В чем вред электромагнитного монитора

Обновлено: 21.11.2024

Увеличение плотности беспроводной связи и развитие технологии радиочастотной идентификации (RFID), в частности, повысили восприимчивость пациентов, оснащенных устройствами для мониторинга сердечного ритма (CRMD), к электромагнитным помехам окружающей среды (EMI). Несколько организаций сообщили о наблюдении электромагнитных помех CRMD из разных источников. Эта статья посвящена математическому анализу энергии, воспринимаемой имплантированным устройством, то есть напряжения. В качестве примера рассматривается радиочастотная (РЧ) энергия, передаваемая запросчиками RFID. Упрощенная эквивалентная схема внешнего интерфейса сенсорной схемы CRMD предлагается для анализа после всестороннего тестирования нескольких коммерческих кардиостимуляторов и имплантируемых дефибрилляторов методом «черного ящика». После тщательного понимания механики обработки сигнала CRMD при идентификации комплекса QRS сердечного сокращения предлагается метод смягчения последствий. Представленная в этом документе методология смягчения последствий логична, проста в реализации и, следовательно, применима ко всем протоколам беспроводной связи.

Похожие статьи

Seidman SJ, Bekdash O, Guag J, Mehryar M, Booth P, Frisch P. Seidman SJ, et al. Биомед Инж Онлайн. 2014 3 августа; 13:110. doi: 10.1186/1475-925X-13-110. Биомед Инж Онлайн. 2014. PMID: 25086451 Бесплатная статья PMC.

Сейдман С.Дж., Гуаг Дж.В. Сейдман С.Дж. и соавт. Биомед Инж Онлайн. 2013 11 июля; 12:71. дои: 10.1186/1475-925X-12-71. Биомед Инж Онлайн. 2013. PMID: 23845013 Бесплатная статья PMC.

Дырда К., Хайри П. Дырда К. и др. Эксперт Rev Cardiovasc Ther. 2008 июль; 6 (6): 823-32. дои: 10.1586/14779072.6.6.823. Эксперт Rev Cardiovasc Ther. 2008 г. PMID: 18570620 Отзыв.

Seidman SJ, Brockman R, Lewis BM, Guag J, Shein MJ, Clement WJ, Kippola J, Digby D, Barber C, Huntwork D. Seidman SJ, et al. Сердечного ритма. 2010 Январь;7(1):99-107. doi: 10.1016/j.hrthm.2009.09.071. Epub 2009 12 октября. Ритм сердца. 2010 г. PMID: 20129290

Цитируется по 4 статьям

Борхес Г., Брусамарелло В. Борхес Г. и др. J Clin Monit Comput. 2016 дек; 30 (6): 859-867. doi: 10.1007/s10877-015-9786-4. Epub 2015 Oct 6. J Clin Monit Comput. 2016. PMID: 26439831

Seidman SJ, Bekdash O, Guag J, Mehryar M, Booth P, Frisch P. Seidman SJ, et al. Биомед Инж Онлайн. 2014 3 августа; 13:110. doi: 10.1186/1475-925X-13-110. Биомед Инж Онлайн. 2014. PMID: 25086451 Бесплатная статья PMC.

Сейдич Э., Ротфусс М.А., Стачел Дж.Р., Франкони Н.Г., Бокан К., Ловелл М.Р., Микл М.Х. Сейдич Э. и др. Энн Биомед Инж. 2013 сен; 41 (9): 1913-25. doi: 10.1007/s10439-013-0873-8. Epub 2013 30 июля. Энн Биомед Инж. 2013. PMID: 23897048 Бесплатная статья PMC.

Сейдман С.Дж., Гуаг Дж.В. Сейдман С.Дж. и соавт. Биомед Инж Онлайн. 2013 11 июля; 12:71. дои: 10.1186/1475-925X-12-71. Биомед Инж Онлайн. 2013. PMID: 23845013 Бесплатная статья PMC.

Опубликовано Тивакараном, помощником менеджера, 29 сентября 2021 г.

Производители салонов коммерческих самолетов сталкиваются с трудной задачей. Каждая авиакомпания рассматривает дизайн салона своего пассажирского самолета как физическое воплощение ценностей и имиджа своего бренда. Стиль и декоративность теперь лежат в основе дизайна кабин, от сидений до вывесок на трапах.

Что такое электромагнитные помехи (EMI)?

Электромагнитные помехи (ЭМП) – это явление, которое возникает, когда работа электронного устройства нарушается электромагнитным (ЭМ) полем, и обычно возникает, когда устройство находится вблизи электромагнитного поля, которое нарушает радиочастотный спектр. Электромагнитные помехи — распространенная проблема электронных компонентов, используемых в различных отраслях, таких как военные, оборона, системы связи, бытовая техника и аэрокосмическая промышленность.

ЭМП могут возникать из различных источников, как естественных, так и техногенных. Он может принимать различные характеристики в зависимости от его источника, а также от характера любого механизма, излучающего помехи.

В идеальном мире электромагнитных помех не было бы; это нежелательный сигнал в приемнике сигнала.

Существуют различные методы предотвращения и уменьшения помех для электронных устройств, поскольку они могут влиять на схемы и препятствовать их правильной работе.

TT Electronics стремится оставаться на вершине конкуренции, с которой сталкиваются ландшафтные инженеры при проектировании электронных устройств и разработке новых способов предотвращения повреждения цепей электромагнитными помехами.

В этой статье мы углубимся в обсуждение истории электромагнитных помех и их причин, передовых методов предотвращения или уменьшения электромагнитных помех, а также различий между электромагнитными помехами и электромагнитной совместимостью.

Дополнительный контент: методы преобразования аналоговых сигналов в цифровые

Позвольте мне отправить вам копию, чтобы вы могли прочитать ее, когда вам будет удобно.

