I campi elettromagnetici sono ovunque. Queste invisibili aree di forza, costituite da energia magnetica ed elettrica, possono provenire da fonti artificiali o naturali.

A volte questi campi elettromagnetici possono causare interferenze o disturbi a un altro dispositivo elettrico o elettronico, provocando un fenomeno chiamato interferenza elettromagnetica o EMI.

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Che cos'è l'EMI (interferenza elettromagnetica)?

L'EMI (Electromagnetic Interference), nota anche come RFI (Radio Frequency Interference), è un disturbo o un'interferenza che influisce sul funzionamento di un dispositivo elettrico o elettronico.

Queste interferenze possono causare un cattivo funzionamento dei dispositivi elettronici o impedirne del tutto il funzionamento. In alcuni casi, ciò può portare a gravi conseguenze, come guasti a dispositivi medici, macchinari e attrezzature militari.

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Quali sono le cause dell'IEM?

Le interferenze elettromagnetiche sono causate da campi elettromagnetici sviluppati da dispositivi elettrici o elettronici prodotti dall'uomo, da fonti naturali e da eventi.

Ogni volta che i segnali elettronici si incontrano alla stessa frequenza, si disturbano a vicenda, causando l'EMI.

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Esempi di IEM

EMI di origine umana

Le interferenze elettromagnetiche di origine artificiale (prodotte dall'uomo o dall'uomo) sono causate da oggetti di uso quotidiano nelle nostre case (EMI residenziale) e anche da apparecchiature e dispositivi utilizzati nel settore industriale (EMI industriale).

EMI residenziale

Le fonti di EMI residenziali sono tutti i dispositivi e gli apparecchi elettronici presenti in casa, in particolare quelli che funzionano con un segnale wireless. Questi possono disturbare gli altri dispositivi elettronici presenti in casa.

Fortunatamente, queste fonti di EMI non causano generalmente danni significativi. Tuttavia, le EMI presenti nell'ambiente stanno diventando sempre più forti a causa dell'utilizzo di un numero sempre maggiore di dispositivi elettronici nelle nostre case, e questo può causare maggiori disturbi.

Poiché i produttori lavorano per migliorare le prestazioni di dispositivi come i telefoni cellulari, ciò può causare un aumento delle EMI.

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Esempi di EMI residenziale di origine antropica:

• Laptop, computer, telefoni cellulari e tablet
• Dispositivi Bluetooth e Wi-Fi
• Lampadine fluorescenti e OLED
• Forni a microonde

EMI industriale

Le EMI industriali o commerciali causano interferenze più significative rispetto alle EMI residenziali perché possono raggiungere aree e dispositivi più ampi. Le EMI industriali possono interessare ospedali, operazioni militari, stazioni radiotelevisive e altre apparecchiature e dispositivi vicini.

Esempi di EMI industriale prodotta dall'uomo:

• Torri cellulari e reti di comunicazione satellitare
• Linee elettriche ad alta tensione
• Motori e generatori elettrici industriali
• Trasmettitori radiotelevisivi
• Sistemi di imaging medico, risonanza magnetica, raggi X e radioterapia

EMI naturale

Le interferenze elettromagnetiche naturali (EMI) sono causate da fonti ed eventi naturali, tra cui brillamenti solari, fulmini e aurore. Le EMI naturali possono talvolta verificarsi senza preavviso, causando gravi interferenze ai dispositivi elettronici che non sono stati adeguatamente protetti.

Occasionalmente, le EMI provenienti dal sole possono influenzare le trasmissioni satellitari. Ad esempio, se il sole si trova dietro il satellite, il rumore elettromagnetico che crea potrebbe coprire le comunicazioni del satellite.

L'EMI naturale ha di solito un impatto più significativo sui dispositivi più vecchi, mentre molti dispositivi moderni resistono bene agli effetti causati dall'EMI naturale man mano che si sviluppano le nuove tecnologie.

Esempi di EMI naturali:

• Temporali, tempeste elettriche atmosferiche e fulmini
• Le eruzioni solari e la radiazione cosmica del Sole
• Venti solari come l'aurora boreale, conosciuta come aurora boreale
• Elettricità statica

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Tipi di interferenze elettromagnetiche

Le EMI possono essere classificate in base a diverse caratteristiche, tra cui la trasmissione, la durata, la larghezza di banda e la sorgente.

