Informasi

Teknik Desain EMC

Teknik Desain EMC


Teknik desain EMC yang baik tidak terlalu sulit untuk diterapkan jika diperkenalkan pada tahap awal desain. Jika modifikasi perlu dilakukan nanti dalam desain untuk memenuhi persyaratan EMC, maka itu menjadi jauh lebih sulit.

Desain EMC dari tahap awal proyek mengikuti beberapa pendekatan desain yang lugas dan masuk akal.

Desain EMC - beberapa dasar

Saat mempertimbangkan proyek apa pun, kriteria desain EMC penting: setiap sirkuit elektronik yang memiliki sinyal yang berubah level akan cenderung memancarkan beberapa daya sebagai interkoneksi apa pun, dan kabel akan bertindak sebagai antena yang memancar, betapapun pendeknya. Demikian pula sirkuit akan cenderung mengambil sinyal yang dipancarkan dari pemancar lain apakah sumber ini memancarkan dengan sengaja atau tidak.

Desain EMC juga perlu mempertimbangkan kopling kapasitif dan induktif bersama dengan emisi yang tidak diinginkan yang dapat dilakukan di sepanjang jalur umum yang menuju ke kedua item peralatan. Ini dapat mencakup garis bumi juga.

Masalah Interferensi Elektromagnetik, EMI, ini dapat mencegah peralatan elektronik yang berdekatan bekerja bersama satu sama lain. Dengan pertumbuhan pesat dalam penggunaan peralatan elektronik, masalah Kompatibilitas Elektromagnetik, EMC telah menjadi topik yang sangat penting.

Sebagai hasilnya, EMC perlu dirancang sejak awal proyek pengembangan elektronik baru dan menerapkan berbagai teknik desain untuk EMC ke dalam keseluruhan konsep produk. Hanya dengan memperhatikan desain aspek EMC pada tahap konsep suatu pengembangan, maka tindakan pencegahan dapat dilakukan dengan benar.

Di tahun-tahun yang lalu, pemancar mungkin mencegah televisi domestik lokal menampilkan gambar mereka. Dalam kasus terburuk, seluruh gambar bisa hilang, atau mungkin ada beberapa pola gambar. Dengan ini dan banyak contoh lain dari hasil regulasi EMC yang buruk menjadi lebih luas, menjadi perlu untuk memperbaiki masalah. Sekarang dengan peralatan elektronik modern dimungkinkan untuk mengoperasikan ponsel dan perangkat nirkabel lainnya di dekat hampir semua peralatan elektronik dengan sedikit atau tanpa efek. Hal ini dilakukan dengan memastikan bahwa peralatan tidak memancarkan emisi yang tidak diinginkan, dan juga membuat peralatan tidak terlalu rentan terhadap radiasi frekuensi radio. Dengan cara ini, aspek desain untuk EMC ini telah memberikan keuntungan besar di dunia saat ini di mana Anda adalah sejumlah besar peralatan elektronik yang digunakan.

Desain untuk kepatuhan EMC

Saat mendesain kartu sirkuit elektronik, perlu dilakukan sejumlah tindakan pencegahan untuk memastikan bahwa persyaratan kinerja EMC-nya dapat dipenuhi. Mencoba memperbaiki kinerja EMC setelah sirkuit dirancang dan dibangun akan jauh lebih sulit dan mahal. Oleh karena itu, ada sejumlah area yang dapat ditangani selama desain untuk memastikan bahwa kinerja EMC dioptimalkan:

  • Desain sirkuit untuk radiasi minimum
  • Filter EMC
  • Partisi sirkuit
  • Pembumian
  • Kandang yang disaring
  • Garis dan kabel yang disaring

Dengan mengadopsi tindakan pencegahan ini, kinerja EMC sirkuit dapat sangat ditingkatkan. Namun itu masih perlu menjalani pengujian EMC untuk memastikan bahwa itu memenuhi kinerja yang disyaratkan.

Desain sirkuit EMC untuk radiasi minimum

Salah satu area utama yang perlu diingat untuk kepatuhan EMC / EMI adalah emisi radiasi RF yang timbul dari kabel penghubung dan kerentanan terhadap gangguan. Diketahui bahwa mereka membentuk jalur kopling utama untuk gangguan pada produk apa pun. Seringkali kabel ini perlu membawa sinyal frekuensi tinggi, kemungkinan data, dan ini dapat menghadirkan beberapa tantangan dalam hal meningkatkan kinerja EMC / EMI mereka.

