechnicalCommission• Instituto internacional criado para
estabelecer padrões que permitam ocomércio entre paises.
CISPR – Sigla francesa para ComitêInternacional Especial em Radio-
Interferência• Comitê da IEC que desenvolve padrões
regulatórios em radio-interferência.
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CISPR
Não é um órgão fiscalizador.
A maioria dos países europeusadotam o padrão CISPR.
CISPR 22 - Padrão publicado em1985 que inclui dispositivos digitais.
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Limites CISPR 22 para emissão
Conduzida Classe A
Freqüência
(MHz)
V
QP (AV)
dBV
QP (AV)
0.15 – 0.5 8912.5 (1995) 79 (66)
0.5 - 30 4467 (1000) 73 (60)
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Limites CISPR 22 para emissão
Conduzida Classe B
Freqüência (MHz) V
QP (AV)
dBV
QP (AV)
0.15 1995 (631) 66 (56)
0.5 631 (199.5) 56 (46)
0.5 - 5 631 (199.5) 56 (46)
5 - 30 1000 (316) 60 (50)
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Comparação entre Classes CISPR
A e B para emissão conduzida
10-1
100
101
102
45
50
55
60
65
70
75
80
A (pq)
A (av)
B (pq)
B (av)
VdB
)MHz(f
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Limites CISPR 22 para emissão
Irradiada Classe A (30 m) Classe B (10m)
Freqüência
(MHz)
V/m
QP (AV)
dBV/m
QP (AV)
30 – 230 31.6 30
230 - 1000 70.8 37
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Medição da emissão
eletromagnética Emissão irradiada
Câmara semi-anecóica
Antenas Analisador de espectro 30MHz – 1Ghz
Emissão conduzida
Sensor de corrente de linha (LISN) Analisador de espectro 0.15 MHz – 30 MHz
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Medida de emissão irradiada
Analisador de espectro
3 ou 10 m
Altura
1 a 4 m
Polarização
Horizontale verticalantena
equipamentosob teste
Câmara semi-anecóica
E ifi õ d t t d
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Especificações do teste de
emissão irradiada Câmara semi-anecóica – Proporciona
isolação contra interferência externa eelimina reflexões nas paredes com o usodos cones absorvedores;
Antena para a faixa de freqüências deteste – 30MHz a 1GHz (CISPR) – antenabicônica ou Log-periódica;
A altura da antena deve variar de 1 a 4 me a maior emissão deve ser registrada;
A analisador de espectro deve ter largurade banda (6 dB) mínima de 100KHz.
Detector de quase pico e de valor médio.
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Detector de sinal
Detector de pico: Vi Vo
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 -1
-0.5
0
0.5
1
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Vi
Vo
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Detector de sinal
Detector quase-pico:Vi Vo
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 -1
-0.5
0
0.5
1
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Vi
Vo
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Detector de sinal
Detector valor médio:Vi Vo
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 -1
-0.5
0
0.5
1
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Vi
Vo
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Largura de banda de medição
of
f
m A
2 Am
dB0
dB6
Filtro FI
sinalmisturador
Oscilador
Gerador devarredura
Filtro
FI
detector
medidor
Largura de banda mínima
Emissão conduzida 9 KHz
Emissão irradiada 100 KHz
M di ã d t
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Medição de espectro
Filtro de FI
f o-f of s-f s
f of o-f s f o+f s-f o-(f o+f s) -(f o-f s) 0
0
sinal oscilador local
sinal deslocado
FI-FI 0
sinal filtrado
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Medição de emissão conduzida
Equipamentosob teste LINS
Analisador deespectro
Cabo dealimentação
rede dealimentação
LINS – Line Impedance Network Stabilization
Finalidades:1) Isolar o equipamento e o medidor do ruído externo presente
na rede;
2) Garantir uma mesma impedância equivalente da rede emrelação aos terminais de entrada do produtoindependentemente da frequência e da posição na rede.
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LINS
1L
1L
1C2C
1C2C
1R1R
50 50
FN
T
Equipamento Rede
I IFN
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