Zgodność elektromagnetyczna - Electromagnetic compatibility

Bezechowa komora RF używana do testów EMC (emisje promieniowane i odporność). Meble muszą być wykonane z drewna lub tworzywa sztucznego, a nie z metalu.
Log-okresowy pomiar anteny na zewnątrz

Kompatybilność elektromagnetyczna ( EMC ) to zdolność urządzeń i systemów elektrycznych do prawidłowego funkcjonowania w ich środowisku elektromagnetycznym , poprzez ograniczenie niezamierzonego wytwarzania, propagacji i odbioru energii elektromagnetycznej, która może powodować niepożądane skutki, takie jak zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) lub nawet fizyczne uszkodzenia w sprzęt operacyjny. Celem EMC jest prawidłowe działanie różnych urządzeń we wspólnym środowisku elektromagnetycznym. Jest to również nazwa nadana powiązanej gałęzi elektrotechniki.

EMC zajmuje się trzema głównymi klasami zagadnień. Emisja to generowanie energii elektromagnetycznej, celowe lub przypadkowe, przez jakieś źródło i uwalnianie jej do środowiska. EMC bada niepożądane emisje i środki zaradcze, które można podjąć w celu zmniejszenia niepożądanych emisji. Druga klasa, podatność , to tendencja sprzętu elektrycznego, określanego jako ofiara, do nieprawidłowego działania lub awarii w obecności niepożądanych emisji, które są znane jako zakłócenia o częstotliwości radiowej (RFI). Odporność jest przeciwieństwem podatności, która jest zdolnością sprzętu do prawidłowego funkcjonowania w obecności RFI, przy czym dyscyplina „hartowania” sprzętu jest znana jako podatność lub odporność. Trzecią badaną klasą jest sprzężenie , czyli mechanizm, dzięki któremu emitowane zakłócenia docierają do ofiary.

Łagodzenie zakłóceń, a tym samym kompatybilność elektromagnetyczną, można osiągnąć poprzez rozwiązanie któregokolwiek lub wszystkich z tych problemów, tj. wyciszenie źródeł zakłóceń, zahamowanie ścieżek sprzęgających i/lub wzmocnienie potencjalnych ofiar. W praktyce wiele stosowanych technik inżynierskich, takich jak uziemienie i ekranowanie, ma zastosowanie do wszystkich trzech zagadnień.

Wstęp

Podczas gdy zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) są zjawiskiem – emitowane promieniowanie i jego skutki – kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) jest cechą lub właściwością sprzętu – nie należy zachowywać się w sposób niedopuszczalny w środowisku EMI.

EMC zapewnia prawidłowe działanie, w tym samym środowisku elektromagnetycznym, różnych elementów wyposażenia, które wykorzystują lub reagują na zjawiska elektromagnetyczne, oraz unikanie wszelkich skutków zakłóceń. Innym sposobem powiedzenia tego jest to, że EMC kontroluje EMI, aby zapobiec niepożądanym efektom.

Oprócz zrozumienia samych zjawisk, EMC zajmuje się również środkami zaradczymi, takimi jak reżimy kontroli, projektowanie i pomiary, które należy podjąć, aby zapobiec powodowaniu przez emisje jakichkolwiek negatywnych skutków.

Rodzaje zakłóceń

Główny artykuł: Zakłócenia elektromagnetyczne

Zakłócenia elektromagnetyczne dzielą się na kilka kategorii w zależności od źródła i charakterystyki sygnału.

Zakłócenia, często nazywane w tym kontekście „hałasem”, mogą być spowodowane przez człowieka (sztuczne) lub naturalne.

Ciągła interferencja

Zakłócenia ciągłe lub fali ciągłej (CW) powstają, gdy źródło emituje w sposób ciągły w danym zakresie częstotliwości. Ten typ jest naturalnie podzielony na podkategorie zgodnie z zakresem częstotliwości i jako całość jest czasami określany jako „DC do światła dziennego”.

