1 MAKİNADA BİR HAYALET: EMI (Darren Ashby, Electrical ...

MAKİNADA BİR HAYALET: EMI(Darren Ashby, Electrical Engineering 101, Ankara: Nobel, 2013)Bir şey yapmak için tasarladığınız bir devrenin istemediğiniz şeyleri yaptığı ve bunun neden böyleolduğunu açıklayamadığınız bir durum oldu mu? Daha kötüsü, bunu her zaman değil degezegenlerin belirli bir hizaya geldiklerinde yaptığını gözlemlediniz mi? Devrenize EMI’nin (Emmyde diyebilirsiniz) hayaleti musallat olmuş olabilir. EMI ile başa çıkmak için tecrübeüniversitesinden diploma almak gerek. İşte bu üniversiteye kayıt yaptıracaklar için bazı ders notları.EMI Electromagnetic interference—elektromanyetik etkileşim ifadesinin kısaltılmışıdır.Interference “araya girme” anlamına da gelir ve EMI gerçekten de araya girer. Bu gulyabani ilearamızdaki ilk kuvvet gösterisini hatırlarım. Bir gösterge devresinin tasarımını tamamlamış velaboratuarda denemiştik. Her şey mükemmeldi. Ürün üzerinde de çoğu zaman çalışıyordu.Zamanın %20’inde elektrik motorunu çalıştırdığımız zaman, göstergeye bir haller oluyordu. Tümgece süren bir deneme-yanılma yöntemiyle göstergeyi çılgına çeviren sorunu çözdük ve üretimhattını tekrar devreye aldık. O zamandan beri bir EMI sorununun tanısında ve tedavisinde çok şeyöğrendim. Burada bahsedeceğim şeyler daha önce anlattığım sorun bulma yöntemleriyle birlikte elealındığında iyi iş görürler.Sorun bulma dışında pek az mühendis EMI konusuyla ilgilenmiştir. Gerçekle yüzleşelim: biz gidipEMI aramayız; o gelir bizi bulur. Önce EMI’nin ne olduğu konusuna değinelim.EMI Nedir?EMI devrenize giren istenmeyen bir sinyaldir. Bir elektrik sinyalidir, Ohm Yasası’na uyar ve bütünbu doğaüstü davranışına rağmen o bir sinyaldir. Burası iyi haber! Bunun anlamı, bu gulyabanileritasarımınızdan kovabilirsiniz çünkü bunlar fizik yasalarına uyarlar.Hayaletin YöntemleriÖnce EMI’nin devremize nasıl girdiğine bakalım. İki tane yöntem var: Ya iletim yoluyla ya dayayılım yoluyla. Birincisinde istenmeyen bu sinyal kart üzerinde bir iletken yolla, telle, veya başkabir parça ile sorun çıkardığı yere kadar gelir. İkinci durumda, sinyal teller olmadan yayılır. Sinyalinnasıl girdiğini bilmek önemlidir çünkü çözüm de ona bağlıdır.İletilmiş EMIBunun iletim yoluyla geldiğini nereden bileceğiz? En kolay şey, sorun ortadan kalkıncaya kadarbağlı olan her şeyi teker teker çıkarmak. Örnek olay: Biz bir bilgisayarı bir baskı devreyebağlıyorduk. Hem ses kartının ses çıkışını hem de seri portu kullanıyorduk. Hoparlörlerde rahatsızedici bir zırlama sesi duyuluyordu ve görüntüyle senkronizasyonu kayboluyordu. Seri bağlantıçözülünce zırlama kesildi. Bu olayda toprak çevrimi dediğimiz bir olay vardı. Bu özel bir çeşitiletilmiş EMI. Ben öncelikle bunu tespit etmeye çalışırım çünkü iletilmiş EMI tespiti en kolayolanıdır. Devreniz enerjisini şebekeden alıyorsa, şebeke gerilimini de incelemek gerekebilir. Birkeresinde bir yerde tepegöz devreye alındığında tasarım etkileniyordu.Yayılmış EMIElektromanyetik dalga olarak yayılan etkileri iki grupta inceleyebiliriz: Yakın-alan etkileri ve RF(radyo frekanslı) etkiler.Yakın-alan etkileri de akım ve gerilim etkileri şeklinde ikiye ayrılabilir. Şunu bir kural olarakdüşünün: kaynaktan bir dalga boyu mesafeye kadar olan bölge yakın-alan olarak, bunun dışı da RFalanı olarak düşünülmelidir. Yakın-alan içinde manyetik alanlar akımda değişimlere neden olurlar.Elektrik alanları da gerilimde değişmeye neden olurlar.1

