Guía Completa sobre Compatibilidad Electromagnética (CEM): Conceptos Clave y Soluciones

Efectos de la Longitud de Conductores en la Impedancia

Cuando la longitud de los conductores de masa coincide con los múltiplos impares de lambda/4, la impedancia puede llegar a ser muy alta (componente inductiva muy alta). En este caso, el conductor actuará como una antena (circuito abierto) y no como tal, dando lugar a la aparición de circuitos resonantes.

Concepto de Discordancia en la Banda de Rechazo

La desadaptación de impedancias en la banda de rechazo debe ser máxima.

Componente Pasivo con Mayor Impacto Negativo

El transformador es el componente pasivo cuyas imperfecciones tienen las repercusiones más negativas.

Parámetros para Medir la Efectividad de un Filtro

La efectividad de un filtro se mide a través de las pérdidas de inserción en modo común y en modo diferencial.

Origen de Bucles de Corriente por Puesta a Tierra Incorrecta

Un bucle de corriente surge por la aparición de tensión en modo común debido a las impedancias comunes en las líneas de retorno.

Tipos de Receptores de Perturbaciones

• Circuito analógico (receptor de radio)
• Circuito digital (pirotecnia)
• Receptor optoelectrónico (seres vivos)

Tipos de Pérdidas en Superficies Metálicas

• Pérdidas por reflexión (distintas para el campo cercano y lejano)
• Pérdidas por absorción (iguales para el campo cercano y lejano)

Tipos Comunes de Apantallamiento de Cables

Un cable apantallado está cubierto con mallas de tejido metálico.

Tipos de Apantallamiento:

• Laminado: Para niveles ambientales de EMI reducidos. Se usa para protegerse del acoplamiento inductivo.
• Trenzado: Aplicaciones informáticas. Para protegerse del acoplamiento por conducción.
• En espiral: Cables de micrófono y aplicaciones donde la flexibilidad es importante. Para protegerse del acoplamiento y en conducción solo en audiofrecuencias.
• Combinado: Para niveles de EMI muy elevados, por ejemplo, señales de video. Acoplamiento por conducción en HF y contra ESD.

Tipos de Cables Comunes, Características y Empleo en Frecuencias

• Par trenzado: Solución más económica pero de pobres características. Bajas frecuencias.
• Coaxial: Selección obligada a muy altas frecuencias.
• Paralelo: Bien equilibrado y válido para bajas frecuencias.
• Plano: Más flexible y ligero, pero con mayor diafonía.

Métodos para Reducir las EMIs por Acoplamiento Inductivo

Para reducir las EMIs ocasionadas por acoplamiento inductivo, se debe:

• Actuar sobre el origen, camino, acoplamiento y receptor.
• Reducir variaciones de corriente (disminuir di/dt).
• Intentar minimizar los campos perjudiciales.
• Reducir la captación efectuada en el circuito interferido, minimizando el área de sus bucles.

Casos Comunes de Transitorios

• Transitorios en contactos de relés, contactores o interruptores electromecánicos en general (MECÁNICO).
• Transitorios en conmutadores estáticos, semiconductores o válvulas que realizan las funciones de interruptor.
• Transitorios por descargas eléctricas.

Preocupación del Campo Magnético en Baja Frecuencia

En baja frecuencia, el campo magnético es motivo de preocupación porque es difícil de apantallar debido a su baja efectividad.

Parámetro que Dificulta Despreciar los Acoplamientos

La alta frecuencia es el parámetro que causa que cada vez sea más difícil despreciar los acoplamientos.

Relación entre Blindaje, Permeabilidad y Conductividad

Un blindaje hecho de un material de alta permeabilidad es un buen absorbente. Un blindaje hecho de un material de alta conductividad es un buen reflector.

Posibilidades de Conexión a Masa de un Cable Apantallado

Las posibilidades de conexión a masa de un cable apantallado son: ninguna conexión, conexión en un solo extremo o conexión bilateral.

Concepto de Masa Híbrida

Una masa híbrida es aquella que se comporta diferente a distintas frecuencias. A altas frecuencias se comporta como una multimasa, y a bajas frecuencias todo el circuito a un mismo punto.

Concepto de Acoplamiento Electromagnético y Modos

El acoplamiento electromagnético son los modos de actuación de las perturbaciones electromagnéticas sobre elementos electrónicos. Los modos son: por impedancias comunes, capacitivo, inductivo y radiación electromagnética.

Clasificación de las EMIs según el Medio de Propagación

Las EMIs se clasifican en conducidas, radiadas y acopladas.

Características de los Circuitos Impresos

Desde un punto de vista mecánico, deben ser perfectamente rígidos, y desde un punto de vista eléctrico, deben ser totalmente aislantes.

Características del Aislante Electrostático y Materiales Adecuados

El aislante electrostático debe incluir todos los elementos a proteger, tener una alta conductividad y conectarse a un potencial constante. Los materiales adecuados son: cajas metálicas, juntas eléctricas, pinturas conductoras, cables apantallados y láminas metálicas.

Distribución Típica de un Amplificador de Acoplamiento por Transformador

La distribución típica de un amplificador de acoplamiento por transformador es: amplificador de entrada, modulador, demodulador, T16, Tr5.

Recomendaciones para la Instalación de un Filtro de Red

Para la instalación de un filtro de red, se recomienda:

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

Clasificación de las EMIs según Propagación y Captación

Las EMIs se clasifican en:

• Simétricas (modo diferencial): Se superponen a la señal útil.
• Asimétricas (modo común): No existirían EMIs si el CMRR fuese infinito.

Problemas de la Puesta a Masa en Subsistemas Electrónicos Diferentes

La puesta a masa en subsistemas electrónicos diferentes puede causar la formación de bucles de tierra y sus correspondientes perturbaciones por acoplamiento en impedancias comunes.

Actores Principales de las EMIs y Modo de Abordarlos

Los principales actores de todo fenómeno de EMIs son:

• Fuentes o generadores de EMIs.
• Caminos de acoplamiento.
• Receptores de EMIs.

Los modos de abordarlos son:

• Eliminar las EMIs.
• Insensibilizar el receptor.
• Disminuir la energía transmitida a través del canal.

Causa del Acoplamiento Capacitivo

El acoplamiento capacitivo se debe a la capacidad que existe entre los conductores de un sistema perturbado y la fuente de interferencias, lo que origina una modificación en las distribuciones de carga de los demás conductores.

Tipo de Cable para Protegerse de Acoplamientos por Conducción

Para protegerse de acoplamientos por conducción en general, se usaría un cable apantallado con blindaje trenzado.

Clasificación General de las EMIs

Según la respuesta del sistema indefinido, las EMIs se clasifican en:

• Activas: Cuando dan lugar a respuesta del sistema como si este hubiese recibido una señal válida de control.
• Pasivas: Cuando una señal válida de control es inválida a causa de las EMIs.

Según su origen, las EMIs se clasifican en:

• Naturales: Por descargas atmosféricas, electrostáticas, ruido cósmico, radiaciones naturales.
• Artificiales: Por el funcionamiento de otros dispositivos o sistemas electrónicos.

Según el medio de propagación, las EMIs se clasifican en:

• Conducidas: El medio de propagación es un conductor que une la fuente con el receptor afectado (cables de alimentación o de señal, cables de protección, pantallas, chasis metálicos).
• Radiadas: Se propagan a través de campos electrostáticos o electromagnéticos.
• Acopladas: Caso particular de radiadas, acoplamiento inductivo o capacitivo.