  • Częstotliwość dźwięku, od bardzo niskich częstotliwości do około 20 kHz. Częstotliwości do 100 kHz mogą czasami być klasyfikowane jako audio. Źródła obejmują:
    • Szum sieci zasilającej: zasilacze, pobliskie przewody zasilające, linie przesyłowe i podstacje.
    • Sprzęt do przetwarzania dźwięku, taki jak wzmacniacze mocy dźwięku i głośniki .
    • Demodulacja fali nośnej o wysokiej częstotliwości, taka jak transmisja radiowa FM .
  • Zakłócenia o częstotliwości radiowej (RFI), zwykle od 20 kHz do górnej granicy, która stale rośnie wraz ze wzrostem technologii. Źródła obejmują:
    • Transmisje bezprzewodowe i radiowe
    • Odbiorniki telewizyjne i radiowe
    • Sprzęt przemysłowy, naukowy i medyczny (ISM)
    • Obwody przetwarzania cyfrowego, takie jak mikrokontrolery
    • Zasilacze impulsowe (SMPS)
  • Hałas szerokopasmowy może rozprzestrzeniać się na części jednego lub obu zakresów częstotliwości, bez akcentowania określonej częstotliwości. Źródła obejmują:

Zakłócenia impulsowe lub przejściowe

Impulsów elektromagnetycznych (EMP), czasami nazywany przemijające zaburzenia, powstaje wówczas, gdy źródło emituje impuls krótkotrwały energii. Energia jest zwykle z natury szerokopasmowa, chociaż często wzbudza w ofierze stosunkowo wąską, tłumioną odpowiedź sinusoidalną .

Źródła dzielą się szeroko na pojedyncze i powtarzające się zdarzenia.

  • Źródła izolowanych zdarzeń EMP obejmują:
    • Przełączanie obwodów elektrycznych, w tym obciążeń indukcyjnych, takich jak przekaźniki, solenoidy lub silniki elektryczne.
    • Przepięcia/impulsy linii energetycznej
    • Wyładowanie elektrostatyczne (ESD), w wyniku zbliżenia lub kontaktu dwóch naładowanych obiektów.
    • Błyskawiczny impuls elektromagnetyczny (LEMP), chociaż zazwyczaj jest to krótka seria impulsów.
    • Jądrowy impuls elektromagnetyczny (NEMP), w wyniku wybuchu jądrowego. Wariantem tego jest broń nuklearna EMP (HEMP) na dużych wysokościach, zaprojektowana w celu wytworzenia impulsu jako głównego efektu destrukcyjnego.
    • Broń z niejądrowym impulsem elektromagnetycznym (NNEMP).
  • Źródła powtarzających się wydarzeń EMP, czasami jako regularnych impulsów pociągów , obejmują:
    • Silniki elektryczne
    • Elektryczne układy zapłonowe, takie jak w silnikach benzynowych.
    • Ciągłe czynności łączeniowe cyfrowych obwodów elektronicznych.

Mechanizmy sprzęgające

Niektóre stosowane terminy techniczne mogą mieć różne znaczenia. Niektóre zjawiska mogą być określane różnymi terminami. Terminy te są tutaj używane w powszechnie akceptowany sposób, zgodny z innymi artykułami w encyklopedii.

Podstawowe rozmieszczenie emitera lub źródła hałasu , ścieżki sprzęgania i ofiary, odbiornika lub pochłaniacza pokazano na poniższym rysunku. Źródłem i ofiarą są zwykle urządzenia elektroniczne , chociaż źródłem może być zjawisko naturalne, takie jak uderzenie pioruna , wyładowanie elektrostatyczne (ESD) lub, w jednym słynnym przypadku , Wielki Wybuch u początków Wszechświata.

Cztery tryby sprzężenia zakłóceń elektromagnetycznych (EMI).

Istnieją cztery podstawowe mechanizmy sprzężenia: przewodzący , pojemnościowy , magnetyczny lub indukcyjny oraz radiacyjny . Dowolna ścieżka sprzęgająca może być podzielona na jeden lub więcej z tych mechanizmów sprzęgających pracujących razem. Na przykład dolna ścieżka na schemacie obejmuje tryby indukcyjne, przewodzące i pojemnościowe.

Sprzęgło przewodzące

Sprzężenie przewodzące występuje, gdy ścieżka sprzężenia między źródłem a ofiarą jest tworzona przez bezpośredni kontakt elektryczny z ciałem przewodzącym, na przykład linią transmisyjną, drutem, kablem,śladem płytki drukowanej lub metalową obudową.