Laboratuar tezgahınızda bulunabilecek bir donanımla basit bir deneme yapalım. Osiloskopprobunuzu alın ve toprak bağlantısını yapmadan havada bırakın (Şekil 6.1) Şimdi probu AC prizinedoğru hareket ettirin. Gerilim seviyesini ayarladıktan sonra ekranda 50 Hz frekanslı güzel bir sinüsdalgası görürsünüz. Osiloskop probu bir dipol anteni gibi çalışır ve elektrik alanındaki değişmelerialır. Şekil 6.2’de görüldüğü gibi probu bir pil şarj aletinin AC girişi yanına getirirsem, hem şebekefrekanslı sinüs dalgasını hem de içindeki anahtarlamalı güç kaynağından kaynaklanan yüksekfrekanslı bileşenleri görürsünüz.Peki, manyetik alanlar ne olacak diye sorabilirsiniz. Manyetik alanlar akımın akışındankaynaklanır. Şu ana kadar, bir kelime ilişkilendirme oyununda akım ve manyetik alan kelimeleriniduyunca ilk söyleyeceğiniz kelime halka olmalıdır. Şimdi de osiloskop probumuzu, toprakbağlantısını probun ucuna tutturarak bir halka antene dönüştürelim (Şekil 6.3)ŞEKİL 6.1EMI Gerilimi Ölçen ProbŞEKİL 6.2Pil şarj devresinin yaydığı EMIProbu duvardaki priz yakınına götürdüğümüzde ekranda artık bir sinüs görünmez. Yeni alıcıanteninizi skopun veya başka bir cihazın güç kablosuna yaklaştırırsanız, kablodaki akımınoluşturduğu manyetik alanı sezebilirsiniz. Benim örneğime bir bakın (Şekil 6.4). Probu dolmaktaolan pilin yanına yaklaştırdım. Ekranda da görüldüğü gibi pek çok darbe görünüyor. Bu yöntemikullanarak ne tür EMI mevcut olduğunu belirleyebilirsiniz. (Pahalı test düzenleri ve spektrumanalizörleri almanıza da gerek kalmaz.) EMI’nin frekansı konusunda da bilgi sahibi olacağınızdan,nasıl bir çözüm bulacağınız konusunda da yönlendirici olacaktır.Bir dalga boyundan daha uzağa gittiğinizde, bir alanın diğeri üzerine olan baskınlığı azalır ve geriyeRF, radyo frekanslı, etkileşim kalır. Sorunun RF kaynaklı olduğunu nasıl bulabiliriz?Şüphelendiğiniz yayıcı kaynağı bir dalga boyundan fazla uzaklaştırmaya çalışın ve EMI etkisininyok olup olmadığına bakın.Özetle, yayılan EMI üç gruba ayrılabilir: yakın alan manyetik, yakın alan elektrik ve uzak alan veyaRF. Bu sınıflandırmanın amacı çözümü kolaylaştırmaktır. Her üç durumda da yayılan EMI iletilenEMI’ye dönüşerek devrenizin çalışmasını etkileyebilir. Çözüm bunun oluşmasını engellemektir.2

ŞEKİL 6.3Prob uçlarıyla bir halka anten oluşturulmasıŞEKİL 6.4Akım probu ile pil yanındaki manyetik alanınsezilmesiİcabına BakKaynağı ne olursa olsun, kariyerinizin bir noktasında EMI hayaletini devrenizden kovmanızgerekecek. Ne zaman bir juju nazar boncuğu 5 asmanız gerekir gibi detaylara inmeden önce, bucinleri şişeye geri koymak için size yardımcı olacak bazı temel hususlardan bahsedelim.Tamir Edebileceğinizi Kanıtlamak için Tekrar BozunEMI’nin bir şekilde ya iletilen ya da yayılan bir elektromanyetik alandan kaynaklandığınıhatırlayın. Bu da arada sırada ortaya çıkar. Bu haliyle takibi oldukça zordur. Bunu bozma kavramıüzerinde duracağız. Belirli bir sorunu çözdüğünüze inanıyorsanız, çözümü eski haline getiripsorunun tekrarlayıp tekrarlamadığına bakmanız gerekir. Bozun tekrar yapın ve tekrar bozun. Bunudaha önce görmüştük. EMI’nin sinsi karakterinden dolayı, bunu yapmanız önemli.