8 consejos para acabar con el ruido EMI y reducir los problemas de señal

La interferencia electromagnética, o EMI, es como una fuerza invisible que puede estropear tus aparatos electrónicos. Puede causar todo tipo de problemas. En este artículo, voy a compartir 8 sencillos consejos que he aprendido. Estos consejos le ayudarán a reducir o incluso detener el ruido EMI. Estos son consejos simples que realmente funcionan. Puede utilizarlos en sus propios proyectos para asegurarse de que sus señales son buenas y su electrónica funciona de la manera correcta.

¿Qué son las molestas interferencias electromagnéticas y cómo afectan a mis aparatos electrónicos?

Las interferencias electromagnéticas (IEM) son ruidos eléctricos no deseados. Puede alterar el funcionamiento de los dispositivos electrónicos. Es como oír estática en la radio. Este problema puede venir de la naturaleza, como los rayos. También puede provenir de objetos fabricados por el hombre, como motores y líneas eléctricas. Los problemas de IEM pueden ser pequeños fallos o hacer que falle todo el sistema. Es un gran problema que todo ingeniero tiene que resolver.

Las interferencias electromagnéticas pueden estropear tus datos. Puede hacer que tu equipo no funcione bien. Y puede hacer que tus circuitos sean inestables. Esta mala señal puede moverse por el aire. También puede desplazarse por los cables de alimentación y de señal. Para solucionar los problemas de IEM, hay que saber de dónde viene y cómo se mueve. Después, puedes hacer cosas para reducirla o detenerla. Aquí es donde los buenos métodos de construcción pueden ayudar mucho.

¿Cómo puedo utilizar el apantallamiento para proteger mis componentes?

Una de las mejores formas de combatir las interferencias electromagnéticas es utilizar blindaje. Un blindaje es como un muro que detiene los campos electromagnéticos. Es como una jaula de Faraday para los componentes electrónicos. Este blindaje puede ser una caja metálica. También puede ser una pintura especial a través de la cual pueda fluir la electricidad. Lo principal es cubrir completamente las piezas que se ven afectadas con facilidad. Esto las protege de la IEM que está fuera. También querrás evitar que cualquier EMI que tus propias piezas produzcan salga al exterior.

Puede utilizar diferentes tipos de materiales para el blindaje. Entre ellos están el cobre, el aluminio y el acero. El material que elijas debe basarse en la velocidad de la EMI que quieras detener. Para que el blindaje funcione bien, hay que asegurarse de que no haya agujeros ni aberturas. Incluso un agujero minúsculo puede dejar entrar o salir IEM. El uso de juntas y sellos especiales puede ayudarle a mantener su blindaje fuerte y sólido.

¿Cuál es la mejor forma de conectar mi sistema a tierra para minimizar la EMI?

Una buena conexión a tierra es muy importante para reducir la EMI. La conexión a tierra ofrece un camino fácil para que el ruido eléctrico que no desea fluya lejos de sus circuitos importantes. Un cable de tierra en mal estado puede empeorar aún más los problemas de EMI. Puede hacer cosas llamadas bucles de tierra. Estos bucles pueden funcionar como antenas para EMI.

Para asegurarse de que su toma de tierra es buena, debe utilizar un plan de toma de tierra de un solo punto para sus circuitos de baja velocidad. Esto significa que todos los cables de tierra van a un único punto. Para los circuitos de alta velocidad, suele ser mejor utilizar un plan de puesta a tierra multipunto. También es muy importante que los cables de tierra sean lo más cortos posible. Esto ayuda a reducir la inductancia. Utilizar un área de tierra grande en la placa del circuito también puede ayudar a conseguir un punto estable y reducir la EMI.

¿Puede el cable adecuado reducir realmente los efectos EMI?

Los cables que elijas pueden marcar una gran diferencia con la EMI. Los cables sin blindaje pueden funcionar como antenas. Pueden captar y enviar ruido eléctrico. Por eso es tan importante utilizar cables apantallados, sobre todo para las señales que se ven fácilmente afectadas. Un cable apantallado tiene una capa especial que funciona como un muro para detener la EMI.

Aquí tienes algunos consejos sobre cables que te ayudarán a reducir el IEM:

• Utiliza cables de par trenzado: Retorcer los dos cables ayuda a anular cualquier EMI que se cuele.
• Mantenga separados los cables de alimentación y de señal: Si colocas los cables de alimentación y de señal en tubos diferentes, evitarás que el ruido de los cables de alimentación se cuele en los de señal.
• Asegúrese de que las conexiones de la pantalla están bien: El blindaje del cable debe conectarse a tierra en un extremo o en ambos para que funcione correctamente.
• Mantén los cables cortos: Los cables más cortos no son tan propensos a captar EMI.

¿Cómo elijo y coloco los componentes para minimizar los problemas de EMI?

Las piezas que elijas y el lugar donde las coloques en tu placa de circuito pueden marcar una gran diferencia en la lucha contra las EMI. Algunas piezas, como las fuentes de alimentación conmutadas y los circuitos digitales rápidos, son grandes fuentes de EMI. Es una buena idea mantener estas partes ruidosas lejos de sus circuitos analógicos que son fácilmente afectados.