Setiap kabel akan menerima dan memancarkan sinyal, terutama ketika mendekati seperempat panjang gelombang, atau kelipatan ganjilnya karena membentuk rangkaian resonansi. Namun meskipun kabel mendekati panjang ini, kompatibilitas elektromagnetik, EMC bisa menjadi masalah.

Salah satu solusinya adalah menyaring kabel yang masuk dan keluar dari unit. Meskipun hal ini mengurangi level EMI, hal ini juga dapat menurunkan kinerja sirkuit. Jika data kecepatan tinggi perlu dibawa, maka setiap tepi tajam akan dihilangkan oleh filter, dan dalam kasus terburuk, sinyal dapat dilemahkan sedemikian rupa sehingga sistem tidak berfungsi. Jadi, keseimbangan yang cermat mungkin perlu dibuat untuk filter antara kinerja peralatan dan kompatibilitas elektromagnetik, persyaratan EMC.

Dalam keadaan ini, sinyal dapat dibawa dalam format diferensial. Kabel sinyal kemudian dapat dibuat sebagai pasangan terpilin, dan bahkan dapat disaring. Dengan cara ini sinyal frekuensi tinggi dapat dibawa, tetapi kerentanannya terhadap radiasi dan penerimaan berkurang, karena apa pun yang diterima akan muncul di kedua saluran dan dibatalkan. Selain itu radiasi tidak terjadi karena alasan yang sama.

Desain EMC: filter

Kemungkinan memperkenalkan filter EMC telah disebutkan. Ini dapat membentuk alat yang berguna bagi insinyur EMC untuk digunakan dalam banyak hal. Filter EMC sangat berguna untuk saluran yang hanya membawa sinyal frekuensi rendah. Kabel masukan daya, atau saluran lain yang membawa tegangan status merupakan kandidat yang sangat baik untuk penyaringan. Di sini filter EMC dapat menghilangkan komponen frekuensi tinggi, meninggalkan elemen frekuensi rendah pada saluran yang tidak akan banyak memancar.

Filter EMC harus ditempatkan di titik masuk ke unit, dan harus diikat erat ke rangka. Dengan cara ini tidak ada sinyal yang dapat masuk ke unit dan memancar ke dalamnya sebelum dihapus oleh filter.

Desain EMC: partisi sirkuit

Elemen desain sirkuit ini penting untuk memastikan sirkuit dapat lulus uji EMC-nya. Ini harus diselesaikan pada tahap paling awal dari desain mengingat fakta bahwa itu mengatur seluruh topologi rangkaian dan konstruksi mekanis.

Tahap pertama dari proses partisi adalah memisahkan sirkuit ke dalam area EMC kritis dan non-kritis. Kompatibilitas elektromagnetik, area kritis EMC adalah area yang mengandung sumber radiasi, atau mungkin rentan terhadap radiasi. Area ini mungkin termasuk sirkuit yang berisi sirkuit frekuensi tinggi, sirkuit analog level rendah dan logika kecepatan tinggi termasuk sirkuit mikroprosesor.

Area EMC Non-kritis adalah area yang berisi area yang tidak mungkin memancarkan sinyal atau rentan terhadap radiasi. Sirkuit termasuk catu daya linier (bukan catu daya mode sakelar), sirkuit kecepatan lambat dan sejenisnya.

Setelah tindakan ini selesai, tata letak desain dapat dilakukan. Wilayah kritis atau sensitif dapat disaring atau dan filter ditambahkan seperlunya pada antarmuka untuk mencegah radiasi EMI, atau untuk melindungi sirkuit ini dari efek EMI.

Dengan mengisolasi area kritis EMC, dimungkinkan untuk menambahkan pengukuran yang relevan baik pada tahap awal desain, atau mungkin nanti. Memiliki antarmuka memberikan kemungkinan untuk mengoptimalkan kinerja keseluruhan untuk memenuhi pengujian EMC-nya. Hal ini dapat mengakibatkan penambahan pemfilteran lebih lanjut, penyaringan, dll., Atau bahkan memungkinkan pengurangan biaya dilakukan jika beberapa tindakan tidak diperlukan.

Pembumian

Skema pentanahan dalam sebuah unit sangat penting untuk kinerja EMC-nya. Pembumian yang buruk dapat menyebabkan loop pembumian yang pada gilirannya dapat menyebabkan sinyal dipancarkan, atau diambil di dalam unit dan karenanya kompatibilitas elektromagnetik yang buruk, menghasilkan kinerja EMC.