İşte bir örnek: Bir keresinde kullandığımız bir göstergedeki titreme olayını yoketmeye çalışıyorduk.Ne olup bittiğini araştırırken, kablo demetinin üzerine bir ferrit parça koydum. Problem çözülmüştü.Problemi çözdüğümü düşünerek, üretim hattındaki tüm makinelere ferrit takmalarını söyledim.Sonra ne olduğunu tahmin edebilirsiniz. Kısa bir süre sonra titreme geri geldi. Daha sonra bununark yapan bir motor fırçasından kaynaklandığını tespit ettim. Ferriti taktığım zaman ile motorfırçalarının düzgün çalışmaya başlaması denk gelmişti. Şimdi artık her sorun çözüşte çözümü eskihaline getirir ve gerçekten çözüm olup olmadığına bakarım. Tamir yapan her mühendise de “eskihaline getirip arızanın geri geldiğini gördün mü?” diye sorarım. Eğer istediğiniz zamanbozamıyorsanız, çözümün geçerli olup olmadığını tam olarak söyleyemezsiniz.(dipnot) ---------------5 Juju boncuğu terimiyle ferrit boncuk ve klemensleri kastediyorum. Ferritlerin EMI sorununusihirli bir şekilde çözüyor olması nedeniyle böyle bir terimi uygun görmüştüm.3

ZAMANLAMA HER ŞEYİN BAŞIÖğrendiğim başka bir şey de bozulmaya yüz tutmuş hasta bir devreyi izlemektir. Bazen daha uygunbir vakitte bakmak için sonraya bıraktığınız olabilir. Sonra bakmaya başladığınızda artık devreninçalışmıyor olduğunu görürsünüz. Tam eylem üzerinde yakalamanız gerekirdi. Bir şeyler olurkenbeklemeyin. Hemen juju kitinizi alarak hayalet aramaya başlayın. Üretim hattında bir şey olur daonu laboratuarda tekrarlayamazsanız, size sürpriz olmasın. Gidin üretim hattında arızayı araştırın.Üretim katında inanılmaz miktarda çok gürültü oluşabilir. Üretimde kullanılan çok sayıda motor vebaşka aygıt pek çok çeşit EMI oluşturabilir. Çalıştığım bir yerde üretim katında bulunan metal birmasa, 5 santimetrelik bir mesafeden benim portatif CD çalıcımın düzgün çalışmasını engellerdi.Masa tavanı tutan bir çelik direğe topraklanmıştı. Sonradan öğrendim ki bu şekilde çelik bir direğeyapılan topraklama ile prizdeki toprak arsında 50 V civarında gürültü gerilim oluşabilirmiş. Masayıprizdeki toprağa bağlamak sorunu çözdü. Çözümü kaldırıp sorunun geri gelip gelmediğine bakmayıihmal etmedim. Gerçekte bunu iki üç kere yaparak sorumun oradan kaynaklandığından emin oldum.EMI sorununu istediğiniz zaman ortaya çıkarmak biraz zordur. Bu nedenle problemin çıktığı yereçıktığı zaman gitmekten korkmayın.BASKI ALTINDABazen hızlı bir çözüm üretmek için baskı altında oluruz. Bu amaçla elinizdeki her şeyi kullanmakisteyebilirsiniz. Eğer çözüm sağlarsanız, eklediğiniz şeyleri birer birer çıkarırsınız. EMI sorunlarıgenellikle bir şeylerin kombinasyonudur. Çözümleri tek tek denerken, kombinasyonun bir çözümgetirebileceği