Odata cu folosirea intensiva a circuitelor integrate, problema interferentei si susceptibilitatii electromagnetice a devenit o conditie in proiectarea unor echipamente de automatizare de inalta fiabilitate. Prin compatibilitate electromagnetica se intelege particularitatea unui echipament, sau a unui sistem in ansamblu, de a functiona in conditiile unui mediu poluat electromagnetic, fara a fi perturbate intolerabil functiile acestuia. Interferenta electromagnetica ( FMI - electomagnetic interference, sau RFI - radio frequence interference ) este reprezentata printr-un semnal nedorit, care este indus datorita campului electromagnetic poluant, semnal care poate defecta functionarea unui echipament sau sistem. Interferenta electromagnetica poate fi definita ca o poluare electromagnetica, la fel de periculoasa ca poluarea aerului sau a apei in mediul ambiant. Fenomenul de compatibilitate electromagnetica are trei componente, fig. 12.1 : sursa unui camp electromagnetic poluant, calea de propagare si receptorul afectat, reprezentat prin echipamentul sau sistemul in functionare normala. Sursele de zgomot electromagnetic sunt cauzate de fenomene naturale sau artificiale, ca de exemplu:
. Zgomotele electrice generate de furtuni electrice, reprezinta surse naturale de zgomote electromagnetice cu frecvente sub 10 MHz.
. Zgomotele generate de radiatiile solare si zgomotele cosmice reprezinta surse naturale de zgomote cu frecvente peste 10 MHz.
. Zgomotele electrice artificiale sunt generate de activitatile umane si pot fi neintentionat sau intentionat create. Sursele neintentionat create de om sunt echipamente a caror functionare nu are ca scop emisia de campuri electromagnetice, precum calculatoarele electronice, motoarele electrice, echipamentele cu relee cu contacte, tuburi fluorescente, sudura cu arc, motoarele cu autoaprindere, cablurile TV etc. Sursele de poluare electromagnetica intentionat create de activitatile umane sunt acele echipamente a caror functionare normala consta in emisia de semnale electromagnetice, ca de exemplu echipamente radar, radiouri mobile, echipamente cu modulare in frecventa sau amplitudine etc.
Important in poluarea electromagnetica este mecanismul de cuplare intre sursa si receptor, care poate fi prin radiatie sau prin conductie. Cuplarea prin radiatie se face prin intermediului campului electromagnetic intre sursa si receptor ca intre doua aparate, ca de exemplu un pistol de lipit in contact manual si cu transformator poate afecta prin impulsurile campului electromagnetic un calculator. Cuplarea prin conductie intre doua aparate se face prin firele retelei de alimentare , prin firul comun de impamantare al echipamentelor , etc. De exemplu, cupland la aceiasi retea de alimentare un calculator si un termostat pentru incalzirea unui volum, conectarea/deconectarea automata a rezistentei de incalzire a termostatului provoaca variatii ale tensiunii de alimentare a retelei care influenteaza aparatele conectate la aceiasi retea de alimentare. Poluarea electromagnetica, adica operatia unor tensiuni parazite in circuitele electrice, poate fi numai intre doua aparate, ci si in cadrul aceluiasi aparat. De exemplu, poluarea prin conductie apare in cadrul unui aparat in care functionarea unui etaj de putere in impulsuri poate provoca variatii ( caderi ) ale tensiunii de alimentare, ceea ce poate influenta ( prin conductie ) alte etaje ale aparatului respectiv. Poluarea prin inductie in cadrul unui aparat poate apare atunci cand de exemplu variatii ale unui semnal electric provoaca, datorita campului magnetic propriu, semnale in alte circuite ale aparatului.
In fig. 11.2. sunt prezentate cateva mecanisme de cuplare prin radiatii si prin conductie intre sursa poluanta si aparatul poluat electromagnetic.
Interferenta electromagnetica poate apare si intre echipamente de calcul, atat prin inductie ( prin sursa de alimentare in ca ) cat si prin conductie ( prin campul electromagnetic creat de functionarea unui calculator ), fig.12.3. Pentru a studia interferenta electromagnetica sunt necesare teste, prin care se masoara amplitudinea si frecventa semnalului nedorit, indus de sursa poluanta in aparatul supus testarii. Aceste masurari se fac cu analizoare spectrale.
Pentru a reduce semnalele parazite care apar prin inductie de la sursa poluanta se folosesc ecrane electrice intre sursa si aparatul testat. Pentru a reduce semnalele parazite care apar prin conductie intre sursa poluanta si aparatul testat, se folosesc filtre electrice pe tensiunile de alimentare. De exemplu, in acest scop la aparatele cu circuite integrate, circuitul imprimat este astfel realizat incat barele de alimentare ( +, - ) sa fie suprapuse pe suprafate cat mai mari, ceea ce formeaza de fapt un condensator electric cu rol de filtrare.
In prezent, datorita aparitiei a numeroase surse poluante, problema compatibilitatii electromagnetice este deosebit de actuala, existand institutii de specialitate care se ocupa cu elaborarea de standarde si recomandari in acest domeniu. La nivel international, exista organizatii de standardizare, specializate pe anumite domenii de aplicatie, ca de exemplu
. ISO - in domenii largi ( mecanic , electric etc. )
. IEC, CISPR - in domeniul electrotehnic, electronic
. CCITT - in domeniul telecomunicatiilor
. CCIR - in comunicatii radio
In prezent exista si agentii nationale, care de exemplu preiau recomandarile de la CISPR ( International Special Committee on Radio Interference ). Prin aceste standarde se stabileste nivelul acceptabil de interferenta ( de susceptibilitate ) electromagnetica pentru diferite surse poluante si diverse echipamente influentate prin poluare electromagnetica. In domeniul aparaturii de automatizare cel mai important organism international este IEC ( International Electrotehnical Commission ). Acest organism are comitete pe diferite domenii, ca de exemplu:
TC 77 - Compatibilitate electromagnetica intre echipamente electrice, inclusiv retele
TC 65 - Masurari industriale si conducerea proceselor
In tara noastra, Institulul Roman de Standardizare si Marci are ca preocupare principala coordonarea lucrarilor de cercetare si de adaptare a recomandarilor si regulamentelor internationale in domeniul standardelor, inclusiv in domeniul compatibilitatii electromagnetice.