Szum przewodzony charakteryzuje się również sposobem, w jaki pojawia się na różnych przewodnikach:

  • Sprzężenie w trybie wspólnym : szum pojawia się w fazie (w tym samym kierunku) na dwóch przewodach.
  • Sprzężenie różnicowe : szum pojawia się w przeciwnych fazach (w przeciwnych kierunkach) na dwóch przewodach.

Sprzężenie indukcyjne

Sprzężenie indukcyjne występuje, gdy źródło i ofiara są oddzielone niewielką odległością (zwykle mniejszą niż długość fali ). Ściśle mówiąc, „sprzężenie indukcyjne” może być dwojakiego rodzaju, indukcja elektryczna i indukcja magnetyczna. Indukcję elektryczną powszechnie określa się jako sprzężenie pojemnościowe , a indukcję magnetyczną jako sprzężenie indukcyjne .

Sprzęgło pojemnościowe

Sprzężenie pojemnościowe występuje, gdypomiędzy dwoma sąsiednimi przewodamiwystępuje zmienne pole elektryczne, zwykle w odległości mniejszej niż długość fali, co powoduje zmianę napięcia na przewodzie odbiorczym.

Sprzęgło magnetyczne

Sprzężenie indukcyjne lub sprzężenie magnetyczne występuje, gdymiędzy dwoma równoległymi przewodamiwystępuje zmienne pole magnetyczne, zwykle w odległości mniejszej niż długość fali, powodując zmianę napięcia wzdłuż przewodu odbiorczego.

Sprzężenie radiacyjne

Sprzężenie radiacyjne lub sprzężenie elektromagnetyczne występuje, gdy źródło i ofiara są oddzielone dużą odległością, zwykle większą niż długość fali. Źródło i ofiara działają jak anteny radiowe: źródło emituje lub promieniuje falą elektromagnetyczną, która rozchodzi się w przestrzeni pomiędzy nimi i jest odbierana lub odbierana przez ofiarę.

Filtr EMI do tłumienia przewodzonej emisji

Kontrola EMC

Szkodliwe skutki zakłóceń elektromagnetycznych stanowią niedopuszczalne ryzyko w wielu dziedzinach techniki i konieczne jest kontrolowanie takich zakłóceń i ograniczanie ryzyka do akceptowalnego poziomu.

Kontrola zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) i zapewnienie EMC obejmuje szereg powiązanych dyscyplin:

  • Charakterystyka zagrożenia.
  • Wyznaczanie standardów dla poziomów emisji i podatności.
  • Projektowanie pod kątem zgodności z normami.
  • Testowanie zgodności z normami.

Ryzyko stwarzane przez zagrożenie ma zwykle charakter statystyczny, dlatego większość pracy przy charakterystyce zagrożeń i ustalaniu standardów opiera się na zmniejszeniu prawdopodobieństwa wystąpienia zakłóceń EMI do akceptowalnego poziomu, a nie na zapewnieniu ich eliminacji.

W przypadku złożonego lub nowatorskiego urządzenia może to wymagać sporządzenia dedykowanego planu kontroli EMC podsumowującego zastosowanie powyższego i określającego dodatkowe wymagane dokumenty.

Charakterystyka zagrożenia

Charakterystyka problemu wymaga zrozumienia:

  • Źródło i sygnał zakłóceń.
  • Droga sprzęgająca do ofiary.
  • Charakter ofiary zarówno pod względem elektrycznym, jak i pod względem znaczenia awarii.

Przepisy i regulatorzy

Organy regulacyjne i normalizacyjne,

Kilka organizacji, zarówno krajowych, jak i międzynarodowych, pracuje nad promowaniem międzynarodowej współpracy w zakresie normalizacji ( harmonizacji ), w tym publikowania różnych norm EMC. Tam, gdzie to możliwe, norma opracowana przez jedną organizację może zostać przyjęta z niewielkimi zmianami lub bez zmian przez inne. Pomaga to na przykład w harmonizacji norm krajowych w całej Europie.

Międzynarodowe organizacje normalizacyjne obejmują:

Wśród głównych organizacji krajowych są:

Prawa

Zgodność z normami krajowymi lub międzynarodowymi jest zwykle określana przez przepisy uchwalane przez poszczególne kraje. Różne narody mogą wymagać zgodności z różnymi standardami.

