تداخل الکترومغناطیسی چیست؟

تداخل الکترومغناطیسی (EMI) نویز یا تداخل ناخواسته در مسیر یا مدار الکتریکی ناشی از یک منبع خارجی است. همچنین به عنوان تداخل فرکانس رادیویی شناخته می شود.تداخل الکترومغناطیسیمی تواند باعث شود که وسایل الکترونیکی ضعیف عمل کنند، خراب شوند یا به طور کامل کار نکنند.در این مقاله از امواج رسان به بررسی کامل مسئله تداخل الکترومغناطیسی می پردازیم با ما همراه باشید.

EMI می تواند ناشی از منابع طبیعی یا ساخت بشر باشد. استفاده از لوازم الکترونیکی با کیفیت بالا، محافظ الکتریکی و تصحیح خطای مدرن می تواند تاثیر EMI را کاهش دهد.

یک مثال رایج از EMI زمانی است که یک تلفن همراه در نزدیکی تجهیزات صوتی برقی یا بلندگو قرار می گیرد و باعث می شود یک نویز یا یک سری بوق شنیده شود.

چه چیزی باعث تداخل الکترومغناطیسی می شود؟

تداخل الکترومغناطیسی به دلیل رابطه نزدیک بین الکتریسیته و مغناطیس رخ می دهد. تمام جریان های الکتریکی یک میدان مغناطیسی کوچک تولید می کنند. برعکس، یک میدان مغناطیسی متحرک جریان الکتریکی تولید می کند. این اصول به موتورهای الکتریکی و ژنراتورها اجازه کار می دهند. علاوه بر این، تمام هادی های الکتریکی می توانند به عنوان آنتن های رادیویی کار کنند. منابع الکتریکی و رادیویی پرقدرت می توانند اثرات ناخواسته ای را در دستگاه های دور ایجاد کنند. همانطور که وسایل الکترونیکی کوچکتر، سریعتر، فشرده تر و حساس تر می شوند، نسبت به این اثرات حساس تر می شوند و باعث ایجاد EMI می شوند.

منابع تداخل الکترومغناطیسی را می توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد:

طبیعی و ساخت انسان.

منابعی در دنیای طبیعی وجود دارند که می توانند میدان های الکتریکی به اندازه کافی قدرتمند تولید کنند که بر دستگاه های الکترونیکی تأثیر بگذارد. رعد و برق می تواند تخلیه های الکترواستاتیک قوی و پالس های مغناطیسی ایجاد کند. طوفان های خورشیدی و شعله های خورشیدی ذرات بسیار باردار ساطع می کنند که می تواند مشکلاتی را در ارتباطات ماهواره ای و زمینی ایجاد کند. شناخته شده است که تشعشعات کیهانی باعث ایجاد انحرافات بیتی در الکترونیک می شود.

EMI ساخت بشر می تواند از جاهای مختلف بیاید. منابع رادیویی و الکتریکی پرقدرت می توانند باعث ایجاد EMI ناخواسته شوند. خرابی یا طراحی نادرست دستگاه های مصرف کننده می تواند باعث ایجاد EMI در دستگاه های دیگر شود. استفاده از یک پالس الکترومغناطیسی برای القای عمدی خطاهای EMI در دستگاه های قربانی نیز یک اقدام تهاجمی احتمالی است.

انواع تداخل الکترومغناطیسی

در EMI یک منبع، یک مسیر و یک گیرنده (یا قربانی) وجود دارد. چندین نوع مسیر یا روش برای انتقال EMI از منبع به گیرنده وجود دارد.

EMI تابشی زمانی اتفاق می‌افتد که یک فرستنده یا دستگاه الکتریکی پرقدرت فرکانس رادیویی را تولید می‌کند که دریافت می‌شود و باعث ایجاد اثرات ناخواسته در دستگاه دیگر می‌شود. اگر EMI وجود داشته باشد و منبع و گیرنده از هم دور باشند، احتمالاً EMI تابشی است. برخی از نمونه‌های آن می‌تواند خرابی مایکروویو آشپزخانه باشد که باعث راه‌اندازی مجدد کامپیوتر می‌شود یا تلفن‌های بی‌سیم قدیمی که باعث قطع شدن وای‌فای می‌شود.

EMI تابشی را می توان به تداخل باند باریک و تداخل باند پهن تقسیم کرد.

