8 tips om EMI-ruis te stoppen en signaalproblemen te verminderen

Elektromagnetische interferentie, of EMI, is een onzichtbare kracht die je elektronica kan verstoren. Het kan allerlei problemen veroorzaken. In dit artikel deel ik 8 eenvoudige tips die ik heb geleerd. Deze tips zullen je helpen om EMI-ruis te verminderen of zelfs te stoppen. Dit zijn eenvoudige tips die echt werken. Je kunt ze gebruiken in je eigen projecten om ervoor te zorgen dat je signalen goed zijn en je elektronica op de juiste manier werkt.

Wat is die vervelende EMI en wat doet het met mijn elektronica?

Elektromagnetische interferentie (EMI) is elektrische ruis die je niet wilt. Het kan de werking van je elektronische apparaten verstoren. Je kunt het vergelijken met ruis op de radio. Dit probleem kan van de natuur komen, zoals bliksem. Het kan ook komen van dingen die mensen maken, zoals motoren en hoogspanningskabels. De problemen door EMI kunnen kleine storingen zijn of ze kunnen het hele systeem laten uitvallen. Het is een groot probleem waar elke ingenieur mee om moet gaan.

Als je EMI hebt, kan dat je gegevens in de war sturen. Het kan ervoor zorgen dat je apparatuur niet goed werkt. En het kan je circuits onstabiel maken. Dit slechte signaal kan zich door de lucht verplaatsen. Het kan zich ook verplaatsen langs je stroom- en signaalkabels. Om EMI problemen op te lossen, moet je weten waar de EMI vandaan komt en hoe het zich verplaatst. Daarna kun je dingen doen om het te verminderen of te stoppen. Dit is waar goede manieren van bouwen veel kunnen helpen.

Hoe kan ik afschermingen gebruiken om mijn onderdelen te beschermen?

Een van de beste manieren om EMI tegen te gaan is door afscherming te gebruiken. Een afscherming is als een muur die elektromagnetische velden tegenhoudt. Je kunt het zien als een kooi van Faraday voor je elektronica. Deze afscherming kan een metalen doos zijn. Het kan ook een speciale verf zijn waar elektriciteit doorheen kan stromen. Het belangrijkste is om je onderdelen die gemakkelijk worden beïnvloed volledig te bedekken. Dit beschermt ze tegen EMI van buitenaf. Je wilt ook voorkomen dat EMI die je eigen onderdelen maken naar buiten komt.

Je kunt verschillende soorten materialen gebruiken voor afscherming. Deze omvatten koper, aluminium en staal. Het materiaal dat je kiest moet gebaseerd zijn op de snelheid van de EMI die je wilt tegenhouden. Om de afscherming goed te laten werken, moet je er zeker van zijn dat er geen gaten of openingen zijn. Zelfs een klein gaatje kan EMI naar binnen of naar buiten laten gaan. Met speciale pakkingen en afdichtingen kun je je afscherming sterk en stevig houden.

Wat is de beste manier om mijn systeem te aarden om EMI te minimaliseren?

Goede aarding is erg belangrijk om EMI te verlagen. Aarding biedt een gemakkelijke weg voor de elektrische ruis die je niet wilt wegleiden van je belangrijke circuits. Een slechte aarddraad kan EMI-problemen nog erger maken. Het kan dingen veroorzaken die aardlussen worden genoemd. Deze lussen kunnen werken als antennes voor EMI.

Om er zeker van te zijn dat je aarde goed is, moet je een eenpuntsaardingsplan gebruiken voor je lage-snelheidscircuits. Dit betekent dat al je aardedraden naar één plek gaan. Voor hogesnelheidscircuits is het vaak beter om een meerpuntsaardingsplan te gebruiken. Het is ook heel belangrijk om je aardedraden zo kort mogelijk te houden. Dit helpt om de zogenaamde inductantie te verlagen. Het gebruik van een groot aardoppervlak op je printplaat kan ook helpen om een stabiel punt te maken en EMI te verlagen.