Cuando planifiques tu placa de circuito, intenta que las líneas de alta velocidad sean lo más cortas posible. Esto ayudará a hacer más pequeño el bucle, que puede funcionar como una antena. También es muy importante utilizar una zona de tierra sólida. Proporciona una vía de retorno sencilla para tus señales y ayuda a reducir la EMI. Elegir las piezas adecuadas también es importante. Si eliges piezas que no produzcan mucha EMI, te ayudarán a cumplir las normas de compatibilidad electromagnética.

¿Por qué las fuentes de alimentación son fuente de interferencias electromagnéticas y cómo solucionarlas?

Las fuentes de alimentación pueden ser una causa habitual de IEM, sobre todo las de conmutación. Esto se debe a que funcionan muy rápido y pueden producir mucho ruido eléctrico. Este ruido puede viajar por las líneas eléctricas y propagarse por el aire. Para evitarlo, hay que utilizar filtros en los puntos de entrada y salida de la fuente de alimentación.

Un filtro EMI es una pieza fabricada para detener el ruido de alta velocidad. Al mismo tiempo, deja pasar las señales de alimentación que quieras. Un filtro bien hecho puede reducir mucho la EMI procedente de tu fuente de alimentación. También es una buena idea utilizar condensadores de desacoplamiento cerca de los circuitos integrados. Estos condensadores dan un impulso cercano de potencia y ayudan a eliminar el ruido de alta velocidad.

¿Cómo aislar los componentes para reducir el ruido EMI?

Mantener las piezas separadas es otro plan importante para reducir la IEM. Para ello, deja espacio entre las piezas ruidosas y las que se ven fácilmente afectadas. También puede utilizar blindaje para mantener las piezas separadas. Otra forma es utilizar transformadores de aislamiento u optoacopladores. Estas piezas cortan el paso eléctrico entre dos circuitos. Esto puede ayudar a evitar que el ruido de un circuito interfiera con otro.

Cuando tu diseño tiene señales analógicas y digitales, es una buena idea tener tierras separadas para ellas. Así evitarás que las señales digitales ruidosas interfieran con las señales analógicas sensibles. Puedes unir las dos masas en un solo punto. Este método puede mejorar mucho el funcionamiento y la fiabilidad de tu sistema.

¿Qué pasa con los transmisores y la EMI en mi diseño?

Los transmisores están hechos para enviar ondas de energía. Esto significa que pueden ser una fuente de IEM para otros aparatos electrónicos cercanos. Para reducir estos problemas de EMI, es importante utilizar una antena que esté bien fabricada. También hay que asegurarse de que el transmisor funciona a la velocidad y potencia adecuadas.

También debes pensar en dónde colocas el transmisor y su antena en comparación con dónde colocas otras partes sensibles. Mantener un buen espacio entre el transmisor y otros aparatos electrónicos puede ayudar a reducir la posibilidad de problemas. También puedes utilizar un apantallamiento para mantener los campos de energía del transmisor en el interior y proteger otros dispositivos.

¿Hay trucos de diseño especiales que pueda utilizar un ingeniero?

Como ingeniero, hay algunos métodos de diseño que puedes utilizar para reducir la EMI desde el principio. Una regla importante es reducir el área de bucle de los cables que transportan energía. Un bucle más pequeño emitirá menos energía electromagnética. Para ello, coloque la vía de retorno de una señal justo debajo de la línea de señal.

Otro truco es utilizar algo llamado señalización diferencial. Esto significa que envías una señal por dos cables, uno positivo y otro negativo. La parte que recibe la señal observa la diferencia entre las dos señales. Este método es realmente bueno para bloquear el ruido en modo común, que es una parte importante de la EMI. El uso de cables de par trenzado con señales diferenciales ofrece una protección aún mayor contra el ruido.

¿Cómo puedo asegurarme de que mi diseño no tiene problemas de EMI?

La mejor manera de asegurarse de que su diseño no tiene problemas de EMI es pensar en ello desde el principio. No espere a que el diseño esté casi terminado para ocuparse de la EMI. Es mucho más fácil y cuesta menos dinero tener en cuenta la compatibilidad electromagnética desde el principio. Esto significa que debe seguir unos buenos hábitos de diseño, como la correcta conexión a tierra, el blindaje y la colocación de las piezas en los lugares adecuados.

También es una buena idea comprobar el diseño para detectar EMI. Puede hacerlo en una sala especial diseñada para detectar señales electromagnéticas. Al comprobar el diseño, se pueden detectar posibles problemas de EMI. Así podrá solucionarlos antes de vender el producto. Así se asegurará de que su producto funciona bien y cumple todas las normas.

En resumen, esto es lo que hay que recordar:

• El blindaje es de gran ayuda: Utiliza cajas metálicas y juntas especiales para detener las interferencias electromagnéticas.
• La conexión a tierra es muy importante: Utilice un plan de conexión a tierra de uno o varios puntos para facilitar la desaparición del ruido.
• Los cables son importantes: Utiliza cables apantallados de par trenzado y no los hagas demasiado largos.
• El lugar donde se colocan las piezas es importante: Mantenga las piezas ruidosas alejadas de las piezas que puedan verse afectadas fácilmente.
• Pon filtros en tus fuentes de alimentación: Utiliza filtros EMI y condensadores de desacoplamiento para que tu alimentación sea limpia.
• Mantén los circuitos separados: Utiliza el espacio y piezas especiales para evitar que el ruido se desplace.
• Planifique la EMC desde el principio: No pienses en el IME en el último momento.