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Elektromagnetische Störungen

Übersicht

Einführung

Elektromagnetische Interferenzen (EMI), auch als Hochfrequenzinterferenz (RFI) bezeichnet, wenn sie in Hochfrequenz auftreten, werden durch unerwünschte abgestrahlte elektromagnetische Felder oder geführte Spannungen oder Strom aus einer externen Quelle verursacht, was den sicheren und stabilen Betrieb eines elektronischen Geräts beeinträchtigt. Solch eine Störung kann von jedem künstlichen oder natürlichen Gegenstand hervorgerufen werden, der sich rasch verändernden elektrischen Strom überträgt, wie ein Stromkreis, die Sonne oder das Nordlicht. Diese Beeinträchtigung oder Störung kann die effektive Leistung eines elektronischen Geräts unterbrechen, behindern, begrenzen oder vermindern. Diese Effekte können von einer einfachen Leistungsminderung bis hin zu einem vollständigen Datenverlust oder schlimmstenfalls von Gerätefehlern reichen.

Um diese potenziellen Leistungsprobleme zu vermeiden, beinhaltet das Design elektronischer Geräte meist verschiedene Materialien, die eine stabile Leistung bei EMI unterstützen.

Ein Beispiel dieses Designs ist die besondere Installation eines Abschirmungsgehäuses und von Erdungsdichtungen, wie in Abbildung 1 veranschaulicht.

EMI-Quellen

Elektromagnetische Störungen können aus zahlreichen verschiedenen Quellen stammen und auf verschiedene Weise kategorisiert werden. EMI-Quellen können natürlich oder künstlich sein. Sie können nach Dauer wie kontinuierliche Interferenz oder Impuls "Lärm" (Lärm bedeutet Interferenz) oder kategorisiert nach Bandbreite (schmale oder breite Band) kategorisiert werden. Wie kommt es zu EMI? Normalerweise treten elektromagnetische Störungen durch einen Kopplungsmechanismus (oder -pfad) auf, der durch eines der folgenden Modelle ausgelöst wurde. Die allgemeine Kopplungstheorie ist in Abbildung 2 dargestellt.

Conduction durch elektrischen Stromeffekt: Geführtes Rauschen wird zwischen zwei oder mehr Komponenten durch Verbindungsdrähte wie ein Netzteil oder Erdungsdrähte gekoppelt. Eine häufige Impedanzkopplung entsteht, wenn Ströme aus zwei oder mehr Schaltkreisen durch dieselbe Komponente oder Schaltung fließen. Die meisten durchgeführten Kopplungzwischen Geräten tritt durch Wechselstromleitungen auf.

Strahlung durch elektromagnetische Wirkung: Im Nahfeldzustand werden die E-Feld-Kopplung (elektrisch) und die H-Feldkopplung (magnetisch) getrennt diagnostiziert (hauptsächlich bei elektrischen Feldproblemen). Im Fernfeldzustand wird die Kopplung als ebene Welle behandelt (hauptsächlich bei abgestrahlten elektromagnetischen Feldproblemen).

Induktion durch elektrische Feld- oder Magnetfeldwirkung:

  • Induktive Kupplung: Die Magnetfeldkopplung wird durch den Stromfluss in Leitern verursacht. Der Kopplungsmechanismus kann von einem Transformator modelliert werden.
  • Kapazitive Kopplung: Die elektrische Feldkopplung wird durch einen Spannungsunterschied zwischen den Leitern verursacht. Der Kopplungsmechanismus kann von einem Kondensator modelliert werden.

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