W prawie europejskim dyrektywa UE 2014/30/UE (poprzednio 2004/108/WE) w sprawie EMC określa zasady wprowadzania do obrotu/oddawania do użytku sprzętu elektrycznego/elektronicznego na terenie Unii Europejskiej . Dyrektywa ma zastosowanie do szerokiej gamy sprzętu, w tym urządzeń, systemów i instalacji elektrycznych i elektronicznych. Producentom urządzeń elektrycznych i elektronicznych zaleca się przeprowadzenie testów EMC w celu zapewnienia zgodności z obowiązkowym oznakowaniem CE . Więcej podano w wykazie dyrektyw EMC . Zgodność z mającymi zastosowanie normami zharmonizowanymi, do których odniesienie jest wymienione w Dzienniku Urzędowym UE w ramach dyrektywy EMC, daje domniemanie zgodności z odpowiednimi wymaganiami zasadniczymi dyrektywy EMC.

W 2019 roku USA przyjęły program ochrony infrastruktury krytycznej przed impulsem elektromagnetycznym, czy to wywołanym przez burzę geomagnetyczną, czy też broń nuklearną na dużych wysokościach.

Konstrukcja EMC

Karta tunera TV pokazano wiele kondensatorów obwodnicy małych i trzy metalowe tarcze: wspornik PCI, skrzynka metalowa z dwoma wejściami koncentrycznymi, a tarcza dla S-Video złącza
Główny artykuł: problem EMC (nadmierne natężenie pola)

Szum elektromagnetyczny jest wytwarzany w źródle w wyniku gwałtownych zmian prądu i napięcia i rozprzestrzenia się za pośrednictwem opisanych wcześniej mechanizmów sprzęgających.

Przerwanie ścieżki sprzężenia jest równie skuteczne zarówno na początku, jak i na końcu ścieżki, dlatego wiele aspektów dobrej praktyki projektowania EMC ma zastosowanie zarówno do potencjalnych źródeł, jak i potencjalnych ofiar.

Projekt, który z łatwością łączy energię ze światem zewnętrznym, będzie równie łatwo sprzęgał energię i będzie podatny. Pojedyncze ulepszenie często zmniejsza zarówno emisje, jak i podatność.

Uziemienie i ekranowanie

Uziemienie i ekranowanie mają na celu zmniejszenie emisji lub odwrócenie EMI od ofiary poprzez zapewnienie alternatywnej ścieżki o niskiej impedancji. Techniki obejmują:

  • Uziemienie lub schematy uziemienia , takie jak uziemienie gwiazdy dla sprzętu audio lub płaszczyzny uziemienia dla RF. Program musi również spełniać przepisy bezpieczeństwa.
  • Kable ekranowane , w których przewody sygnałowe są otoczone zewnętrzną warstwą przewodzącą, która jest uziemiona na jednym lub obu końcach.
  • Obudowy ekranowane . Przewodząca metalowa obudowa będzie działała jako osłona przeciwzakłóceniowa. Aby uzyskać dostęp do wnętrza, taka obudowa jest zwykle wykonywana w częściach (takich jak pudełko i wieczko); na złączach można zastosować uszczelkę RF, aby zmniejszyć ilość przenikających zakłóceń. Uszczelki RF występują w różnych typach. Zwykła metalowa uszczelka może być albo plecionym drutem, albo płaskim paskiem ze szczeliną, aby utworzyć wiele sprężystych „palców”. Tam, gdzie wymagane jest uszczelnienie wodoodporne, elastyczną bazę elastomerową można impregnować posiekanymi włóknami metalowymi rozproszonymi we wnętrzu lub długimi włóknami metalowymi pokrywającymi powierzchnię lub obydwoma.