Главы

Глава 1

Краткая история EMI

Электронные помехи официально получили признание в 1933 году, когда в Париже был создан подкомитет Международной электротехнической комиссии (МЭК) под названием CISPR (Международный специальный комитет по радиопомехам). Подкомитет был создан для получения дополнительной информации о долгосрочных последствиях, которые могут возникнуть в результате применения радиочастотных технологий.

С ростом популярности радио и его появлением в качестве обязательного бытового прибора во время Великой депрессии сообщество электроники начало замечать как преднамеренные, так и непреднамеренные радиопередачи, которые начали влиять на электрические системы.

В результате в сообществе электроники не только начала расти осведомленность об электромагнитных помехах, но и к 1934 году CISPR начал разрабатывать и распространять конкретные требования.

Эти требования состояли из рекомендуемых допустимых уровней излучения и помехоустойчивости для электронных устройств, которые, по данным EMI Solutions Inc, превратились в большую часть мировых правил ЭМС.

После 1960-х годов исследователи все больше интересовались электромагнитными помехами.

Например, в 1967 году военные США выпустили стандарт Mil-Standard 461A, устанавливающий основные правила тестирования и проверки электронных устройств, используемых в любых военных целях, включая пределы излучения и чувствительности для любого нового электронного оборудования. [ источник ]

Кроме того, в 1979 году Федеральная комиссия по связи (FCC) ввела юридические ограничения на электромагнитное излучение всего цифрового оборудования.

К середине 1980-х годов государства-члены ЕС решили принять несколько директив о новом подходе к стандартизации технических требований для различных продуктов, поэтому они не создали торговых барьеров.

Примером этого является «Директива по электромагнитной совместимости 89/336/EC, статья 2», в которой говорится, что она «применяется к оборудованию, способному создавать электромагнитные помехи или на работу которого могут влиять такие помехи».< /p>

Важно отметить, что это был первый случай, когда было введено в действие юридическое требование об иммунитете, а также о конкретном устройстве излучения, предназначенном для широкой публики.

Шли годы, и электронные устройства стали меньше, быстрее и мощнее, и упомянутые выше правила продолжали развиваться. Улучшение этих новых систем означает, что у них больше возможностей мешать работе других электрических систем.

В настоящее время во многих странах действуют аналогичные требования к продуктам, которые должны соответствовать определенному уровню норм электромагнитной совместимости (ЭМС).

Глава 2

Причины и примеры электромагнитных помех — что вам нужно знать

Во всех случаях электромагнитные помехи возникают из-за трех факторов: источника, пути передачи и ответа (как минимум один ответ незапланирован).

ЭМП могут возникать по-разному и из разных источников. Тем не менее, это связано с наличием нежелательных напряжений или токов, которые негативно влияют на работу электронной системы или электрического устройства.

Различные типы электромагнитных помех можно разделить на несколько категорий.

1. Источник электромагнитных помех

Один из способов классифицировать типы электромагнитных помех — по тому, как они были созданы (т. е. по источнику электромагнитных помех), которые могут быть естественными или искусственными.

Естественные помехи. Этот тип электромагнитных помех может возникать из-за различных природных источников и явлений, таких как атмосферные шумы, такие как молнии или грозы.

Искусственные помехи. Этот тип электромагнитных помех обычно возникает из-за активности других электронных устройств, находящихся поблизости от устройства (также называемого приемником), на которое воздействуют помехи.

2. Пропускная способность EMI

Еще один способ классифицировать электромагнитные помехи — по ширине полосы пропускания. Короче говоря, ширина полосы электромагнитных помех — это диапазон частот, на которых возникают электромагнитные помехи. [ источник ] Их можно разделить на два типа: широкополосные электромагнитные помехи и узкополосные электромагнитные помехи.

Широкополосные электромагнитные помехи состоят из электромагнитных помех, которые не возникают на одиночных/дискретных частотах и ​​занимают большую часть магнитного спектра.

Кроме того, они существуют в различных формах и могут возникать как из естественных, так и из искусственных источников.

Распространенные причины широкополосных электромагнитных помех включают искрение или коронный разряд в линиях электропередач, и они компенсируют большую часть проблем с электромагнитными помехами в цифровом оборудовании для передачи данных. [ источник ]

Примеры такого рода электромагнитных помех включают неисправные щетки в двигателях/генераторах, искрение в системах зажигания, неисправные люминесцентные лампы, неисправные линии электропередач и перебои с солнцем, нарушающие сигнал со спутника связи. К счастью, такие проблемы длятся всего несколько минут.

Узкополосные электромагнитные помехи, наоборот, состоят из одного источника несущей (или узкополосных частот помех), возникающего в результате паразитных сигналов, возникающих из-за различных видов искажений в передатчике, или генерируемых формой генератора [ источник ].

Важно отметить, что эти типы паразитных сигналов будут появляться в разных точках спектра и могут создавать помехи для других пользователей радиочастотного спектра.

3. Продолжительность EMI

Наконец, электромагнитные помехи можно разделить на разные типы в зависимости от продолжительности помех, также известной как количество времени, в течение которого возникали помехи. Это обычно группирует электромагнитные помехи в этой категории в две группы: непрерывные и импульсные электромагнитные помехи.

Постоянные электромагнитные помехи, как следует из их названия, представляют собой помехи, постоянно излучаемые источником. Источник может быть искусственным или естественным, но важно отметить, что помехи возникают постоянно, «пока существует механизм связи (проводимость или излучение) между источником электромагнитных помех и приемником», согласно Circuit Digest.

Импульсный шум — это тип электромагнитных помех, которые, как и непрерывные электромагнитные помехи, могут возникать естественным образом или быть искусственно созданными. Тем не менее, этот тип помех возникает либо в течение очень короткого периода времени, либо периодически.