fikrini göz ardı edebiliriz. AC hattında 1 µF kondansatör ve veri kablosunda da ferrithalkaya ihtiyacınız olabilir. Bazen birden fazla şey kullanarak çözüm bulmak durumundaolabilirsiniz.SÜRPRİZLERE HAZIRLIKLI OLUNHat boyunca kullanacağınız bir AC kondansatör sisteminize gelecek gürültüleri çok iyi süzebilir.Bu nedenle aşırı gerilim bastırıcılarında kullanılır. Bu benim için, bir iletişim kablo grubundaki birgürültü sorununu araştırırken komik bir şeyle karşılaşıncaya kadar, kadar mutlak bir gerçekti.Haberleşme hattında bir gürültü vardı ve mühendis arkadaşların birinden cihazı doğrudan prizedeğil de aşırı gerilim bastırıcı üzerinden şebekeye bağlamasını istedim. Gürültü daha kötü birduruma geldi. Neden böyle oldu bilmiyorum ama biz verinin filtrelenmesi ve güvenilirliğiniarttırmak için kullanıyorduk. Olaydan çıkaracağımız ders: Hiçbir şeyi varsayma; hepsinindoğruluğunu dene.Tüm Parçalar Eşit Üretilmez1 MHz frekansta 1 µF ve 0,01 µF kondansatörlerin Xc’si ne kadardır? Hesaplayalım: Xc =1/(2*3,14*1 M * C), üsler birbirini götürür, sayıları çarpıp bölelim, hım hım, ehem. Sonuç olarak0,016 ohm ve 1,6 ohm buluruz. Büyük kondansatör daha çok gürültüyü toprağa iletmeli. Bumükemmel bir dünya değil veya öyle olabilir. Regülatör kataloglarına bak ve önerilen kondansatördeğerlerini söyle. Bir tane büyük bir de küçük, değil mi? Bunun nedeni büyük kondansatörleryüksek frekanslarda küçük kondansatörler gibi davranmazlar. Mükemmel bir kondansatör öyledavranmalı, ama mükemmel kondansatör diye bir şey yok ki! Sadece mükemmel hesaplar vardır.Yol gösterme: Üst kesim frekansı yok etmek istediğiniz bileşene yakın bir kondansatörkullanmanızı öneririm.Başka bir şey daha: Kondansatör üzerinde yazılı değer kondansatör üzerinde yazılı gerilimdeğerinde geçerlidir. Buradan alacağımız ders: Doğru devre elamanına ama yanlış eleman değerinesahip olabilirsiniz. Bunu da deneme yanılma ile çözebilirsiniz.4

Denetimli ÇevreBir testin geçerliliği için çevre koşullarının denetimli olmasının önemini her mühendis bilir. EMIsorununu çözmeye çalışırken bu durumun pek dikkate alınmadığını gördüğüm oluyor. Belki deEMI’nin tekrar edilmesinin çok zor olmasıdır. Bir test ortamında EMI’yi tekrar üretmek içintanımlanmış standart teknikler var. Eğer Avrupa CE gereksinimleriyle uğraştıysanız, EN 61000-4-4gibi birkaç tanesini biliyorsunuzdur. Bu standartın bahsettiği test gerçekten çok yararlı bir testtir:EFTBN testi. Bunun açılımı extremely fast transient burst noise—çok hızlı geçici patlamagürültüsü şeklindedir. Tasarımda EMI bağışıklık sorunlarını bulmada bu test gerçekten iyi birtesttir.EFTBN testi ta 1960lara ve 1970lere uzanır. Geliştirilen bazı tümdevreli saatlerin kullanımsırasında zamanı doğru göstermediği görülmüş. Kimse gürültünün kaynağını tespit edememiş, amadüzenledikleri bir testi geçen saatlerin bir şeyden etkilenmeden zamanı doğru gösterdiklerinigörmüşler. Geliştirilen bu test zamanla EFTBN haline gelmiş. (EFTBN testinden önce UL’ninkullandığı bir ark yağmurunun oluşturduğu gürültüye benzer bir gürültü oluşturur.) Dördüncübölümdeki paslı