Untuk membantu memastikan bahwa bumi atau sistem pentanahan berfungsi dengan baik, perlu diperhatikan fungsinya. Dapat dikatakan sebagai jalur yang memungkinkan arus kembali ke sumbernya. Ini jelas harus memiliki impedansi rendah, dan juga harus langsung. Setiap loop, atau deviasi dapat menimbulkan efek palsu yang dapat menimbulkan masalah EMC.

Merencanakan sistem pentanahan atau pentanahan bukanlah hal yang sepele. Ini lebih menantang daripada yang terlihat, tetapi penting untuk kinerja EMC yang baik. Panjang harus dijaga seminimal mungkin karena frekuensi di atas lebih dari beberapa kilohertz, impedansinya didominasi oleh induktansi, dan panjang beberapa sentimeter membuat perbedaan yang signifikan, bahkan pada frekuensi rendah.

Untuk mengatasi efek ini, kabel tebal harus digunakan jika memungkinkan, dan pada papan sirkuit tercetak bidang tanah harus digunakan. Jalur kritis harus dijalankan di atas bidang tanah, dan jalur tersebut harus diarahkan sedemikian rupa sehingga tidak menemui jeda di bidang tanah. Kadang-kadang perlu untuk memiliki celah atau break di bidang tanah, dan jika ini terjadi, jalur kritis harus dialihkan di atas bidang tersebut, bahkan jika itu membuatnya sedikit lebih panjang.

Ini dan pendekatan lainnya dapat diadopsi untuk memastikan bahwa sistem pembumian dapat mengurangi masalah EMC seminimal mungkin. Pemikiran yang matang harus diberikan kepada landasan, karena mungkin tidak mudah untuk mengubahnya di lain waktu.

Kandang yang disaring

Meskipun penutup bersekat mungkin bukan pilihan yang disukai dari sudut pandang biaya, menempatkan unit dalam penutup konduktif yang diarde akan meningkatkan kinerja secara signifikan. Semua penyaringan kemudian dapat dilakukan pada antarmuka ini dan dinding konduktif akan menjadi penghalang radiasi, sehingga meningkatkan baik elemen emisi dan kerentanan kinerja EMC.

Jika biaya dan kemungkinan estetika penting, maka dimungkinkan untuk menyemprot bagian dalam lemari dengan cat konduktif, meskipun tingkat penyaringan yang disediakan tidak akan sebagus jika digunakan wadah logam yang sepenuhnya konduktif. Di mana tingkat kinerja EMC yang tinggi diperlukan, kehati-hatian harus diambil untuk memilih kasus di mana kontinuitas layar tidak dilanggar. Kasus idealnya harus dibuat dari sesedikit mungkin elemen. Pada setiap sambungan akan ada kemungkinan radiasi melewatinya. Jika persendian akan terjadi, sambungan harus sekencang mungkin dan harus memiliki kontinuitas yang baik di antara keduanya.

Beberapa casing logam yang menggunakan gaya konstruksi prefabrikasi dengan panel aluminium anodisa tidak menawarkan kinerja EMC yang baik, meskipun secara estetika lebih menyenangkan daripada beberapa casing ketat RF. Keseimbangan harus dibuat tergantung pada kinerja yang diperlukan dan tes EMC yang perlu dilakukan.

Garis dan kabel yang disaring

Ketika garis dan kabel perlu masuk atau keluar dari suatu unit, kabel dapat disaring untuk mencegah radiasi sinyal yang dibawa atau diambil sinyal eksternal. Namun bila kabel yang disaring diperlukan untuk aplikasi EMC kompatibilitas elektromagnetik, layar harus terikat ke ground sinyal peralatan segera setelah memasuki unit, jika tidak, sinyal yang tidak diinginkan dapat terpancar atau diambil dan ini akan mengganggu kepatuhan EMC.

Kompatibilitas elektromagnetik, kinerja EMC adalah peralatan elektronik saat ini sangat penting dan sebagai akibatnya perlu dirancang untuk EMC. Agar unit dapat lulus pengujian EMC dan ditempatkan di pasar, unit tersebut harus mematuhi arahan dan peraturan yang berlaku. Agar unit berhasil, unit harus dirancang untuk memberikan kompatibilitas elektromagnetik tingkat tinggi, kinerja EMC, dan pengurangan EMI.


Tonton videonya: 2020 Free Fire Indonesia Masters 2020 Spring. Grand Final. Round 6 (Desember 2021).