A imunidade de eletroeletrônicos a perturbações eletromagnéticas

O objetivo desta norma é estabelecer uma referência comum para avaliação da imunidade funcional do equipamento eletroeletrônico quando sujeito a perturbações conduzidas, induzidas por campos de RF.

A NBR IEC 61000-4-6 de 12/2019 – Compatibilidade eletromagnética (EMC) – Parte 4-6: Técnicas de medição e ensaio — Imunidade a perturbação conduzida, induzida por campos de radiofrequência está relacionada aos requisitos de imunidade conduzida de equipamentos eletroeletrônicos a perturbações eletromagnéticas provenientes de transmissores intencionais de radiofrequência na faixa de 150 kHz a 80 MHz. Exclui-se do escopo desta publicação o equipamento que não tenha no mínimo um fio e/ou cabo condutor (como de alimentação de energia, linha de sinal ou conexão de terra), por meio do qual os campos perturbadores possam ser captados pelo equipamento.

Os métodos de ensaio são definidos nesta parte da NBR IEC 61000-4 para avaliar o efeito que os sinais perturbadores conduzidos, induzidos pela radiação eletromagnética, têm sobre o equipamento em questão. A simulação e medição destas perturbações conduzidas não são adequadamente exatas para a determinação quantitativa de efeitos. Os métodos de ensaio definidos são estruturados com o objetivo básico de estabelecer repetibilidade adequada em várias instalações laboratoriais para análise quantitativa de efeitos.

O objetivo desta norma é estabelecer uma referência comum para avaliação da imunidade funcional do equipamento eletroeletrônico quando sujeito a perturbações conduzidas, induzidas por campos de RF. O método de ensaio documentado nesta parte descreve um método consistente de avaliação de imunidade de um equipamento ou sistema contra um fenômeno definido. Como descrito no Guia IEC 107, esta é uma publicação básica de EMC para uso pelos comitês da IEC. Como também declarado no Guia 107, os comitês de produto da IEC são responsáveis por determinar se esta norma é ou não aplicável, e se aplicável, eles são responsáveis por determinar o nível de ensaio apropriado e critério de desempenho.

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Qual o parâmetro principal da combinação do dispositivo de acoplamento e desacoplamento?

O que são as redes de acoplamento e desacoplamento (CDN)?

Quais as funções dos dispositivos de injeção tipo alicate?

O que são as redes de desacoplamento?

A fonte de perturbação coberta por esta parte da ABNT NBR IEC 61000-4 é basicamente um campo eletromagnético, proveniente de um transmissor de RF intencional, que pode atuar ao longo de todo o comprimento dos cabos conectados ao equipamento instalado. As dimensões do equipamento perturbado, principalmente uma subparte de um sistema maior, são supostamente pequenas se comparadas com o comprimento de onda do sinal interferente.

Os condutores que entram e saem do equipamento sob ensaio – ESE (isto é, de alimentação, linhas de comunicação, cabos de interface) comportam-se como redes de antenas receptoras passivas e caminhos de condução do sinal tanto para sinais intencionais como não intencionais. Entre estas redes de cabos, o equipamento suscetível está sujeito ao fluxo de correntes através do equipamento.

Assume-se que sistemas de cabos conectados a um equipamento estejam em modos ressonantes (dipolo aberto ou dobrado de λ/4, λ/2), e como tal são representados por dispositivos de acoplamento e desacoplamento com impedância em modo comum de 150 Ω com relação ao plano de referência de terra. Onde possível, o ESE é ensaiado através de sua conexão entre duas impedâncias de 150 Ω em modo comum: uma fornecida pela fonte de RF e a outra fornecida pelo caminho de retorno de corrente.

A fonte de perturbação coberta por esta parte é basicamente um campo eletromagnético, proveniente de um transmissor de RF intencional, que pode atuar ao longo de todo o comprimento dos cabos conectados ao equipamento instalado. As dimensões do equipamento perturbado, principalmente uma subparte de um sistema maior, são supostamente pequenas se comparadas com o comprimento de onda do sinal interferente.

O gerador de ensaio inclui todos os equipamentos e componentes utilizados para fornecer, na porta de entrada de cada dispositivo de acoplamento, o sinal perturbador no nível e no ponto requerido. Um arranjo típico inclui os elementos seguintes que podem ser separados ou integrados em um ou vários instrumentos de ensaio: geradores de RF, G1, capazes de cobrir a faixa de passagem de interesse e de serem modulados em amplitude por uma onda senoidal de 1 kHz, com um índice de modulação de 80 %.

Eles devem possuir um controle manual (por exemplo, frequência, amplitude, índice de modulação) ou no caso de sintetizadores, devem ser programáveis nos tamanhos de passo dependentes da frequência e tempos de permanência na frequência. O atenuador T1 (tipicamente 0 dB … 40dB), de faixa de frequência adequada para controlar o nível de saída da fonte perturbadora. T1 é opcional e pode estar incluído no gerador de RF. A chave de RF S1, por meio do qual o sinal de RF pode ser ligado ou desligado durante o ensaio de imunidade do ESE. S1 é opcional e pode ser incluída no gerador de RF.

Os amplificadores de potência de faixa larga, AP, podem ser necessários, a fim de amplificar o sinal se a potência de saída do gerador de RF for insuficiente. Os filtros passa-baixa (FPB) e/ou filtros passa-alta (FPA) podem ser necessários parar evitar interferência causada por harmônicas ou sub-harmônicas em alguns tipos de equipamentos sob ensaio, por exemplo, receptores de RF. Quando requerido, eles devem ser inseridos entre o amplificador de potência de faixa larga, AP, e o atenuador T2.

O atenuador T2, (fixo ≥ 6 dB), com potências nominais suficientes. T2 é fornecido para reduzir o VSWR ao amplificador de potência causado pela incompatibilidade do dispositivo de acoplamento. T2 pode ser incluído em um dispositivo de acoplamento e desacoplamento, e pode ser deixado fora do circuito se a impedância de saída do amplificador de potência de faixa larga permanecer dentro das especificações em quaisquer condições de carga.

Os dispositivos de acoplamento e desacoplamento devem ser utilizados para o acoplamento apropriado do sinal perturbador (ao longo de toda a faixa de frequência, com impedância de modo comum definida na porta do ESE) nos vários cabos conectados ao ESE e para impedir que os sinais aplicados afetem outros dispositivos, equipamentos e sistemas que não estejam submetidos ao ensaio. Os dispositivos de acoplamento e desacoplamento podem ser combinados em uma única caixa (uma CDN ou um alicate EM) ou podem consistir das várias partes.

Os dispositivos de acoplamento e desacoplamento preferenciais são as CDN, isso por razões de reprodutibilidade de ensaio e de proteção dos EA. O parâmetro principal das redes de acoplamento e desacoplamento, a impedância de modo comum vista na porta de conexão do ESE. Se CDN não são aplicáveis ou disponíveis no mercado, outros métodos de injeção podem ser utilizados.

Embora os requisitos nesta norma sejam especificados para a faixa de frequência de 150 kHz até 80 MHz, a faixa de frequência aplicável depende da instalação normal e das condições de operação do equipamento a ser ensaiado. Por exemplo: um equipamento pequeno, alimentado por bateria, com dimensão total menor que 0,4 m e sem quaisquer cabos metálicos conectados a ele, não precisa ser ensaiado abaixo de 80 MHz, porque é pouco provável que a energia de RF induzida resultante do campo EM perturbador prejudique o dispositivo.

Em geral, a frequência final será 80 MHz. Em alguns casos, onde equipamento de pequenas dimensões for considerado (dimensão < λ/4), normas específicas de produtos podem prescrever que a frequência final seja estendida até um máximo de 230 MHz. Os dispositivos de acoplamento e desacoplamento, neste caso, devem então atender ao parâmetro de impedância de modo comum, visto na porta do ESE.

Quando este método de ensaio for utilizado até frequências mais altas, os resultados são influenciados por: dimensões do equipamento, tipo (s) de cabo (s) de interconexão utilizado (s), e disponibilidade de CDN especiais etc. Recomenda-se que diretrizes adicionais para aplicação apropriada do ensaio sejam fornecidas nas normas específicas dos produtos.

A frequência inicial depende da capacidade do equipamento, incluindo seus cabos de conexão, de receber uma grande quantidade de energia de RF do campo EM perturbador. Três situações diferentes são consideradas. Equipamento alimentado por bateria (dimensão < λ/4) que não tem conexão à terra nem a qualquer outro equipamento e que não é utilizado durante carregamento de bateria não necessita ser ensaiado de acordo com esta norma. Para equipamento alimentado por bateria (dimensão ≥ λ/4), seu tamanho, incluindo o comprimento máximo dos cabos conectados, determina a frequência inicial.

Equipamento conectado à rede de energia elétrica, mas não conectado a quaisquer outros equipamentos ou cabos. A fonte de alimentação é fornecida através de um dispositivo de acoplamento e desacoplamento e o equipamento é carregado por uma mão artificial. A frequência inicial é 150 kHz. Equipamento conectado à rede de energia elétrica que também é conectada através de cabos de telecomunicações ou de controle e de Entrada/Saída, para outros equipamentos isolados ou não isolados.

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