eğe testini hatırladınız mı? Bu da onun geçerli ve kontrollü olanı.Aynı standartta, başka test protokolleri da bulabilirsiniz. Bunlar arsında statik, hat gerilimiyükselmesi ve başka testler de vardır. Bu standartlara bakarsanız, testin yapıldığı odadaki nemmiktarı bile bir fark oluşturabiliyor. Tüm bu testleri yapacak şekilde laboratuarı donatmak gerçektenpahalıya mal olabilir, ama yapmazsanız, sonuçlarınızdaki değişim size sürpriz olmasın. Kendideneyimlerime göre, statik testi tekrarlaması ve aynı sonuçları elde etmesi en zor olan testlerdenbiridir. Denenen bir devrenin bir seviyeden geçtiğini ve aynı testin aynı devre üzerinde başka birzaman yapıldığında farklı sonuçlar alındığını gördüm. 6Bir uyarıda bulunayım: Devrenizin bağışıklık testlerini geçmesi iyi bir tasarım olduğunukanıtlamaz. Sizi uğraştıracak pek çok başka sorun olabilir. Bu durumda kendinizin bazı özel testlergeliştirip devrenin düzgün çalışmasını garantilemeniz gerekir.Fakirlerin EMI TestleriYukarıda bahsettiğim gibi, kontrollü çevre şartlarını oluşturan teferruatlı bir laboratuar kurmak çokpahalıya patlar. Böyle bir laboratuarda zaman kiralamak da ucuz bir şey değildir. Eğer bütçenizdefazla para yoksa ne yapacaksınız? Kollarınızı yukarı atıp hepsinden vazgeçecek misiniz? Böyle birşey oldukça cazip (özellikle çözemediğiniz bir problemle karşılaştığınız zaman) ama genellikle birseçenek değildir.İçinde bulunup araştırdığım her alanda şöyle bir kural var: 85/15 kuralı (80/20 veya 90/10 şeklindede duymuş olabilirsiniz). Yapacağınız için %85’ini yapmak için toplam çabanın %15’i gerekiyor.Son %15’ini tamamlamak için de %85 çaba gerekiyor. EMI dünyasında da bu kural geçerlidir.Mükemmel kontrollü bir laboratuarınız olmasa da EMI hakkında bir şeyler öğrenebilirsiniz. Kesinbir “geçti” veya “kaldı” demeniz mümkün olmaz.Size daha önce paslı eğe testinin EFT makinesinin bir ucuz ve pasaklı versiyonu olduğunusöylemiştim, ama bu test ne kontrollü ne de güvenlidir. Bu test fakir bir mühendisin yapacağı arkyağmuru testidir. (Ark yağmuru testi yenine geçen EFT testinden önce UL tarafından kullanılırdı.Paslı eğe testi yapmak isterseniz, ortaya çıkacak kaza ve yaralanmadan sorumlu olmayacağımı vehiç tavsiye etmediğimi tekrar belirteyim. Firmanızı bir EFT test makinesi almaya ikna etmelisiniz.Birkaç bin dolar para harcarsınız ama laboratuardaki ekranlama ve çevresel kontrolgereksinimlerinden kurtulmuş olursunuz. Bunun yanında, mühendislerin paslı eğelere tel sürtmelerikonusunda endişelenmeyeceğim için geceleri daha rahat uyuyabilirim.(dipnot) ------------------6 Burada öğreneceğimiz ders, devrelerin nemli günlerde statik testlerini daha kolay geçmeleridir.5