Kan de juiste kabel EMI-effecten echt verminderen?

De kabels die je kiest kunnen een groot verschil maken bij EMI. Kabels zonder afscherming kunnen werken als antennes. Ze kunnen elektrische ruis oppikken en uitzenden. Daarom is het zo belangrijk om afgeschermde kabels te gebruiken, vooral voor signalen die gemakkelijk beïnvloed worden. Een afgeschermde kabel heeft een speciale laag die werkt als een muur om EMI tegen te houden.

Hier zijn een paar tips over kabels om je te helpen de EMI te verlagen:

• Gebruik kabels met getwist aderpaar: Het in elkaar draaien van de twee draden helpt om eventuele EMI die binnenkomt te elimineren.
• Houd stroom- en signaalkabels uit elkaar: Als je de voedingskabels en signaalkabels in verschillende buizen laat lopen, voorkom je dat er ruis van de voedingskabels in je signaalkabels terechtkomt.
• Controleer of afschermingsaansluitingen goed zijn: Om goed te werken moet de kabelafscherming aan één of beide uiteinden worden verbonden met de aarde.
• Houd kabels kort: Kortere kabels pikken minder snel EMI op.

Hoe kies en plaats ik onderdelen om EMI-problemen te minimaliseren?

De onderdelen die je kiest en waar je ze plaatst op je printplaat kunnen een groot verschil maken in hoe goed je EMI bestrijdt. Sommige onderdelen, zoals schakelende voedingen en snelle digitale circuits, zijn grote bronnen van EMI. Het is een slim idee om deze luidruchtige onderdelen ver weg te houden van je analoge circuits die gemakkelijk beïnvloed worden.

Wanneer je je printplaat plant, probeer dan de hogesnelheidslijnen zo kort mogelijk te maken. Hierdoor wordt de lus kleiner, wat kan werken als een antenne. Het is ook heel belangrijk om een solide massaplaat te gebruiken. Het geeft een eenvoudige retourweg voor je signalen en helpt EMI te verlagen. De juiste onderdelen kiezen is ook belangrijk. Als je onderdelen kiest die niet veel EMI veroorzaken, kan dat helpen om aan de EMC-regels te voldoen.

Waarom zijn voedingen een bron van EMI en hoe kan ik het verhelpen?

Voedingen kunnen een gebruikelijke oorzaak zijn van EMI, meestal van het schakelende type. Dit komt omdat ze erg snel werken en veel elektrische ruis kunnen maken. Deze ruis kan dan langs de stroomkabels reizen en zich in de lucht verspreiden. Om dit aan te pakken, moet je filters gebruiken op de plek waar je voeding stroom krijgt en stuurt.

Een EMI-filter is een onderdeel dat snelle ruis tegenhoudt. Tegelijkertijd laat het de gewenste voedingssignalen door. Een goed gemaakt filter kan veel van de EMI die uit je voeding komt verlagen. Het is ook een slim idee om ontkoppelcondensatoren te gebruiken in de buurt van je geïntegreerde schakelingen. Deze condensatoren geven een stroomstoot in de buurt en helpen hogesnelheidsruis te verwijderen.

Hoe isoleer ik onderdelen om EMI-ruis te verminderen?

Onderdelen gescheiden houden is een ander belangrijk plan om EMI te verlagen. Je kunt dit doen door ruimte te creëren tussen de onderdelen die lawaai maken en de onderdelen die gemakkelijk beïnvloed worden. Je kunt ook afscherming gebruiken om onderdelen uit elkaar te houden. Een andere manier is het gebruik van scheidingstransformatoren of optocouplers. Deze onderdelen snijden het elektrische pad tussen twee circuits door. Dit kan helpen voorkomen dat ruis van het ene circuit een ander circuit verstoort.