Например, молния, коммутационные системы и аналогичные источники вносят свой вклад в импульсный шум, который может вызвать нарушение баланса напряжения или тока в подключенных системах поблизости. [ источник ]

Теперь, когда мы подробно описали различные типы помех, с которыми вы можете столкнуться, очень важно обсудить природу электромагнитных помех.

ЭМП состоят из электромагнитных волн, включающих компоненты поля E (электрический) и H (магнитный) и колеблющихся под прямым углом. Посмотрите на рисунок ниже, чтобы лучше понять, как взаимодействуют волны.

Эти компоненты поля по-разному реагируют на такие параметры, как расстояние, напряжение, ток и частота, что делает важным понимание природы электромагнитных помех.

Зная, какое поле является доминирующим, вы сможете решить проблему более четко и быстро.

Из-за технологических достижений последних лет в электронных компонентах электронное поле обычно является основным компонентом помех. [ источник ]

Теперь, когда мы рассмотрели различные причины электромагнитных помех и природу электромагнитных помех, вы, вероятно, задаетесь вопросом, как уменьшить риски, связанные с электромагнитными помехами?

В следующей главе мы рассмотрим некоторые рекомендации по предотвращению или минимизации рисков, связанных с электромагнитными помехами.

Глава 3

Передовые методы предотвращения или уменьшения электромагнитных помех

Управление электромагнитными помехами включает в себя множество различных решений как для устройств-излучателей, так и для устройств-жертв.

Иногда это может быть такое же простое решение, как перемещение устройств, чтобы между источником и жертвой было больше места, или даже вращение одного устройства может помочь.

Несмотря на то, что приведенные выше исправления могут помочь в решении поставленной задачи, в данном случае лучшим решением является правильная конструкция всего оборудования, чтобы свести к минимуму излучение и/или сделать оборудование менее уязвимым для внешних помех.

Существует три различных метода уменьшения или устранения электромагнитных помех: фильтрация, заземление и экранирование.

Прямым способом избавиться от нежелательных сигналов является их фильтрация, и в этом случае хорошо работают пассивные фильтры, которые используются в большинстве новых устройств для минимизации электромагнитных помех.

Фильтрация обычно начинается с сетевого фильтра переменного тока, который предотвращает попадание плохих сигналов в источник питания или питаемые цепи. Он предотвращает добавление внутренних сигналов к линии переменного тока. [ источник ]

Фильтрация обычно используется с кабелями и разъемами на входных и выходных линиях цепи, а некоторые специальные разъемы могут иметь встроенные фильтры нижних частот, основной задачей которых является смягчение цифровых сигналов для увеличения времени нарастания и спада и уменьшения генерация гармоник согласно Electronic Design.

Низковольтные аналоговые сигналы обычно необходимо усиливать, а затем фильтровать, чтобы уменьшить фоновый шум перед оцифровкой. Формирование сигнала часто требует фильтрации и изоляции входного сигнала для удаления нежелательных фоновых шумов и удаления сигналов напряжения, находящихся далеко за пределами диапазона встроенного дигитайзера. Фильтрация обычно используется для подавления шума за пределами заданного частотного диапазона.

Например, в нашей линейке продуктов для магнитных компонентов компании TT Electronics синфазные дроссели помогают уменьшить электромагнитные помехи за счет индуктивных фильтров, которые блокируют (заглушают) нежелательные электромагнитные помехи, пропуская при этом полезные сигналы.

С другой стороны, экранирование является предпочтительным способом сдерживания излучения или связи в источниках или устройствах-жертвах, и обычно оно заключается в заключении цепи в полностью герметичный корпус, например, в металлический ящик.

Экранирование имеет решающее значение, поскольку оно отражает электромагнитные волны внутрь корпуса и поглощает волны, которые не отражаются.

В большинстве случаев небольшое количество радиации проникает через экран, если он недостаточно толстый. Для экранирования можно использовать практически любой распространенный металл (например, медь, сталь, алюминий).

Заземление — это установление электропроводящего пути между электрическим или электронным элементом системы и опорной точкой или плоскостью, относящейся к земле, согласно DAU, и оно также может относиться к электрическому соединению с землей.< /p>

Некоторые рекомендации, которые следует учитывать для достижения наилучшего результата, включают:

  • Держите провода от внутренних цепей или других компонентов к земле как можно короче, чтобы уменьшить индуктивность.
  • Для достижения наилучших результатов используйте несколько точек заземления на большой плоскости заземления.
  • Постарайтесь изолировать цепи от земли, если напряжение контура заземления нельзя контролировать каким-либо другим способом.
  • Сохраняйте отдельные площадки для аналоговых и цифровых цепей — позже вы сможете объединить их в одной точке.

Использование любого из этих трех методов, описанных выше, может помочь вам не только уменьшить электромагнитные помехи, но и обеспечить меньшую уязвимость вашего оборудования к будущим помехам, а также уменьшить излучение.

Глава 4

В чем разница между EMI и EMC?

Неудивительно, что когда речь идет о нормативных испытаниях электронных товаров и компонентов, термины электромагнитные помехи и электромагнитная совместимость (ЭМС) часто используются как синонимы.

Эти два термина легко спутать, поскольку они очень похожи, но в то же время они разные.

Как мы уже обсуждали, ЭМП определяется как электромагнитная энергия, которая влияет на работу электронного устройства или системы.

Электромагнитная совместимость, также называемая электромагнитной совместимостью, — это мера способности устройства работать в общей операционной среде, не влияющая на работу другого оборудования в той же среде.

ЭМС составляют два компонента:

  1. Тестирование иммунитета, также известное как тестирование восприимчивости, оценивает, как устройство реагирует на воздействие электромагнитной энергии.
  2. Тестирование излучения – это процесс измерения количества электромагнитных помех, создаваемых внутренними электрическими системами устройства.