Mangallarda kullanılan Piezo ateşleyicileriyle ucuz ve pasaklı statik elektrik testlerini duydum;bunlar 15–20 kV kadarlık statik şok veriyorlar. Kuru bir günde Lycra şortlarla 5–10 kV şoklar daelde edebilirsiniz. (Dikkatli olun—iş arkadaşlarınız sizi bisiklet şortları ve uzun çoraplar içindebaskı devreyi teste taşırken görürlerse, acayip bakışlara hedef olabilirsiniz.)Tekrar edeyim, bir statik tabancasını nem-kontrollü zemini topraklanmış bir laboratuardan çok dahaucuza temin edebilirsiniz, ve %80 kontrolü de sağlamış olursunuz.Hatlardaki aşırı gerilimleri, AC motorları basit bir anahtarla devreye alıp çıkarmak suretiyleoluşturabilirsiniz. Koçtaş veya Tekzen mağazasından alacağınız bir AC fan böyle bir gürültününkaynağıdır. Tekrar edeyim, bu yöntemle gürültü seviyesini kontrol edemezsiniz ama tasarımınızınEMI karşında nasıl davranacağı hakkında bir fikriniz olur.Genel olarak, tasarımınızı detaylı olarak tamamlamalısınız. Mümkünse biraz para harcayarak bazıtest donanımı satın alın, ama EMI testleri için bir servet harcamanız gerekmez. Laboratuardaiyileştirmeler yapabilirsiniz ve sertifika için yetkin bir laboratuara devrenizi götürdüğünüzde herşey hazır olmuş olur.Jujuyu Hayal Ederim.EMI’ye karşı savaşta tecrübenin rolü çok önemlidir, ama her şeyi zor yolla öğrenmek zorundadeğilsiniz. Başkalarının hatalarından da bir şeyler öğrenebilirsiniz. Konu hakkında okuyabilecekleriokuyun ama bir hususta dikkatli olun: bu hususta farklı görüşler var. Kendi devrenizi ilgilendirenbir hususta bulduğunuz şeyleri “Tanrı sözü” gibi algılamayın.Doğası ve karmaşıklığıyla EMI zincir takmanız gereken bir ayı gibi olabilir. Bazı çözümlerinbaşkalarının sorunlarını çözde de sizin için iş görmeyebileceğini göreceksiniz. Bu sorununçözmenin yolu yaptığınız şeylerle ilgili dokümantasyon hazırlamak, bulduğunuz çözümlerle ilgilineden ve sonuçları yazmaktır. Gerektiğinde bunlara bakın ve güncelleyin. Kendiniz bir “JujuGünlüğü” tutun. (Laboratuar defteri gibi bir şey olur herhalde.) Zaman gelecek bazı çözümlerinürünleriniz için iyi çözümler olduğunu göreceksiniz. Bu bilgiyle donanmış olarak, bu tür sorunlarıdaha kolay ve çabuk çözersiniz. Bir süre sonra bazı sorunları önceden tahmin etmeye başlarsınız.Gecenin yarısında bir çözümle uykudan uyandığım zamanlar bile olmuştur. Çok da aşırıyagitmeyin; tüm rüyalarınızın Juju boncukları ve baskı devreleriyle ilgili olmasını istemezsiniz.HavadaEMI’yı havada durdurmak isterseniz devreniz için bir çeşit ekranlama kafesi yapmanız gerekir.Bunun anlamı, tasarımınızı iletken bir kutuya koymak durumunda olursunuz. Kutunun deliklerininveya kafesin aralıklarının istemediğiniz RF sinyalinin dalga boyundan daha küçük olması gerekir.Eğer yakın alan ise, kutuda bazı değişiklikler söz konusudur. Bazen korumaya çalıştığınız devre ilegürültü kaynağı arasına topraklanmış bir levha koymanız yeterli olur. Manyetik alanlar veya akımetkileri için demir kafesler iyi iş görür. Gerilim etkileri veya kapasitif etkiler için iletken cisimler işeyarar. Yaklaşımınız ne olursa olsun, EMI’yi havada durdurmak isterseniz, bir çeşit kafes veyakalkan gerekecektir. Deneme yanılma da kaçınılmaz bir yöntem olur. Bu en pahalı çözümdür. Bunedenle, kafes içine almayı son çare olarak düşünürüm. Önce kablo veya tele giderim.TeldeGünün sonunda, tüm EMI iletilmiş hale dönüşür. İletilmiş hale geçmeden hiçbir şeyi etkilemez.Yakın alan ve RF gürültüleri, eğer sinyalinize ve devrenize zarar vermiyorsa, önemli değildir. Bunedenle iletilmiş EMI ile nasıl uğraşılacağı önemlidir. Baskı devre ve devre tasarımının ne kadarönemli olduğu böylece öne çıkmış oluyor.Baskı devre ve devre tasarımında EMI’yı iletken tellerde durdurmak için kullanabileceğiniz bazıönemli kurallar aşağıda verilmiştir.6

