Revista 05 - Wiki do IF-SC

Energia
Atual
F.3 Placa multilayer X Placa de 2 layers.
mas relacionados a cabos e conectores
são a maior razão para falhas
em testes de emissão irradiada. Você
deve considerar cabos e conectores
conjuntamente, como um sistema, e
não como componentes individuais.
Acima de 10 MHz, deve-se usar
blindagens e conectores de alta qualidade
(não esqueça de considerar as
harmônicas que podem estar acima
de 10 MHz). No caso de cabos,
recomenda-se utilizar blindagens do
tipo “malha sobre folha”. Quanto aos
conectores, deve-se prover uma cobertura
de 360 . Toda conexão deve ser a
prova de “vazamentos” de RF: blindagem
ao conector, conector a conector,
e conector ao chassis. Não use conexões
através de fio entre blindagem
e conector ou chassis, pois tais fios
apresentam alta indutância em alta
freqüência.
Se você não puder blindar, então
filtre. Pequenos filtros de alta freqüência,
feitos de ferrites ou capacitores
de bypass, funcionam bem. Mantenha
seus terminais curtos e conecte capacitores
de bypass diretamente ao terra
do sinal (não no terra do chassis - ver
seção abaixo, sobre aterramento de
RF).
Não se esqueça dos cabos internos,
que atuam como antenas indesejáveis.
Tenha cuidado na rota destes
cabos, mantendo-os longe de ranhuras
e fendas do chassis.
Aterramento de RF
A indutância é o grande vilão do
aterramento de RF. Geralmente, os
projetistas se preocupam com a resistência
do aterramento, e esquecem
da indutância. Os efeitos indutivos em
geral prevalecem sobre os resistivos
em quase toda a banda de freqüência,
tipicamente acima de 10 kHz. Como
regra geral, um condutor de seção circular
tem indutância própria de aproximadamente
10 nH/cm. Por exemplo,
na faixa de 100 MHz, um condutor
AWG 12 com 10 cm tem reatância
indutiva de 50 Ω e resistência da
ordem de poucos mΩ. Empregar tiras
metálicas ao invés de fios é bastante
eficiente para reduzir a indutância,
mas a relação de aspecto é importante
(recomenda-se uma relação de
3:1 entre comprimento e largura).
Onde você aterra é tão importante
quanto como aterra. Ao lidar com
aterramento de RF contra emissões,
geralmente utiliza-se o terra de sinal
para que o ruído volte para sua fonte,
ao invés de ser encaminhado para o
cabo e chassis. Portanto, se empregar
filtros, estes também deverão ser aterrados
no terra do sinal. Esta situação
é diferente quando estamos preocupados
com imunidade a RF, pois
neste caso aterramos no terra do
chassi. Quando nos preocupamos
tanto com emissões quanto com imunidade,
podem ser necessários dois
filtros, um aterrado no terra do sinal
(emissões) e outro no terra do chassis
(imunidade).
Correntes de modo comum no
terra do circuito podem contribuir para
emissões. Neste caso, é interessante
fazer uma conexão sólida entre o terra
do circuito e o terra do chassis (assumindo
chassis metálico), na área dos
conectores de entrada e saída. Ou
ainda melhor, aterre sua placa de alta
velocidade em múltiplos pontos, através
de conexões largas, grossas e
curtas (baixa indutância).
Blindagem de RF
A maior parte dos sistemas de
alta velocidade precisa de alguma
blindagem para controlar emissões.
Embora os valores exatos variem de
sistema para sistema, alguns valores
típicos para equipamentos atuais são
os seguintes:
• equipamentos comerciais: 30 a 60
dB (atenuação de 30 a 1000 vezes)
• equipamentos militares: 60 a
90 dB (atenuação de 1000 a 30000
vezes)
• situações especiais: 90 a 120
dB (atenuação de 30000 a 1000000
vezes)
Geralmente, 120 dB é um limite
máximo atingível para a maior parte
dos chassis. Muitas vezes, coberturas
finas de metal garantem bons
níveis de blindagem entre 10 kHz e
10 GHz. Folhas de alumínio provêem
no mínimo 90 dB nesta faixa de freqüência.
Entretanto, estas coberturas
finas não são efetivas contra campos
magnéticos de baixa freqüência, tais
como aqueles gerados por um circuito
de deflexão magnética. Neste caso,
são necessários aço ou outros materiais
ferrosos, com maior espessura.
Geralmente, isto não é um problema
acima de 20 kHz. Emissões de baixa
freqüência não são pontos de interesse
para equipamentos comerciais,
mas podem ser vantajosas para alguns
equipamentos militares.
Ranhuras e fendas liquidam com
a blindagem. Estas descontinuidades
agem como antenas indesejáveis, e
reirradiam energia de alta freqüência.
Por isso, deve-se manter cabos internos
longe de tais fendas. Ademais, é a
maior dimensão da fenda que importa,
e não sua área. Deve-se manter estas
fendas com dimensão abaixo de 1/20
do menor comprimento de onda de
interesse, isto é, da maior freqüência
gerada (não esquecendo das harmônicas).
Cabos de entrada e saída que
penetram no sistema, se não forem filtrados,
também liquidam com a blindagem.
Todos devem ser ou aterrados
no chassis, ou filtrados com filtros
de alta freqüência. Obviamente, não
é possível aterrar cabos de sinal ou
energia, mas sim filtrá-los.
Bibliografia
CONCLUSÃO
Este quarto artigo da série sobre
EMC/EMI abordou problemas de
emissões de RFI, suas causas e
maneiras de contorná-los. Artigos
subseqüentes desta série prosseguirão
abrangendo tópicos relacionados
como componentes, blindagem e aterramento.
- Daryl Gerke e Bill Kimmel
EDN: The Designer’s Guide to
Electromagnetic Compatilibity
Kimmel Gerke Associates Ltd.
*Osmar Brune é projetista de produtos e sistemas
da Altus Sistemas de Informática.
Mecatrônica Atual nº11 - Agosto - 2003
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