Оба аспекта имеют решающее значение при проектировании и проектировании любой системы, и неспособность предусмотреть электромагнитную совместимость устройства может привести к ряду негативных последствий, таких как сбой продукта или потеря данных.

В связи с этим был разработан широкий спектр испытательного оборудования для ЭМС и электромагнитных помех, чтобы помочь инженерам лучше понять, как устройство будет работать в реальных условиях.

Например, для тестирования излучения требуется оборудование для измерения электромагнитных помех, такое как усилители, приемные антенны и анализаторы спектра. [ источник ]

Согласно Com-Power , к рекомендациям по тестированию на электромагнитную совместимость применяются следующие правила:

«Правила FCC Part 15 определяют пределы количества нелицензированных радиочастотных помех, которые могут создаваться бытовой электроникой и другими устройствами. MIL-STD 461 и MIL-STD 464 определяют требования к электромагнитной совместимости и условиям окружающей среды для компонентов/подсистем и систем военного назначения».

За пределами США допустимые пределы электромагнитных помех и электромагнитной совместимости определяются различными нормативными актами и другими стандартами. Тем не менее, в некоторых случаях соблюдение этих стандартов является добровольным.

Глава 5

Оптимизация электронных конструкций сегодня

Оптимизация электронного дизайна охватывает все технологии, используемые инженерами, от внедрения нового продукта до производства.

Надлежащая работа зависит от целостности питания, целостности сигнала и электромагнитной совместимости (ЭМС).

Целостность питания (PI) проверяет, соблюдаются ли требуемые значения напряжения и тока от источника до места назначения. Сегодня целостность питания играет решающую роль в успехе или неудаче новых электронных продуктов.

Целостность сигнала (SI) – это набор показателей качества электрического сигнала.

Чтобы обеспечить целостность сигнала, инженеры пытаются согласовать импеданс трассы с определенным значением, часто равным 50 Ом. Чтобы добиться хорошей целостности питания, они хотят, чтобы сеть распределения электроэнергии (PDN) имела как можно более низкий импеданс. [источник]

Соответствие требованиям электромагнитной совместимости жизненно важно для вывода на рынок любого электронного продукта. Инженеры должны учитывать EMC на раннем этапе, чтобы избежать перепроектирования, задержек и дополнительных затрат на проект.

Испытания на электромагнитную совместимость — это соответствие стандартам и поведение в области электромагнитной совместимости на всех этапах проектирования. С увеличением количества электронных устройств, вводимых ежедневно, существует огромная вероятность того, что устройства будут мешать друг другу.

Являясь лидерами в отрасли, мы делаем все возможное, чтобы устранить барьеры развития, предлагая комплексные решения, включающие инженерные и производственные технологии, способные ощущать, касаться, управлять питанием и общаться с другими вещами.

Заключение

К сожалению, мы живем не в идеальном мире, и наши электронные системы и устройства могут быть уязвимы для негативного воздействия электромагнитных помех.

Мы проделали долгий путь, чтобы понять, как это влияет на электронные устройства, меры, которые мы можем предпринять, чтобы уменьшить или полностью предотвратить это, и создать рекомендации по регулированию допустимых пределов электромагнитных помех и электромагнитной совместимости.

Следуя рекомендациям по определению методов, подходящих для вашей электронной системы, вы можете быть уверены, что правильно боретесь с помехами от техногенных и природных источников.

Являясь специалистом в области разработки электромагнитной продукции для требовательных областей применения, TT Electronics стремится оставаться на вершине быстро развивающейся электронной отрасли.

Электронные устройства играют жизненно важную роль практически во всех отраслях: от больниц до промышленного производства и военных. Для правильной работы определенных устройств требуется бесперебойное и надежное электричество. Однако по мере того, как на рынок выходит все больше и больше электронных устройств, они создают электромагнитные помехи, которые могут привести к сбоям в работе, сбою или отказу этих устройств. Для защиты электронных устройств и систем от повреждений фильтры электромагнитных помех блокируют неблагоприятные выводы и обеспечивают постоянный поток энергии. Здесь мы подробно рассмотрим основы электромагнитных помех, применение фильтров электромагнитных помех и последствия электромагнитных помех в различных секторах.

Что такое EMI?

Электромагнитные помехи (EMI) возникают, когда нежелательные электрические токи прерывают предполагаемые токи, которые должно принимать электронное устройство. Эти разрушительные токи, часто называемые «шумом» или «электромагнитным шумом», могут исходить от внешнего источника или создаваться другими компонентами внутри устройства.

Когда возникают электромагнитные помехи, это нарушает работу устройства и может привести к непреднамеренным операциям. В зависимости от серьезности нарушения электромагнитные помехи могут повлиять на качество сигнала, получаемого устройством, привести к отказу или временной неисправности компонента или необратимому повреждению электронного устройства.

Существует два основных типа электромагнитных помех — кондуктивные и излучаемые. Кондуктивные электромагнитные помехи проходят через проводники, такие как провода или линии электропередач, в то время как излучаемые электромагнитные помехи проходят по воздуху и не требуют проводника. Как кондуктивные, так и излучаемые электромагнитные помехи могут влиять на работу электронных устройств из-за ухудшения, деградации, неисправности или сбоя системы.

В чем разница между EMI и RFI?

Вы можете слышать, что люди используют EMI и RFI как синонимы, говоря об электромагнитных помехах. Однако фильтры EMI и RFI не идентичны.