Zayıf Akımlı (Güçlü) Sinyaller Kolayca Bozulabilirİşaretin gürültüye oranı (SNR) güce göre tanımlanır, hem akım hem de gerilim işin içindedir. Çoğuzaman gerilimi sabit tutar akımın değişmesine izin veririz. Bu ve güç harcamayı azaltma gayretleriçok düşük düzeyde akımların oluşmasına neden olur. Eğer sinyal güç seviyesi çok düşük olursa,sinyalin bozulması da kolay olacaktır.Örneğin, parmağınızı 49 kuruşluk su tabancasının püskürttüğü suya değip suyun akışınıdeğiştirebilirsiniz—sinyalin bozulması. Bunu bir de yangın hortumuyla denerseniz, elinizi bilekaybedebilirsiniz.Pek çok durumda, havada yayılan sinyaller devrenizce alındığında güçleri çok düşüktür. Bunlarıkolayca yok edebilirsiniz: Devrenizde akımı arttırarak sinyal gücünü yükseltin—yangın hortumunadönüştürerek bozulmasına izin vermeyin.120 cm uzunluğundaki kabloya 1 meg yukarı bağlantı direnciyle bağlanmış bir algılayıcıyı ele alın.Yukarı bağlantı direncini 10 kohm’a indirip ne olacağına bakın. Alışık olduğumuz 4/10 mA akımhalkalarının çok gürbüz olmalarının bir nedeni budur. Bunlar kolay etkilenmezler.İlave akımı kotaramayacaksanız, bastırmaya çalıştığınız frekansta empedansı düşük olan,sinyalinizin sahip olduğu daha düşük frekanslarda da empedansı yüksek olan bir elemanaihtiyacınız olacak. Bunlardan piyasada var: kondansatör diyorlar. Bunlardan birini ilgilendiğinizalgılayıcının arkasına koyarsanız belirli bir frekansta bir yük oluşturur; böylece istenmeyen sinyalinistenilen sinyali etkilemesi zorlaştırılmış olur.Anteni Bulun ve KırınDevrenizdeki sinyal gücünü arttırmak, gürültü ile sinyal aynı frekansta değilse işe yarar. Frekanslaraynı ise, anten görevi görebilecek şeylere bakmanız gerekir.Gerçekte elektronik dünyasında her şey bir antendir. Sorun bir şeyin ne kadar iyi bir antenolduğudur. Önce antenin ne olduğuna bakalım.Anten yayılan elektromanyetik alanı iletilen bir sinyale dönüştürür. İki çeşit anten vardır: dipoldediğimiz bir çubuk ve topraktan oluşan anten ve halka dediğimiz—tahmin ettiğiniz gibi—bir telhalkasından oluşan anten. Daha önce osiloskop probunu iki çeşit antene dönüştürmeyi öğrenmiştikve etraftaki bazı EMI’lere bakmıştık. Halka anten manyetik alanı almada oldukça etkilidir. Dipolanten de kapasitif etkileri iyi toplar. RF seviyelerinde çok sayıda eşitlik ve yükleme formüllerivardır ve detayları bu kitabın kapsama alanı dışına çıkar. RF sinyalinin her iki anten türüncealınabileceğini söylemekle yetinelim.Burada tasarımınızda anten görevi görecek kısımları tespit etmek önemlidir. Bunları bulunca neyapacağınıza karar verirsiniz.Bazen devredeki iletim EMI etkilerini araştırırken bilmediğiniz bir anten tespit edebilirsiniz.Örneğin, uzunca bir teli çıkardığınızda sorun çözülebilir. Bu şey benim başıma bir kaç kere geldi.Statik boşalmanın olduğu bazı bağlantıları çözdüm. Problem çözülmemişti. Bağlantısı çözülen tellertamamen çıkarıldıktan sonra sorun çözülmüştü. Bu bağlantı telleri anten görevi görüyordu.Devrede dipol anteni görevi yapan şeyler genelde kablolardır. Bunların etrafına bir ferrit boncukkoymak bu kablolardaki yüksek frekanslı bileşenleri yok eder. Çeşitli kablolar üzerinde bulunanküçük kabarcıklı şeylerin neden kullanıldığını öğrendiniz şimdi.7