EMI باند باریک فقط بر فرکانس رادیویی خاصی تأثیر می گذارد و معمولاً از فرستنده رادیویی است.تداخل الکترومغناطیسی پهنای باند بر بخش بزرگی از طیف رادیویی در فرکانس‌های بسیاری تأثیر می‌گذارد و معمولاً به دلیل عملکرد نادرست تجهیزات ایجاد می‌شود.

تداخل الکترومغناطیسی هدایت شده زمانی اتفاق می افتد که یک مسیر الکتریکی فیزیکی از منبع به گیرنده وجود داشته باشد. این اغلب در امتداد خطوط انتقال برق است. برخی از منابع ممکن است یک موتور بزرگ یا منبع تغذیه باشند. نمونه ای از EMI هدایت شده، روشن شدن تردمیل یا خشک کن لباس است که باعث راه اندازی مجدد کامپیوتر در همان مدار برق می شود.

تداخل الکترومغناطیسی جفت شده زمانی اتفاق می‌افتد که منبع و گیرنده به هم نزدیک باشند، اما به صورت الکتریکی وصل نباشند. EMI جفت شده را می توان از طریق القاء یا خازن منتقل کرد.

تداخل الکترومغناطیسی القایی یا جفت شده مغناطیسی زمانی اتفاق می افتد که میدان مغناطیسی یک هادی جریان ناخواسته ای را در یک هادی مجاور القا کند. نمونه ای از EMI القایی زمانی است که یک کابل برق و یک کابل صدا در نزدیکی یکدیگر هستند و صدای زمزمه روی خط صدا شنیده می شود.

EMI جفت شده خازنی زمانی اتفاق می افتد که دو هادی موازی باشند و یک بار خازنی بین آنها ذخیره کنند. EMI کوپل شده خازنی نیاز دارد که هادی ها بسیار نزدیک به هم باشند و بیشتر در بردهای مدار الکترونیکی یا در گروه هایی از سیم های بسته بندی شده نزدیک که در فواصل طولانی هستند رایج است.
چگونه از EMI جلوگیری کنیم

بهترین راه برای جلوگیری از EMI

استفاده از لوازم الکترونیکی با کیفیت خوب از تامین کنندگان معتبر است. در ایالات متحده، FCC ایجاب می کند که همه دستگاه ها در برابر استانداردهای انتشار آزمایش شوند تا از ایجاد EMI بیش از حد در دستگاه های دیگر جلوگیری شود. قوانین مشابهی در کشورهای دیگر وجود دارد. لوازم الکترونیکی ضعیف، ارزان یا تقلبی ممکن است به درستی آزمایش نشوند یا ممکن است محافظ EM نباشند، که باعث می‌شود احتمال ایجاد EMI در دستگاه‌های دیگر و بیشتر مستعد ابتلا به EMI باشند. تصحیح خطا و فیلترهای مدرن نیز می تواند اثر منابع EMI نزدیک را کاهش دهد.

حسابداری برای EMI در شبکه های پرسرعت مهم است. برای شبکه های سیمی، خطوط برق باید از خطوط داده جدا شوند. کابل های شیلددار و جفت پیچ خورده یکپارچگی سیگنال بالاتری را ارائه می دهند. کابل فیبر نوری را می توان جایگزین کابل های مسی نیز کرد زیرا در برابر EMI حساس نیست. برنامه‌ریزی شبکه‌های بی‌سیم ممکن است نیاز به در نظر گرفتن تعداد و توان سایت‌های انتقال، منابع رادیویی نزدیک و خطوط انتقال پرقدرت داشته باشد.

تجهیزات پزشکی ممکن است دارای الزامات قانونی برای محافظت و آزمایش EMI باشند. همچنین معمول است که بیمارستان ها برای جلوگیری از ایجاد EMI در تجهیزات حساس، تلفن های همراه را خاموش کنند.

در نظر گرفتن EMI هنگام طراحی الکترونیک و بردهای مدار مهم است. این امر به ویژه در دستگاه های مدرن با سرعت بالا صادق است. طراحان تابلو باید مکان و مسیریابی اجزا را در نظر بگیرند. آنها همچنین ممکن است شامل قوطی های محافظ فلزی یا نوار رسانا برای جلوگیری از تأثیر EMI بر اجزای حساس باشند.

در موقعیت‌های بسیار حساس، ممکن است از قفس فارادی برای محافظت از دستگاه یا اتاق در برابر خارج از EMI استفاده شود. تلسکوپ های رادیویی اغلب در مناطق دور از مراکز جمعیتی برای کاهش EMI ساخته می شوند.