Что такое радиопомехи? Термин, который является аббревиатурой от радиочастотных помех, относится к шуму, который попадает в радиочастотный спектр в пределах спектра электромагнитных частот. Между тем, EMI относится к любой частоте электромагнитного шума. Другими словами, RFI является подмножеством EMI и включает только электромагнитные токи с частотой от 3 кГц до 300 гигагерц. Как и электромагнитные помехи, радиочастотные помехи могут передаваться или излучаться и вызывать различные проблемы с электронными устройствами.

Что такое электромагнитная совместимость?

Другим часто используемым термином при обсуждении электромагнитных помех является электромагнитная совместимость или ЭМС. ЭМС описывает, как устройство функционирует или работает в среде с электромагнитным шумом. ЭМС включает в себя два фактора — устойчивость устройства к шуму, также известную как «помехоустойчивость», и уровень производимого им шума.Устройства должны работать правильно и безопасно в среде с определенным уровнем электромагнитных помех и не должны создавать электромагнитные помехи на уровнях или частотах, которые нарушают работу других устройств.

В США Федеральная комиссия по связи регулирует электромагнитные помехи в соответствии с разделом 47, часть 15, в котором рассматриваются вопросы помехоустойчивости и шумового излучения устройств в различных отраслях. На международном уровне Международный специальный комитет по радиопомехам регулирует проводимые и излучаемые электромагнитные помехи в промышленном, коммерческом, жилом и автомобильном секторах. Электромагнитная совместимость также регулируется различными европейскими стандартами, в том числе EN55011 для промышленного оборудования и EN55022 для ИТ-оборудования.

Откуда берется EMI?

ЭМП возникают как от электрических устройств, созданных человеком, так и от естественных причин. Искусственные электромагнитные помехи чаще всего являются результатом работы электроники или электрических цепей, но также могут быть вызваны коммутационными системами или изменениями больших токов. Техногенные причины электромагнитных помех распространяются как на жилой, так и на промышленный сектор, а некоторые устройства также могут создавать помехи между внутренними компонентами.

1. Естественные причины электромагнитных помех

Естественно возникающие электромагнитные помехи могут возникать из различных источников, в том числе:

  • Удары молнии
  • Солнечные вспышки
  • Космический шум
  • Статическое электричество
  • Атмосферные электрические бури
  • Солнечные магнитные бури
  • Пыльные бури
  • Метели
  • Солнце

Естественные электромагнитные помехи могут возникать внезапно и оказывать серьезное влияние на недостаточно защищенные электрические устройства. Более значительные естественные электромагнитные помехи, такие как солнечные вспышки или грозы, могут повлиять на военную технику или транспортные технологии. Солнце может вызвать сбои в спутниковой передаче, если оно появляется прямо за спутником, а электромагнитный шум маскирует передачу спутника. В меньших масштабах естественные электромагнитные помехи, такие как снежные бури, могут вызвать радиостатические помехи или нарушить сигнал сотовой связи.

2. Искусственная жилая причина электромагнитных помех

Бытовые причины электромагнитных помех часто связаны с устройствами, которые работают с использованием беспроводного сигнала, но также исходят от множества других электронных устройств. Хотя электромагнитные помехи от бытовых устройств часто не наносят серьезного или необратимого ущерба, они все же могут вызывать раздражающие сбои в работе других устройств в доме и приводить к ухудшению работы электроники.

Вот несколько распространенных причин электромагнитных помех в жилых помещениях:

  • Мобильные телефоны
  • Ноутбуки
  • Устройства Wi-Fi
  • Устройства Bluetooth
  • Радионяня
  • Микроволновки
  • Тостеры
  • Электрические одеяла
  • Подогреватели
  • Обогреватели
  • Лампы

По мере разработки и использования все большего количества электронных устройств влияние бытовых источников электромагнитных помех продолжает расти. Чем больше людей используют электронные устройства, такие как сотовые телефоны и компьютеры, тем выше плотность электромагнитных токов в окружающей среде. Поскольку люди постоянно используют больше устройств и находятся в непосредственной близости друг от друга, эти устройства с большей вероятностью станут причиной и жертвой электромагнитных помех.

Улучшенная производительность электронных устройств также увеличивает электромагнитные помехи, которые они могут вызывать. Поскольку к электронике предъявляются все более строгие требования к производительности, эти устройства работают на более высокой частоте и производят электромагнитный шум в более широком диапазоне частот, чем в прошлом. Фильтры электромагнитных помех, предназначенные для блокировки электромагнитных помех на определенной частоте, могут не защитить от более высоких частот, создаваемых новыми устройствами.

3. Техногенные промышленные причины электромагнитных помех

Промышленные причины электромагнитных помех часто носят более масштабный характер и могут вызвать серьезные помехи в основных технологиях. Существует несколько различных промышленных источников электромагнитных помех, которые производят окружающее электромагнитное излучение с широко распространенным воздействием. Промышленные электромагнитные помехи могут вызвать сбои в работе больниц, военных операций и даже местной электросети. Вот некоторые распространенные источники электромагнитных помех в промышленном секторе.