Trasmissione

Le EMI da trasmissione possono essere classificate in due tipi principali:

• EMI condotte
• EMI irradiate

EMI condotte

Nell'interferenza elettromagnetica condotta, le sorgenti dell'EMI sono in contatto fisico tra loro. Ad esempio, lungo le linee elettriche o un motore di grandi dimensioni. Un esempio di questo tipo di interferenza si ha quando in casa ci sono diversi oggetti che utilizzano lo stesso circuito elettrico e l'accensione di un dispositivo provoca il malfunzionamento di un altro.

EMI irradiate

L'interferenza elettromagnetica irradiata è la forma di EMI più comunemente riscontrata. Questo tipo di interferenza proviene da fonti che non sono in contatto diretto tra loro. La trasmissione è senza fili e può attraversare l'aria, lo spazio, la plastica e gli isolanti senza bisogno di un collegamento elettrico.

Durata

Un altro modo per classificare le interferenze elettromagnetiche è la durata, ovvero quanto dura l'interferenza.

Le IEM in base alla durata possono essere classificate in:

• Continuo
• Sporadico

EMI continua

Quando la sorgente di EMI causa un segnale prolungato, si parla di interferenza continua. Queste interferenze elettromagnetiche si verificano con un motore o un circuito elettronico in funzione costante. Spesso si tratta di circuiti a bassa tensione, come l'illuminazione e le fonti di alimentazione domestiche.

EMI sporadica

L'interferenza sporadica è detta anche impulsiva perché la sorgente provoca solo interruzioni temporanee. È il caso di una tempesta elettrica, di un brillamento solare o di una scarica elettrostatica.

Larghezza di banda

Possiamo anche dividere ulteriormente i tipi di EMI in sottocategorie in base alla loro larghezza di banda. Esistono interferenze elettromagnetiche a banda stretta e a banda larga.

EMI a banda stretta

La banda stretta è spesso causata da un trasmettitore radio o da una forma di oscillatore. Interessa solo una singola o una stretta banda di frequenze. Sebbene questo tipo di interferenza non abbia di solito un effetto rilevante sulle apparecchiature elettroniche, deve essere mantenuta entro limiti accettabili.

EMI a banda larga

La banda larga interessa ampie porzioni dello spettro radio e molte frequenze diverse. Spesso è causata da apparecchiature malfunzionanti. Alcune delle fonti di EMI a banda larga possono essere termostati, regolatori di tensione, sistemi di accensione, trasmettitori radar e di comunicazione, generatori di impulsi e personal computer.

Fonte

Come spiegato in precedenza, le EMI possono essere classificate in base al tipo di sorgente: EMI naturale e EMI di origine antropica.

Le EMI in base alla fonte possono essere classificate in:

• Apparecchiature e dispositivi costruiti dall'uomo
• Fonti ed eventi naturali

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Come vengono trasmesse le EMI?

Esistono diversi metodi di trasmissione delle EMI. Il meccanismo di accoppiamento delle EMI descrive il percorso che le EMI compiono nel viaggio dalla sorgente al ricevitore. Per correggere il problema che le EMI stanno causando, è essenziale capire come arrivano al ricevitore.

Metodi di trasmissione EMI:

• Conduzione
• Radiazioni
• Capacitivo
• Induttivo/magnetico

EMI per conduzione

I conduttori (fili e cavi) collegano la sorgente EMI al ricevitore. Questo fenomeno è molto comune nelle linee elettriche.

EMI per radiazione

Le EMI vengono emesse o irradiate senza un collegamento fisico tra la sorgente EMI e il ricevitore: questa è la forma di accoppiamento più diffusa.

EMI capacitiva

Questo accade con due dispositivi collegati. Si verifica una variazione della tensione della sorgente EMI che trasferisce capacitivamente una carica al ricevitore.

EMI induttivo/magnetico

Utilizza il principio dell'induzione elettromagnetica per indurre correnti nel bersaglio a causa di campi magnetici variabili tra la sorgente e il bersaglio.

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Come misurare le EMI?

