Diseño electrónico para EMC Trabajos de curso. Arturo Mediano Presentación general CURSO

Transcripción

1 Diseño electrónico para EMC Trabajos de curso Arturo Mediano Presentación general CURSO Universidad de Zaragoza Información general. Problema de EMI/EMC de complejidad media. Propuesto por el alumno. Máximo de 1 ó personas por grupo. Objetivos básicos: a) Proporcionar una experiencia aplicada en alguno de los problemas de EMI/EMC más habituales. b) Constituir un método de evaluación de la asignatura. 1

2 Proceso de desarrollo 1º) Presentación de trabajos. º) Entrega de la propuesta. DINA-4: autor(es), tema, título, objetivos, breve descripción y calendario previsto. 3º) Análisis de la propuesta. 4º) Material a elaborar. - La documentación en papel y soporte informático (Word y otros). - Los prototipos hardware o ficheros con el software. - La presentación, defensa o exposición en el momento de entregarlo. - Se entregará una ficha-resumen del trabajo (ver más adelante) 5º) Calificación. Tipos de trabajos TEMA: Cualquier tema o problema asociado a EMI o EMC. POSIBILIDADES CONTENIDO TEORICO Estados del arte, descripción de problemas legales, videos, etc. HARDWARE SIMULACION Modelado y simulación SPICE, simuladores electromagnéticos, etc. PROGRAMACION Desarrollo de software para aplicaciones de EMI/EMC.

3 Fechas de entrega Las fechas límite [1] de entrega de las propuestas de trabajo y de los trabajos en sí serán anunciadas en clase y expuestas en la puerta del despacho y en la página web del profesor de la asignatura con la suficiente antelación como para cubrirlas adecuadamente siendo muy importante tenerlas en cuenta a la hora de planificar el desarrollo de esta asignatura. CURSO : MARTES 0 de NOVIEMBRE de 007 en clase. La superación de las evaluaciones de teoría y prácticas permitirán considerar la evaluación de este Trabajo de Curso. En el caso de ser superadas dichas evaluaciones, se mantendrán en esa condición durante las dos convocatorias oficiales pero no se conservarán para cursos académicos posteriores. [1] Se recomienda entregar ANTES de esa fecha. Evaluación TRABAJO DE CURSO ASISTENCIA PRÁCTICAS EXAMEN o ASISTENCIA 80% SESIONES 3 NOTA FINAL APTO 1 APTO Interés y grado de complejidad del problema. Grado de desarrollo y cumplimiento de los objetivos iniciales Calidad de la presentación final Nivel de la memoria descriptiva entregada y su exposición. 3

4 V culprit (V) XTALK capacitivo (V) I culprit (A) XTALK inductivo (V) Ejemplos x 10-3 Ejemplo 1 Software: diafonía en PCBs. Simulación: diafonía en PCBs. Herramienta: MATLAB. Posibilidad de fijar parámetros del circuito. 3 1 V culprit (V) I culprit (A) XTALK capacitivo (V) x 10-3 XTALK inductivo (V) Ejemplo de acoplamiento entre dos líneas LS-TTL a 10MHz, con cargas de 50 ohmios en víctima y culpable (estructura con plano de masa). 4

5 Ejemplo Software: radiación en PCBs. Entradas: impedancias del bucle, distancia y señal. Salidas: Gráfica y numericamente E y H. Tres situaciones diferentes en la misma gráfica. Identificación de campo cercano y lejano. Envolvente del espectro de la señal radiada. Resultados en dbmv/m, dbua/m, mv/m y ma/m. Ejemplo 3 Hardware: diafonía en PCBs. VÍCTIMA CULPABLE VÍCTIMA: Señal recogida en una LDR (bajo nivel y dependiente del nivel de iluminación) y que va a un OPAMP. CULPABLE: reloj digital de frecuencia variable (4MHz y 0MHz). PLANO DE MASA (CARA SUPERIOR) La tarjeta recoge un buen y un mal diseño para mostrar la influencia del filtrado, la separación entre pistas y la existencia o no de plano de masa. 5

6 Ejemplo 4 Hardware: impedancia común en PCBs. OSCILADOR AMPLIF AUDIO VÍCTIMA: Señal de audio amplificada por un LM386. CULPABLE: i) Oscilador entorno reloj digital basado en LM386. ii) RF emisora AM. Ejemplo 5 Hardware: Diafonía en PCBs. Comparación de diversas situaciones con dos pistas circulando en paralelo. Se compara la influencia de un reloj de 4MHz que circula por una pista de circuito impreso en seis casos diferentes con respecto a la víctima: la separación con la víctima, el trazado de los retornos, la existencia de plano de masa la existencia de pistas de guarda y el nivel de desacoplo de los integrados permite experimentar con este tipo de acoplamiento tan habitual en EMI intraequipo 6

7 Ejemplo 6 Hardware: Equipo con problemas EMI. Análisis de los efectos EMI de un teléfono móvil en un marcapasos externo. Propuesta de soluciones: Apantallamiento. Filtrado con condensadores pasamuros. Ejemplo 7 Hardware: Apantallamiento. Señal de reloj de 400 KHz rica en armónicos conectada a CD74HC14E (6 puertas inversoras). Cables demasiado largos para potenciar la radiación. Se apantalla el circuito con una caja de aluminio pasando los cables de alimentación a través de dos condensadores pasamuros y abrazándolos con una ferrita. 7

8 Ejemplo 8 Hardware: Tfno. móvil y altavoces. Memoria de ejemplo Teléfono móvil cerca de unos altavoces convencionales de un PC. Chasquidos y ruido de fondo bastante apreciable en los altavoces. Análisis del problema, Apantallamiento de los altavoces y sus cables y Empleo de ferritas. Ejemplo 9 Hardware: Ruido en vehículo. Video/audio de ejemplo Ruido causado por el piloto de señalización de vehículos especiales en la radio de un tractor. Ruido sincronizado con el periodo de giro del motor del rotativo. Además, al aumentar el volumen de la radio, el zumbido se hace más fuerte. Problema de cableado, masas y tierras que requiere filtrado en modo diferencial y común. 8