  • Электродвигатели и генераторы. Электродвигатели и генераторы могут производить большое количество высокочастотного шума и иногда работать в непрерывном цикле для обеспечения бесперебойного питания на фабриках и производственных предприятиях.
  • Сотовые сети и телефонная связь. Электромагнитные помехи возникают как при проводной, так и при беспроводной связи. Поскольку сеть сотовой связи продолжает расти и все больше потребителей используют сотовые телефоны, шум от сотовых сетей становится все более серьезной угрозой для другой электроники и устройств.
  • Телевизионные передачи. Как и сотовые передачи, телевизионные передачи также могут вызывать электромагнитные помехи в жилых и промышленных устройствах.
  • Радио и спутник. Радио и спутниковые волны, передаваемые по всей стране, могут вызывать помехи в сотовых сетях или чувствительном оборудовании.
  • Электроэнергия сети. Линии электропередачи в электросети часто имеют высокое напряжение и низкие частоты, которые могут нарушить работу определенной электроники. Сбои в энергоснабжении сети, такие как скачки напряжения, провалы или скачки напряжения, отключения электроэнергии и понижения напряжения, также могут привести к электромагнитным помехам в устройствах и оборудовании, подключенных к сети.
  • Железные дороги и системы общественного транспорта. Операционные системы поездов и общественного транспорта могут создавать электромагнитные помехи от своей двигательной установки, систем сигнализации, систем управления и других процессов. Эти системы работают при высоких напряжениях и токах, которые могут воздействовать на другие компоненты транспортной системы или электрические устройства в объектах, расположенных вблизи железных дорог.
  • Медицинское оборудование. Многие технологии в области медицины могут создавать электромагнитные помехи, в том числе средства жизнеобеспечения, рентгеновское оборудование, МРТ, электрохирургические устройства, устройства телеметрии и другое вспомогательное оборудование. Электромагнитные помехи от медицинского оборудования могут вызывать сбои в работе самих устройств или создавать помехи другим медицинским технологиям.
  • Другие высокочастотные источники электромагнитных помех. Многие промышленные процессы создают высокочастотные электромагнитные помехи от таких компонентов, как передатчики, трансформаторы, инверторы, микропроцессоры и элементы управления.

Некоторые промышленные причины электромагнитных помех влияют на технологии внутри одного и того же объекта или процесса, в то время как другие, например перебои в подаче электроэнергии, могут вызывать более масштабные сбои.

Другие типы классификации EMI

Другие способы классификации электромагнитных помех включают их продолжительность или пропускную способность. В зависимости от источника электромагнитных помех вывод может быть непрерывным или спорадическим. Непрерывные помехи возникают, когда источник создает продолжительный сигнал, например цепь или постоянно работающий двигатель. ЭМП, возникающие лишь время от времени, представляют собой импульсный шум. К спорадическим электромагнитным помехам относятся временные помехи, такие как молния или скачки напряжения.

Также можно классифицировать различные типы электромагнитных помех по их пропускной способности. Узкополосные электромагнитные помехи часто возникают из одного источника, тогда как широкополосные электромагнитные помехи возникают из нескольких источников или сигналов в системе, например беспроводной сети или электросети.

Почему EMI является проблемой?

Электромагнитные помехи могут вызвать ряд проблем с бытовыми и промышленными устройствами, от временного воздействия до необратимого повреждения. В своей самой легкой форме электромагнитные помехи могут вызвать раздражающие нарушения качества работы устройства, например, плохой прием сотового телефона. В более тяжелых случаях электромагнитные помехи могут привести к фатальным последствиям, таким как выход из строя или неисправность основного медицинского оборудования. Воздействие электромагнитных помех зависит от многих факторов, в том числе от продолжительности помех, среды, в которой они возникают, и помехозащищенности устройства.

Влияние EMI ​​на жилой сектор

В жилом секторе электромагнитные помехи могут вызывать сбои в работе бытовой техники и устройств или короткое замыкание. Если скачок напряжения произойдет с недостаточно защищенными приборами, это может привести к необратимому повреждению. Вот несколько примеров проблемного воздействия электромагнитных помех в жилом секторе.

  • Нарушения работы беспроводных устройств. Электромагнитные помехи могут привести к плохому приему сигнала сотового телефона или снижению производительности мобильных устройств. У устройств Wi-Fi и Bluetooth могут возникать проблемы с надежностью, которые мешают повседневной жизни.
  • Неисправность компьютеров. Небольшие сбои в работе компьютеров, связанные с электромагнитными помехами, могут вызвать мерцание монитора или снижение производительности, в то время как значительные сбои, такие как скачок напряжения, могут привести к сбою компьютера, что приведет к потере данных или необратимому повреждению жесткого диска компьютера.
    • ли>
  • Повреждение крупной бытовой техники. Электромагнитные помехи могут оказать наибольшее влияние на крупную бытовую технику, такую ​​как стиральные машины, сушилки, холодильники, посудомоечные машины и микроволновые печи. Даже домашние системы отопления и охлаждения могут быть подвержены повреждению от электромагнитных помех. Когда шум мешает работе этих приборов, это может привести к сбоям в работе и необратимому повреждению электрической цепи.
  • Нарушение работы других бытовых устройств. Почти любое электронное или электрическое устройство может быть повреждено электромагнитными помехами, включая небольшие бытовые устройства, такие как блендеры, миксеры, пылесосы и электроинструменты.

Поскольку производители продолжают разрабатывать бытовую технику и электронные устройства так, чтобы они потребляли меньше энергии, это также делает их более восприимчивыми к электромагнитным помехам. Энергосберегающие устройства, работающие при более низком напряжении и на более высокой частоте, часто имеют пониженную помехоустойчивость и могут быть повреждены из-за более низких уровней шума.

Влияние электромагнитных помех в промышленном секторе

В промышленном секторе электромагнитные помехи могут влиять на устройства в разных отраслях и приводить к простоям, потере данных или необратимому повреждению оборудования. В военной и медицинской областях воздействие электромагнитных помех на критически важные функции может быть еще более серьезным. Это лишь некоторые из основных проблем, которые может вызвать электромагнитная помеха в промышленном секторе.