Halka antenler baskı devrenin kendisinde bulunur. Frekans ne kadar büyük olursa, o kadar küçükbir halka anten görevi görür. Genel olarak bu halkalar ne kadar küçükse o kadar iyi olur. Bunuiyileştirmenin yolu, paranız varsa, dört katmanlı baskı devre kullanmanızdır. Bu katmanlardan biritoprak diğeri Vcc olur. Aradaki katmanlar korunmuş olur. Eğer dört katmanlı baskı devreye paranızyetmiyorsa, tek veya çift katmanla aynı işi yapmayı öğrenmeniz biraz zaman alır. Eğer PCBtasarımı yapıyorsanız, bu konuda bir kursa gitmenizi öneririm. Bu hususta piyasada pek çokeğitimci var.Genel bir kural olarak , iyi vericiler aynı zamanda iyi alıcılardır. Devrenizi çalıştırır ve osiloskopproblarıyla kuvvetli EMI yayan noktaları veya kabloları bulabilirsiniz. Böylece sorunun nerelerdeolabileceği konusunda iyi bir fikriniz olur. Daha hassas olmak isterseniz, biraz yatırım yapın veözel problar alın. EMI’yi durdurmak için devrenizde anten görevi yapan kısımları bulun ve bunlarıkırın (kötü anten haline getirin).Özetlemek Gerekirse…EMI’yi engelleme için basit bir yaklaşım yoktur ve deneyimin önemi çoktur. Sorunu çözmek içinyeni şeyler denemekten korkmayın. Çeşitli bilgi kaynaklarını araştırarak bilgi edinin. Bulacağınızbilgiler eksik kalacaktır. Yöntemler ve yaklaşımlar konusunda da herkes aynı fikirde değildir.Devrenizde ne iyi iş görürse o çözümü uygulayın.Son bir not daha: EMI’yi uzak tutmak için yapacağınız her şey kendi devrenizin ürettiği EMI’yiiçerde tutmaya da faydalı olacaktır. Bütün bunlar günden güne zorlaşan EMI standartlarına uyumtesti sırasında gündeme gelir. Devrelerinizi daha az etkilenir yapmalısınız. Anten görevi görecekkısımları iyice araştırmanız ve varsa kırmanız, hiçbir şey işe yaramazsa devrenizi kafes içinekoymanız uygun olacaktır.Aşağıdaki Temel Kuralları kullanarak makinedeki hayaleti çıkarmayı deneyin.Temel Noktalar• EMI iki biçimde gelir: iletilmiş ve yayılmış olarak.• Yayılmış olanı yakın alan ve RF şeklinde ikiye ayrılır.• Yakın alan etkileri manyetik veya elektrik şeklinde olabilir.• EMI’nin ne türde olduğunu belirlemeniz uygulayacağınız çözümü belirmenizde yardımcıolur.• Birer birer devreden bağlantıları çözerek, EMI’nin kaynağını bulmaya çalışın.• Tamir ettiğiniz şeyi tekrar bozduğunuzda sorun geri geliyor mu?• Sorunun nerede ve ne zaman oluştuğunu tespit edin.• Devrede kullanılan parçaların mükemmel olmadıklarını hatırlayın.• Çözümlerinizin kaydını tutun.• Düşük akımlı sinyaller kolayca bozulabilirler.• Antenleri bulun ve işlevsiz hale getirin.• Dipol antenleri yükleyerek elektrik alanlarını durdurun.• Baskı devredeki halkaları küçük tutarak manyetik alanları durdurun.• İyi EMI yayıcılar iyi yayın alıcılardır.• Hiçbir şey işe yaramıyorsa, ekranlama kafesi kullanın.8