Inne środki ogólne

  • Odsprzęganie lub filtrowanie w krytycznych punktach, takich jak wejścia kablowe i szybkie przełączniki, za pomocą dławików RF i/lub elementów RC . Filtr sieciowy wprowadza te środki w zależności od urządzenia i linii.
  • Techniki linii transmisyjnych dla kabli i przewodów, takie jak zrównoważony sygnał różnicowy i ścieżki powrotne oraz dopasowanie impedancji.
  • Unikanie struktur antenowych, takich jak pętle prądu krążącego, rezonansowe struktury mechaniczne, niezrównoważone impedancje kabli lub słabo uziemione ekranowanie.
  • Eliminacja fałszywych złącz prostowniczych, które mogą tworzyć się pomiędzy metalowymi konstrukcjami wokół i w pobliżu instalacji nadajnika. Takie złącza w połączeniu z niezamierzonymi strukturami anteny mogą emitować harmoniczne częstotliwości nadajnika.

Tłumienie emisji

Metoda Spread Spectrum redukuje piki EMC. Widmo częstotliwości okresu nagrzewania zasilacza impulsowego wykorzystującego metodę widma rozproszonego, w tym. schemat wodospadu w ciągu kilku minut

Dodatkowe środki redukcji emisji obejmują:

  • Unikaj niepotrzebnych operacji przełączania . Niezbędne przełączanie powinno odbywać się tak wolno, jak jest to technicznie możliwe.
  • Zaszumione obwody (np. z dużą aktywnością przełączania) powinny być fizycznie odseparowane od reszty projektu.
  • Wysokich szczytów przy pojedynczych częstotliwościach można uniknąć, stosując metodę widma rozproszonego , w której różne części obwodu emitują na różnych częstotliwościach.
  • Filtry fal harmonicznych .
  • Zaprojektowany do pracy przy niższych poziomach sygnału, zmniejszając energię dostępną do emisji.

Podatność na hartowanie

Dodatkowe środki zmniejszające podatność obejmują:

  • Bezpieczniki, wyłączniki i wyłączniki.
  • Absorbery przejściowe.
  • Zaprojektowany do pracy przy wyższych poziomach sygnału, zmniejszając w porównaniu względny poziom hałasu.
  • Techniki korekcji błędów w obwodach cyfrowych. Mogą one być realizowane w sprzęcie, oprogramowaniu lub kombinacji obu.
  • Sygnalizacja różnicowa lub inne techniki szumów w trybie wspólnym do routingu sygnału

Testy EMC

Testy są wymagane, aby potwierdzić, że dane urządzenie spełnia wymagane normy. Dzieli się ogólnie na badania emisji i badania wrażliwości.

Witryny testowe na otwartej przestrzeni lub OATS są witrynami referencyjnymi w większości standardów. Są one szczególnie przydatne do testowania emisji z dużych systemów sprzętowych.

Jednak testy RF fizycznego prototypu są najczęściej przeprowadzane w pomieszczeniach, w specjalistycznej komorze testowej EMC. Rodzaje komór obejmują bezechowe , pogłosowe i poprzeczne gigahercowe ogniwo elektromagnetyczne (komórka GTEM).

Czasami do testowania modeli wirtualnych stosuje się symulacje elektromagnetyczne obliczeniowe .

Podobnie jak w przypadku wszystkich testów zgodności, ważne jest, aby sprzęt testowy, w tym komora testowa lub miejsce testowe oraz wszelkie używane oprogramowanie, były odpowiednio skalibrowane i konserwowane.

Zazwyczaj dana seria testów dla konkretnego urządzenia wymaga planu testów EMC i raportu z dalszych testów . Pełny program testów może wymagać sporządzenia kilku takich dokumentów.

Badania emisji

Emisje są zwykle mierzone pod kątem natężenia pola promieniowania oraz, w stosownych przypadkach, emisji przewodzonych wzdłuż kabli i przewodów. Indukcyjne (magnetyczne) i pojemnościowe (elektryczne) natężenia pola są efektami pola bliskiego i są ważne tylko wtedy, gdy testowane urządzenie (DUT) jest przeznaczone do lokalizacji w pobliżu innych urządzeń elektrycznych.

W przypadku emisji przewodzonych typowe przetworniki obejmują LISN (sieć stabilizacji impedancji linii) lub AMN (sztuczna sieć zasilająca) oraz cęgi prądowe RF .

Do pomiaru emisji promieniowanej jako przetworniki wykorzystywane są anteny. Typowe specyfikowane anteny obejmują konstrukcje dipolowe , dwustożkowe , logarytmiczno-okresowe , podwójne prążkowane i stożkowe logarytmiczno-spiralne. Emisje promieniowane muszą być mierzone we wszystkich kierunkach wokół badanego urządzenia.