  • Сбои в телевидении, радио и телекоммуникациях. Когда электромагнитные помехи влияют на работу спутников, это может привести к аномальным шумам в радиопередачах или искажению изображения в телевизионных передачах. Этот эффект особенно заметен в районах с более слабыми радио- или телефонными сигналами. Если электромагнитные помехи влияют на телекоммуникации, это может привести к плохому приему или ненадежному обслуживанию.
  • Отказ больничного оборудования. Многие типы медицинского оборудования уязвимы для электромагнитных помех и могут легко выйти из строя, если не экранированы от электромагнитных помех. Оборудование жизнеобеспечения отслеживает слабые сигналы тела, что делает его очень восприимчивым к повреждению или выходу из строя из-за электромагнитных помех. Такие устройства, как кардиостимуляторы и слуховые аппараты, также могут работать со сбоями или выходить из строя из-за электромагнитных помех. Выход из строя больничного оборудования может привести к смерти или другим тяжелым последствиям.
  • Отказ военного оборудования. Критически важное военное оборудование может выйти из строя из-за внешних электромагнитных помех или перебоев в подаче питания. Поэтому крайне важно защитить военную технику от угроз, связанных с мощными электромагнитными импульсами (HEMP), формой электромагнитных помех. Угрозы HEMP и другие источники электромагнитных помех могут привести к потере конфиденциальных данных или нарушению военной связи или операций.

Что такое фильтр электромагнитных помех?

ЭМС-фильтры, также называемые фильтрами подавления электромагнитных помех, представляют собой эффективный способ защиты от вредного воздействия электромагнитных помех. Что делает фильтр электромагнитных помех? При подключении к устройствам или цепям фильтры электромагнитных помех могут подавлять электромагнитные помехи, передаваемые через проводимость. Эти фильтры удаляют любой нежелательный ток, протекающий по проводке или кабелям, в то же время позволяя желаемому току свободно течь. Фильтр электромагнитных помех, подавляющий шум от сети, также называется фильтром линий электропередач.

Как работают фильтры электромагнитных помех? Большая часть электромагнитного шума находится в более высоком диапазоне частот, поэтому фильтры электромагнитных помех часто представляют собой фильтры нижних частот, которые отсеивают высокие частоты, пропуская более низкие частоты. Различные линейные фильтры электромагнитных помех подавляют определенные частоты шума, в то же время позволяя другим беспрепятственно проходить. После процесса фильтрации электромагнитные помехи отводятся от устройства и направляются в землю. Некоторые фильтры электромагнитных помех также могут направлять нежелательные токи обратно к источнику шума или поглощать их.

Поскольку фильтры электромагнитных помех защищают только от кондуктивных электромагнитных помех, они часто сочетаются с экранами, которые блокируют излучаемые электромагнитные помехи. Неэкранированный фильтр электромагнитных помех может по-прежнему передавать шум по воздуху, что может привести к повреждению устройства. Шум может исходить от провода на одной стороне фильтра электромагнитных помех, а затем распространяться на устройство, соединяясь с проводом на другой стороне.

Добавление экрана в месте крепления фильтра электромагнитных помех может эффективно блокировать все виды электромагнитных помех. Однако, если между фильтром и источником электромагнитных помех имеется проводник небольшой длины, может быть достаточно использовать только фильтр.

Приложения для фильтрации электромагнитных помех

Различные фильтры электромагнитных помех могут применяться по-разному для наиболее эффективной защиты от повреждений, вызванных электромагнитными помехами. Фильтры электромагнитных помех блокируют различные частоты шума и соответствуют различным нормам в разных отраслях. Вот несколько типов фильтров электромагнитных помех для жилых и промышленных помещений.

  • Бытовая техника и стиральные машины. Фильтры электромагнитных помех для бытовой техники подавляют электромагнитные помехи для различных бытовых приборов, от стиральных машин до беговых дорожек. Эти фильтры обеспечивают соответствие устройств нормам электромагнитной совместимости и помогают защитить их от электромагнитных помех, которые могут повлиять на их работу.
  • Однофазный: однофазные фильтры электромагнитных помех эффективны для меньшего оборудования, такого как бытовая техника и электроника, а также для промышленного применения, такого как оборудование общественного питания, источники питания и телекоммуникации. Однофазный фильтр электромагнитных помех также может быть совместим с оборудованием для фитнеса и средствами управления двигателем.
  • Трехфазный: для более строгого подавления электромагнитных помех трехфазные фильтры электромагнитных помех могут блокировать более высокие уровни шума с помощью трехступенчатой ​​системы фильтрации. Трехфазные фильтры электромагнитных помех предназначены для использования в мощных устройствах, таких как промышленное оборудование и двигатели, медицинское оборудование, испытательное оборудование и промышленные инструменты.
  • Военные: фильтры электромагнитных помех для военного применения полностью соответствуют нормам и стандартам соответствия для электромагнитной совместимости военных устройств.Эти надежные фильтры электромагнитных помех защищают от повреждений аэрокосмические и военные системы связи, обеспечивая безопасность операций. Фильтры EMI, разработанные для защиты HEMP, также доступны для защиты от угроз EMI.
  • Медицинские фильтры электромагнитных помех. Медицинские фильтры электромагнитных помех соответствуют современным требованиям для медицинских приложений и защищают чувствительное медицинское оборудование от повреждений. Фильтры электромагнитных помех для кабинетов МРТ специально созданы для создания безопасной испытательной камеры, свободной от электромагнитных помех от освещения, внутренней связи и других источников внешнего шума. Эффективные и надежные фильтры электромагнитных помех для медицинских приложений могут обеспечить спасительную защиту от электромагнитных помех.

В зависимости от желаемого применения фильтры электромагнитных помех могут включать в себя подавление нежелательных электромагнитных помех и защиту устройств и электрических систем от повреждений.

Astrodyne TDI – лидер в области электромагнитных помех

Если вам нужна эффективная защита от электромагнитных помех, Astrodyne TDI может предоставить прочные и надежные фильтры электромагнитных помех для любого применения. Наш ассортимент включает надежные фильтры электромагнитных помех для специализированных приложений в военной и медицинской областях, а также экономичные фильтры электромагнитных помех для бытового и промышленного использования. Для приложений, требующих индивидуального решения, наша команда экспертов может разработать фильтр электромагнитных помех, отвечающий вашим конкретным требованиям.

