Revista 05 - Wiki do IF-SC

Energia
Atual
LIMITES DE EMISSÕES
DE EMI REGULADOS
PELAS NORMAS
Todas as normas de emissão para
equipamentos comerciais têm um
único objetivo: impedir que o equipamento
cause interferência em um
receptor de rádio ou TV próximos.
Para isso, elas estabelecem limites de
emissões de EMI.
Algumas hipóteses foram assumidas
para elaborar essas normas, as
quais são apresentadas na figura 1.
• Até 30 MHz, assume-se que
as emissões são conduzidas; acima
disto, entende-se que são irradiadas.
• Em ambientes domésticos, resolveu-se
que um computador terá uma
separação mínima de 3 metros de um
receptor de rádio ou TV.
• Em ambientes comerciais, a
separação mínima será de 30 metros
e, além disso, exigisse a existência de
uma parede entre os dois, que provê
atenuação adicional.
• A interferência causada pelo
equipamento deverá provocar um
campo elétrico 10 vezes menor do
que o sinal desejado para uma boa
recepção.
• O campo elétrico do sinal pretendido
para uma boa recepção, em
um cenário urbano, fica entre 1000 e
2000 µV/m.
Duas categorias foram definidas
para a compatibilidade de equipamentos
a estas normas:
• Classe A, onde a distância entre
o equipamento e o receptor é de 30
metros e, ademais, uma atenuação
de 10 dB é assumida em função da
parede que separa o equipamento do
receptor.
• Classe B, onde a distância entre
o equipamento e o receptor é de 3
metros.
A classe B, mais rigorosa, aplica-se
para equipamentos em ambientes
domésticos; enquanto que a classe A
aplica-se a equipamentos em ambientes
comerciais. Esses limites funcionam
bem na maior parte das
aplicações, entretanto, aplicações militares,
aviônicas e automobilísticas
possuem limites que podem ser até
1000 vezes mais rígidos do que esses.
Ou seja, nem sempre essas normas
irão garantir que não haverá problemas.
F.2 Conteúdo de harmônicas de sinais de clock.
TÓPICOS-CHAVES
SOBRE EMISSÕES
Antes de abordar técnicas de projeto
para evitar emissões excessivas,
devemos compreender alguns tópicos-chave
sobre emissões.
Antenas e transmissores escondidos
No artigo anterior, sobre imunidade
a RFI, introduzimos os conceitos
de antena e receptores escondidos.
No caso de emissões, criam-se os
conceitos de antena e transmissores
escondidos.
Nas duas situações, as antenas
escondidas geralmente são as
mesmas. Cabos externos ao equipamento
e descontinuidades na blindagem
são as mais comuns. Todavia,
em alguns casos, cabos internos e a
placa de circuito impresso do equipamento
também podem agir como
antenas escondidas. Isto é particularmente
pior quando ocorrem ressonâncias,
que podem amplificar de forma
drástica as radiações emitidas.
Os principais transmissores escondidos
são “clocks” e outros sinais altamente
repetitivos, que contêm grande
quantidade de harmônicas. Uma dica
para localizar estes transmissores
ocultos é que as emissões por harmônicas
acontecem em freqüências
múltiplas da freqüência fundamental
do “clock” ou outro transmissor escondido
(2x, 5x, 10x, etc.). Contudo, como
alguns sistemas dividem internamente
seu “clock” fundamental, podem aparecer
valores fracionários da freqüência
fundamental (2,5x, etc.). A figura
2 ilustra dois sinais de clock, tanto no
domínio tempo (à esquerda) como no
domínio freqüência com escala logarítmica
(à direita). Na parte superior,
observa-se uma onda quadrada perfeita
(tempo de subida = 0) e na parte
inferior, mostra-se uma onda trapezoidal
(tempo de subida = ts). Os dois
sinais têm “duty cycle” de 50% (t/T =
0,5), onde T é o período do sinal.
No mundo real só existe a onda
trapezoidal, pois não é possível ter
um tempo de subida nulo. Observa-se
inclusive, que do ponto de vista de
emissões, isto é bom. Acima da freqüência
1/πts, a amplitude de harmônicas
começa a cair mais rapidamente,
numa taxa de 40 dB por década
(isto é, um decréscimo de 100 vezes
na amplitude a cada aumento de
10 vezes na freqüência). Se fosse
uma onda quadrada perfeita, haveria
uma diminuição de apenas 20 dB por
década (10 vezes a cada aumento de
10 vezes na freqüência).
Aumentar o tempo de subida (ts)
pode ser chamado de “conservação
do domínio freqüência”, isto é, não
emita altas freqüências se você não
precisa delas. Se o seu sistema pode
operar com determinado tempo de
subida no clock, não tente diminuí-lo
muito além disso. Pelo contrário, você
pode até acrescer o tempo de subida
de seu clock, caso exista margem para
isto, utilizando circuitos mais lentos
ou algum tipo de filtros (por exemplo,
capacitores).
Mecatrônica Atual nº11 - Agosto - 2003
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