Wyspecjalizowane odbiorniki testowe EMI lub analizatory EMI są używane do testowania zgodności EMC. Obejmują one szerokości pasma i detektory określone przez międzynarodowe standardy EMC. Odbiornik EMI może być oparty na analizatorze widma do pomiaru poziomów emisji testowanego urządzenia w szerokim paśmie częstotliwości (domena częstotliwości) lub na przestrajalnym urządzeniu o węższym paśmie, które jest przemiatane przez żądany zakres częstotliwości. Odbiorniki EMI wraz z określonymi przetwornikami mogą być często używane zarówno do emisji przewodzonych, jak i promieniowanych. Filtry preselektora mogą być również używane w celu zmniejszenia wpływu silnych sygnałów poza pasmem na front-end odbiornika.

Niektóre emisje impulsów są bardziej użytecznie scharakteryzowane za pomocą oscyloskopu do uchwycenia kształtu fali impulsu w dziedzinie czasu.

Badanie wrażliwości

Testowanie podatności na pole promieniowane zwykle obejmuje źródło energii RF lub EM o dużej mocy oraz antenę promieniującą, aby skierować energię na potencjalną ofiarę lub testowane urządzenie (DUT).

Przeprowadzane testowanie podatności na napięcie i prąd zwykle obejmuje generator sygnału o dużej mocy oraz cęgi prądowe lub inny rodzaj transformatora do wprowadzania sygnału testowego.

Sygnały przejściowe lub EMP są używane do testowania odporności testowanego urządzenia na zakłócenia linii energetycznej, w tym przepięcia, uderzenia pioruna i szum przełączania. W pojazdach silnikowych podobne testy wykonuje się na liniach akumulatorowych i sygnałowych. Impuls przejściowy może być generowany cyfrowo i przepuszczany przez szerokopasmowy wzmacniacz impulsowy lub podawany bezpośrednio do przetwornika ze specjalistycznego generatora impulsów.

Testy wyładowań elektrostatycznych są zwykle wykonywane za pomocą piezoelektrycznego generatora iskier zwanego „ pistoletem ESD ”. Impulsy o wyższej energii, takie jak symulacje wyładowań atmosferycznych lub jądrowych EMP, mogą wymagać dużego cęgów prądowych lub dużej anteny, która całkowicie otacza badane urządzenie. Niektóre anteny są tak duże, że znajdują się na zewnątrz i należy uważać, aby nie spowodować zagrożenia EMP dla otaczającego środowiska.

Historia

Początki

Najwcześniejszym problemem EMC było uderzenie pioruna (piorunowy impuls elektromagnetyczny lub LEMP) na statkach i budynkach. W połowie XVIII wieku zaczęły pojawiać się piorunochrony lub piorunochrony. Wraz z pojawieniem się powszechnego wytwarzania energii elektrycznej i linii zasilających od końca XIX wieku pojawiły się również problemy związane z awariami zwarciowymi urządzeń wpływających na zasilanie, a także z lokalnym zagrożeniem pożarem i porażeniem w przypadku uderzenia pioruna. Elektrownie wyposażono w wyłączniki wyjściowe . Budynki i urządzenia wkrótce miały być wyposażone w bezpieczniki wejściowe , a później w XX wieku weszły do ​​użytku miniaturowe wyłączniki automatyczne (MCB).

Początek XX wieku

Można powiedzieć, że zakłócenia radiowe i ich korekcja pojawiły się wraz z pierwszym eksperymentem z iskiernikiem Marconiego pod koniec XIX wieku. Wraz z rozwojem komunikacji radiowej w pierwszej połowie XX wieku, zaczęły pojawiać się zakłócenia między nadawanymi sygnałami radiowymi, a międzynarodowe ramy regulacyjne zostały ustanowione w celu zapewnienia komunikacji wolnej od zakłóceń.

Urządzenia przełączające stały się powszechne w połowie XX wieku, zwykle w samochodach i motocyklach napędzanych benzyną, ale także w urządzeniach gospodarstwa domowego, takich jak termostaty i lodówki. Spowodowało to przejściowe zakłócenia w odbiorze krajowego radia i (po II wojnie światowej) telewizji, aw odpowiednim czasie uchwalono przepisy wymagające tłumienia takich źródeł zakłóceń.