Als je ontwerp zowel analoge als digitale signalen bevat, is het een goed idee om ze apart te aarden. Dit voorkomt dat de ruisende digitale signalen de gevoelige analoge signalen verstoren. Je kunt de twee aardingen dan samenvoegen op slechts één plek. Deze methode kan de werking en betrouwbaarheid van je systeem veel beter maken.

Hoe zit het met zenders en EMI in mijn ontwerp?

Zenders zijn gemaakt om energiegolven uit te zenden. Dit betekent dat ze een bron van EMI kunnen zijn voor andere elektronica in de buurt. Om deze EMI-problemen te verminderen, is het belangrijk om een antenne te gebruiken die goed gemaakt is. Je moet er ook voor zorgen dat de zender op de juiste snelheid en met het juiste vermogen werkt.

Je moet ook nadenken over waar je de zender en zijn antenne plaatst in vergelijking met waar je andere gevoelige onderdelen plaatst. Een goede ruimte houden tussen de zender en andere elektronica kan de kans op problemen verkleinen. Je kunt ook afscherming gebruiken om de energievelden van de zender binnen te houden en andere apparaten veilig te houden.

Zijn er speciale ontwerptrucs die een ingenieur kan gebruiken?

Als ingenieur kun je een paar ontwerpmethodes gebruiken om EMI vanaf het begin te verminderen. Een belangrijke regel is om het lusgebied van je stroomvoerende draden kleiner te maken. Een kleinere lus zal minder elektromagnetische energie uitzenden. Je kunt dit doen door de retourweg voor een signaal recht onder de signaallijn te leggen.

Een andere truc is het gebruik van differentiële signalering. Dit betekent dat je een signaal over twee draden stuurt, een positieve en een negatieve. Het deel dat het signaal ontvangt kijkt vervolgens naar het verschil tussen de twee signalen. Deze methode is erg goed in het blokkeren van common-mode ruis, die een groot deel van EMI uitmaakt. Het gebruik van getwiste draden met differentiële signalen kan je een nog betere bescherming tegen ruis geven.

Hoe kan ik ervoor zorgen dat mijn ontwerp vrij is van EMI-problemen?

De beste manier om ervoor te zorgen dat je ontwerp geen EMI problemen heeft, is om er vanaf het begin over na te denken. Wacht niet met het aanpakken van EMI tot je ontwerp bijna klaar is. Het is veel eenvoudiger en goedkoper om vanaf het begin te bouwen aan EMC (elektromagnetische compatibiliteit). Dit betekent dat je goede ontwerpgewoonten moet volgen, zoals correcte aarding, afscherming en onderdelen op de juiste plaats aanbrengen.

Het is ook een slim idee om je ontwerp te controleren op EMI. Je kunt dit doen in een speciale ruimte die gemaakt is om te controleren op elektromagnetische signalen. Door je ontwerp te controleren, kun je eventuele EMI-problemen vinden. Vervolgens kun je ze oplossen voordat je product wordt verkocht. Zo weet je zeker dat je product goed werkt en aan alle regels voldoet.

Samengevat is dit wat je moet onthouden:

• Afscherming is een grote hulp: Gebruik metalen dozen en speciale pakkingen om EMI tegen te houden.
• Aarding is heel belangrijk: Gebruik een eenpunts- of meerpuntsaardingsplan om lawaai een gemakkelijke weg te geven om weg te gaan.
• Kabels zijn belangrijk: Gebruik afgeschermde, getwiste kabels en maak ze niet te lang.
• Waar je onderdelen plaatst, is belangrijk: Houd lawaaierige onderdelen uit de buurt van onderdelen die gemakkelijk kunnen worden aangetast.
• Plaats filters op je voedingen: Gebruik EMI-filters en ontkoppelcondensatoren om je stroom schoon te maken.
• Houd je circuits uit elkaar: Gebruik ruimte en speciale onderdelen om te voorkomen dat het geluid zich verplaatst.
• Plan vanaf het begin voor EMC: Denk niet op het laatste moment aan EMI.