Le EMI possono essere misurate con un analizzatore di spettro, un oscilloscopio o un misuratore di campo RF a banda larga. Questi dispositivi sono in grado di rilevare e misurare l'intensità e la frequenza dei segnali elettromagnetici in un determinato ambiente. Possono anche essere utilizzati per identificare la fonte dell'EMI e determinare se è entro i livelli di sicurezza o se sta causando interferenze con altre apparecchiature elettroniche.

Dispositivi per rilevare o misurare le interferenze elettromagnetiche

• Analizzatore di spettro
• Oscilloscopio
• Misuratore di campo RF a banda larga

Analizzatore di spettro

Sono in grado di misurare le frequenze di un segnale per determinare l'eventuale presenza di interferenze. Sono in grado di rilevare le EMI intenzionali e non intenzionali. Un analizzatore di spettro misura l'ampiezza del segnale nel dominio della frequenza.

Oscilloscopio

Sono spesso utilizzati per identificare le EMI su segnali ad alta tensione come le linee elettriche. Misurano l'ampiezza del segnale nel dominio del tempo e sono spesso utilizzati in aggiunta a un analizzatore di spettro.

Misuratore di campo RF a banda larga

Misura la quantità di EMI in una determinata area. È uno degli strumenti più comuni utilizzati per rilevare e misurare le EMI.

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Protezione dalle EMI

Affinché i dispositivi elettronici possano coesistere, devono essere in grado di funzionare senza influenzarsi negativamente a vicenda. Esistono diversi metodi che possono essere utilizzati per ridurre le EMI prodotte dai componenti elettronici all'interno di un progetto.

Un metodo implementato in molti dei nostri TFT e touchscreen capacitivi per ridurre le EMI è l'inclusione di uno strato di schermatura EMI rivestito di polimeri e di una messa a terra aggiuntiva unostrato di schermatura EMI rivestito di polimeri, oltre a una messa a terra aggiuntiva che copre il cavo a nastro piatto di collegamento.

Molti dei nostri moduli di visualizzazione displaya caratteri e LCD offrono una selezione di opzioni di messa a terra che possono essere configurate mediante ponticelli sul PCB del display. Alcune opzioni includono il collegamento della cornice metallica anteriore alla messa a terra CC o l'isolamento dalla messa a terra elettrica, in modo da poterla collegare direttamente alla messa a terra del telaio.

Le stesse opzioni di messa a terra si applicano ai fori di montaggio del display LCD. I ponticelli a saldare possono essere configurati per selezionare la messa a terra del telaio o la messa a terra elettrica CC.

Contattate Newhaven se desiderate implementare una di queste opzioni o altre soluzioni di messa a terra personalizzate per soddisfare le vostre esigenze.

Come ridurre l'IME?

Ecco alcune raccomandazioni aggiuntive che possono contribuire a ridurre il rumore EMI in un nuovo progetto.

• Schermare i cavi di dati e di interfaccia.
• Filtrare le linee di alimentazione, dati e controllo.

Schermare i cavi di dati e di interfaccia

Utilizzate cavi schermati, schermi in ferrite o persino nastro di rame per ridurre le emissioni di rumore o evitare la trasmissione del rumore.

Filtrare le linee di alimentazione, dati e controllo.

Anche l'aggiunta di piccole quantità di resistenza in serie alle linee di dati e di controllo contribuisce a ridurre le trasmissioni di rumore. Anche l'aggiunta di condensatori di filtro alle linee di alimentazione è una buona pratica di progettazione.

La collocazione di componenti di filtraggio come resistenze, condensatori, induttori o ferriti più vicini alla sorgente del rumore produrrà risultati migliori e più efficaci.

Considerare l'utilizzo di circuiti di regolazione per produrre la tensione di uscita desiderata, in quanto in genere presentano un rumore EMI inferiore rispetto all'utilizzo di alimentatori a commutazione o convertitori CC-CC.

Se il progetto di un prodotto è costituito da componenti aggiuntivi come la cornice anteriore, la staffa di montaggio, la rete EMI, la schermatura ITO, ecc.

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I nostri ingegneri applicativi sono a disposizione per rispondere alle vostre domande e fornire opzioni e soluzioni per ridurre le EMI nel vostro progetto di display.