Problemy ESD pojawiły się po raz pierwszy przy przypadkowych wyładowaniach iskr elektrycznych w niebezpiecznych środowiskach, takich jak kopalnie węgla oraz podczas tankowania samolotów lub samochodów. Należało opracować bezpieczne praktyki pracy.

Okres powojenny

Po II wojnie światowej wojsko coraz bardziej interesowało się skutkami nuklearnego impulsu elektromagnetycznego (NEMP), uderzenia pioruna, a nawet wiązek radarowych o dużej mocy , na wszelkiego rodzaju pojazdy i urządzenia mobilne, a zwłaszcza systemy elektryczne samolotów.

Kiedy wysoki poziom emisji RF z innych źródeł stał się potencjalnym problemem (np. wraz z pojawieniem się kuchenek mikrofalowych ), pewne pasma częstotliwości zostały przeznaczone do użytku przemysłowego, naukowego i medycznego (ISM), umożliwiając poziomy emisji ograniczone jedynie przez normy bezpieczeństwa termicznego. Różnorodne problemy, takie jak emisje wstęgi bocznej i harmonicznych, źródła szerokopasmowe oraz stale rosnąca popularność elektrycznych urządzeń przełączających i ich ofiar, spowodowały stały rozwój norm i przepisów.

Od końca lat 70. popularność nowoczesnych obwodów cyfrowych gwałtownie wzrosła. Wraz z rozwojem technologii, przy coraz szybszych prędkościach przełączania (rosnące emisje) i niższych napięciach w obwodzie (rosnąca podatność), EMC coraz bardziej budziło niepokój. Wiele innych krajów uświadomiło sobie, że EMC jest rosnącym problemem i wydało dyrektywy producentom cyfrowego sprzętu elektronicznego, które określają zasadnicze wymagania producenta, zanim ich sprzęt będzie mógł być wprowadzony na rynek lub sprzedany. Organizacje w poszczególnych krajach w Europie i na świecie zostały utworzone w celu utrzymania tych dyrektyw i związanych z nimi norm. W 1979 roku amerykański FCC opublikował rozporządzenie, które wymagało, aby emisje elektromagnetyczne wszystkich „urządzeń cyfrowych” były poniżej pewnych limitów. To otoczenie regulacyjne doprowadziło do gwałtownego wzrostu w branży EMC dostarczającej specjalistyczne urządzenia i sprzęt, oprogramowanie do analizy i projektowania oraz usługi testowania i certyfikacji. Niskonapięciowe obwody cyfrowe, zwłaszcza tranzystory CMOS, stały się bardziej podatne na uszkodzenia ESD, ponieważ zostały zminiaturyzowane i pomimo rozwoju technik utwardzania na chipie, konieczne było opracowanie nowego systemu regulacji ESD.

Epoka nowożytna

Od lat 80. gwałtowny wzrost komunikacji mobilnej i kanałów medialnych wywarł ogromną presję na dostępną przestrzeń powietrzną. Organy regulacyjne zaczęły coraz bardziej ściskać przydziały pasm, opierając się na coraz bardziej wyrafinowanych metodach kontroli EMC, zwłaszcza w dziedzinie komunikacji cyfrowej, aby utrzymać zakłócenia między kanałami na akceptowalnym poziomie. Systemy cyfrowe są z natury mniej podatne niż systemy analogowe, a także oferują znacznie łatwiejsze sposoby (takie jak oprogramowanie) wdrażania wysoce wyrafinowanych środków ochrony i korekcji błędów .

W 1985 roku Stany Zjednoczone wypuściły pasma ISM do mobilnej komunikacji cyfrowej o niskim poborze mocy, co doprowadziło do rozwoju Wi-Fi i zdalnie sterowanych kluczyków do drzwi samochodowych. Podejście to opiera się na przerywanym charakterze zakłóceń ISM i wykorzystaniu wyrafinowanych metod korekcji błędów, aby zapewnić bezstratny odbiór podczas cichych przerw między seriami zakłóceń.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki

Strony internetowe

Ogólne wprowadzenie

Konkretne tematy