С более чем 50-летним опытом компания Astrodyne TDI является надежным производителем высококачественных фильтров электромагнитных помех для медицинских, военных, коммерческих и жилых помещений. Мы разрабатываем все наши фильтры электромагнитных помех в соответствии с отраслевыми стандартами и правилами ЭМС. Ознакомьтесь с нашим выбором фильтров электромагнитных помех или отправьте запрос на предложение идеального фильтра электромагнитных помех для ваших нужд. Для получения дополнительной информации о нестандартных и стандартных фильтрах электромагнитных помех от Astrodyne TDI свяжитесь с нами.

Термины электромагнитные помехи (EMI) и электромагнитная совместимость (EMC) часто используются как синонимы, когда речь идет о нормативных испытаниях электронных компонентов и потребительских товаров. Поскольку они во многом связаны, их легко спутать. В этой статье мы попытаемся демистифицировать EMI и EMC и предоставить базовый общий обзор типов используемого испытательного оборудования и соответствующих требований в каждой области.

Любое электронное устройство генерирует некоторое количество электромагнитного излучения. Мы думаем об электронике как о закрытых системах, но электричество, протекающее по цепям и проводам, никогда не ограничивается полностью. Эта энергия может распространяться по воздуху в виде электромагнитного излучения и/или проходить (или соединяться) с соединительными кабелями ввода-вывода или силовыми кабелями, что обычно называют «возмущающими напряжениями».

Требования к тестированию электромагнитных помех и электромагнитной совместимости могут стать довольно сложными и иметь широкий спектр отраслевых и прикладных последствий, которые необходимо учитывать при выводе продукта на рынок.

Что такое электромагнитные помехи (EMI)?

ЭМП можно определить как электромагнитную энергию, влияющую на работу электронного устройства.

Что такое источники электромагнитных помех (EMI)?

Иногда источниками электромагнитных помех могут быть естественные явления окружающей среды, такие как электрические бури и солнечная радиация; но чаще всего источником электромагнитных помех является другое электронное устройство или электрическая система. Хотя электромагнитные помехи могут создаваться любым электронным устройством, определенное оборудование и компоненты, такие как мобильные телефоны, сварочные аппараты, двигатели и светодиодные экраны, создают помехи с большей вероятностью, чем другие.

Поскольку электроника редко работает изолированно, продукты, как правило, разрабатываются для работы при наличии некоторого количества электромагнитных помех. Это особенно важно для оборудования военного назначения и авионики, а также для устройств, требующих высочайшей надежности во всех ситуациях.

Что такое электромагнитная совместимость (ЭМС)?

ЭМС – это мера способности устройства работать должным образом в общей операционной среде, не влияя при этом на способность другого оборудования в той же среде работать должным образом. Оценка того, как устройство будет реагировать на воздействие электромагнитной энергии, является одним из компонентов этого процесса, известного как тестирование на невосприимчивость (или восприимчивость). Измерение количества электромагнитных помех, генерируемых внутренними электрическими системами устройства, — процесс, известный как тестирование излучения, — это другое.

Оба аспекта электромагнитной совместимости важны при проектировании и проектировании любой системы. Неспособность правильно предусмотреть электромагнитную совместимость устройства может иметь ряд негативных последствий, включая риски для безопасности, выход из строя продукта и потерю данных.В результате был разработан широкий спектр испытательного оборудования для электромагнитной совместимости и электромагнитных помех, чтобы дать инженерам более четкое представление о том, как устройство будет работать в реальных условиях.

Измерение и мониторинг ЭМС?

Тестирование излучения требует использования оборудования для измерения электромагнитных помех, такого как приемные антенны, усилители и анализаторы спектра. Работая вместе, эти инструменты обеспечивают точное измерение количества и типа шума, создаваемого устройством. Это можно сделать либо на открытом полигоне, либо в экранированной безэховой (или полубезэховой) испытательной камере.

Тестирование помехоустойчивости (или восприимчивости) включает определение способности устройства выдерживать шум от внешних источников. Для этого необходимо иметь инструменты, которые могут моделировать и измерять определенные частоты электромагнитной энергии. Оборудование для испытаний на электромагнитную совместимость может использоваться для воздействия на устройство электромагнитных помех на различных частотах, для имитации скачка напряжения или для оценки эффективности источника питания устройства. В конечном итоге характер устройства, его предполагаемое применение и любые нормативные требования будут определять, какой тип испытательного оборудования требуется.

Нормативные рекомендации по тестированию на электромагнитную совместимость

  • Правила FCC, часть 15, определяют пределы количества нелицензируемых радиочастотных помех, которые могут создаваться бытовой электроникой и другими устройствами.
  • MIL-STD 461 и MIL-STD 464, которые определяют требования к электромагнитной совместимости и условиям окружающей среды для компонентов/подсистем и систем военного назначения.

За пределами США различные стандарты ISO, IEC, CISPR и другие стандарты определяют допустимые пределы электромагнитных помех и общей электромагнитной совместимости. В некоторых отраслях и на рынках соблюдение этих стандартов является добровольным. В других случаях это требование.

Продукты для испытаний на ЭМП и ЭМС

Предварительное тестирование электромагнитной совместимости широко признано одним из лучших способов выявления проблем с электромагнитной совместимостью на ранних этапах цикла разработки продукта. Com-Power Corp. производит широкий спектр оборудования для испытаний на электромагнитные помехи и электромагнитную совместимость. Если вы планируете проводить внутренние испытания на электромагнитную совместимость, мы можем помочь. Посетите наш веб-сайт, чтобы ознакомиться с ассортиментом антенн, гребенчатых генераторов, анализаторов и многого другого.

Читайте также: