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ELETROMAGNETISMO APLICADO MODELAGEM E MEDIÇÃO DA EMISSÃO ELETROMAGNÉTICA
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MEDIÇÃO DA EMISSÃO CONDUZIDA
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Line Impedance Stabilization Network – Funções da LISN
Apresentar uma impedância constante padronizada pelas normas para o cabo de alimentação do produto de modo que a medição da corrente emitida pelo produto não varie em função das diferenças entre os diversos circuitos conectados na rede de alimentação; Evitar a entrada de ruído pré-existente na linha de alimentação para o sistema de medição, de modo que a medição indique apenas o ruído gerado pelo produto; Permitir a passagem da corrente funcional na frequência fundamental da rede (ou seja, 50 ou 60Hz), para não interferir no funcionamento normal do produto. A impedância do sistema de medição deve ser 50 na faixa de frequência especificada pela norma (150 KHz a 30 MHz para CISPR22).
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ESPECIFICAÇÃO DA LISN
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CIRCUITO EQUIVALENTE
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CORRENTE DIFERENCIAL E DE MODO COMUM
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FILTRO DE INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA
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Indutor de modo comum
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Exemplo: Filtro para fonte chaveada
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IRRADIAÇÃO DA CORRENTE DIFERENCIAL E DA CORRENTE DE MODO COMUM
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MODELO SIMPLES BASEADO NO DIPOLO HERTZIANO
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Emissão da corrente diferencial
Aproximação pelo dipolo infinitesimal: Os condutores são curtos e distantes da antena de medição. Aplica-se a aproximação de raios paralelos. Considera-se que a antena está na região de campo distante do emissor. O campo máximo ocorre no plano dos condutores sobre a linha transversal mediana.
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Emissão da corrente diferencial
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EXEMPLO Cabo plano fios AWG 28 separados por 50 mils (1.27 mm) , comprimento 1 m, frequência 30 MHz. A corrente diferencial que deve circular para emissão igual ao limite da classe B FCC (100 V/m em 30 MHz na distância 3 m) é:
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EFEITO DA CORRENTE DIFERENCIAL
A emissão aumenta linearmente com a amplitude da corrente; A emissão aumenta linearmente com a área da malha; A emissão aumenta quadraticamente com a frequência do sinal. Para reduzir a emissão da corrente diferencial: Reduzir a corrente; Reduzir a área da malha; Reduzir a frequência de operação ou aumentar os tempos de resposta dos sinais digitais.
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ERROS DE ROTEAMENTO
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EMISSÃO DA CORRENTE DE MODO COMUM
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EXEMPLO Cabo plano fios AWG 28 separados por 50 mils (1.27 mm) , comprimento 1 m, frequência 30 MHz. A corrente de modo comum que deve circular para emissão igual ao limite da classe B FCC (100 V/m em 30 MHz na distância 3 m) é:
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EFEITO DA CORRENTE DE MODO COMUM
Correntes de modo comum são indesejadas e surgem devido às não idealidades do circuito: proximidade de objetos aterradas e assimetrias. A emissão aumenta linearmente com a amplitude da corrente; A emissão aumenta linearmente com o comprimento do condutor; A emissão aumenta linearmente com a frequência do sinal. Para reduzir a emissão da corrente de modo comum: Reduzir a corrente; Reduzir os comprimentos dos condutores; Reduzir a frequência de operação ou aumentar os tempos de resposta dos sinais digitais.
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BLINDAGEM Ordinariamente blindagem é um gabinete metálico que envolve completamente os circuitos que estão irradiando ou que devem ser protegidos da irradiação externa.
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Os objetos condutores apresentam alto coeficiente de reflexão de ondas eletromagnéticas. Além disso, as ondas que penetram no condutor são atenuadas. Os coeficientes de reflexão e de atenuação dependem da condutividade do objeto e da frequência da onda incidente.
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CONECTAR A BLINDAGEM A UM “TERRA” RUIDOSO GERA EMISSÃO
UM CABO QUE PENETRA A BLINDAGEM PODE REDUZIR DRASTICAMENTE A SUA EFICIÊNCIA CONECTAR A BLINDAGEM A UM “TERRA” RUIDOSO GERA EMISSÃO
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MODELO DE TRANSMISSÃO EM UMA PLACA CONDUTORA
CÁLCULO DA EFICIÊNCIA DE BLINDAGEM DE UMA PAREDE CONDUTORA MODELO DE TRANSMISSÃO EM UMA PLACA CONDUTORA
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GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS DA PROPAGAÇÃO DAS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS NO AR E NO CONDUTOR
CONDIÇÕES DE CONTORNO NAS INTERFACES
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SOLUÇÃO GERAL E APROXIMAÇÕES
Assumindo que: Obtemos:
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PERDA POR REFLEXÃO Quanto maior a condutividade maior a perda por reflexão; Quanto maior a frequência menor a perda por reflexão (-10 dB/dec ); Materiais magnéticos tem menor perda por reflexão que outros metais de mesma condutividade;
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PERDA POR ABSORÇÃO Quanto maior a condutividade maior a perda por absorção; Quanto maior a frequência maior a perda por absorção; Materiais magnéticos tem maior perda por absorção que outros metais de mesma condutividade;
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INFLUÊNCIA DA CONDUTIVIDADE E DA PERMEABILIDADE
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EXEMPLO 1
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EXEMPLO 2
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BLINDAGEM DE CAMPO MAGNÉTICO DE BAIXA FREQUÊNCIA
Blindagem ferromagnética – confina o fluxo magnético no seu interior. Blindagem com curto circuito – cria correntes que se opõem ao fluxo aplicado Limitações: A permabilidade magnética diminui com o aumento da frequência. A permeabilidade magnética diminui com o aumento do campo aplicado (saturação).
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RESPOSTA EM FREQUÊNCIA DOS MATERIAIS FERROMAGNÉTICOS
RESPOSTA EM FREQUÊNCIA PARA ALGUNS MATERIAIS FERROMAGNÉTICOS. RESPOSTA EM FREQUÊNCIA DOS MATERIAIS FERROMAGNÉTICOS
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EFEITO DE ABERTURAS NA BLINDAGEM
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