Pautas para el Equipo de Prueba y la Reducción de Emisiones Conducidas

CircuitStudio

Lab test receiver

Uno de mis cursos en la universidad era tan difícil que el profesor solía darnos las preguntas del examen con una semana de anticipación. Sin embargo, sabiendo exactamente lo que debíamos estudiar para aprobar el examen,pero muchos estudiantes aún suspendian. El análisis de emisiones conducido para la compatibilidad electromagnética (EMC, por sus siglas en inglés) es similar a este escenario. Se deben revisar los dispositivos para determinar si están devolviendo demasiado ruido a la red mediante su suministro de alimentación. Si no, la FCC (La Comisión Federal de Comunicaciones) puede pensar que está interrumpiendo la alimentación del servicio. No es difícil realizar una prueba previa de los dispositivos para determinar la interferencia electromagnética (EMI, por sus siglas en inglés) que es conducida de retorno a la fuente de alimentación mediante el suministro de alimentación. Sin embargo, muchos productos aún fallan al llegar el momento de inspección final. El fallo en la última etapa supone mucho tiempo y dinero. Todo esto se puede evitar con prepararse con el equipo indicado y realizar pruebas de conformidad previa. También es buena idea revisar el diseño de su placa de circuito impreso (PCB) y el suministro de alimentación para intentar identificar en su origen cualquier problema de conducción.

Los Beneficios de Realizar Pruebas de Conformidad Previa

También tuvimos varios cursos en aquel entonces con exámenes a libro abierto. Muchos estudiantes solían no estudiar de antemano porque pensaban que si tenían sus libros el examen sería fácil. Estaban equivocados, y muchos fallaron. Muchas personas suponen que la porción de emisiones conducidas de la compatibilidad electromagnética (EMC) es simple en comparación a las emisiones radiadas, pero causan un igual número de fallos.

Si tiene un fallo en la prueba de emisión conducida, tendrá que realizarla nuevamente, lo que puede costar miles de dólares. El fallar un examen de universidad es malo, pero cometer un error garrafal en estas pruebas es lo mismo que suspender todo el curso. El equipo de conformidad previa es caro, pero no cuesta tanto como tener que repetir las pruebas de certificación. Fallar en una evaluación de EMC también puede retrasar la comercialización de su producto al mercado. Si tiene que hacer arreglos importantes, esto podría retrasar considerablemente su proyecto. Es mejor detectar los problemas al comienzo, cuando son relativamente fáciles de corregir. 

Multiple choice test

Y pensaba que los exámenes universitarios eran difíciles. 

Equipo de Conformidad Previa

El equipo que va a necesitar para las emisiones conducidas es bastante similar al requerido para las emisiones radiadas. Un equipo como este le costará varios miles de dólares.

  • Analizador de espectro (requerido) – Un analizador de espectro es la columna vertebral de las pruebas de conformidad previa. Esto le permitirá analizar cualquier interferencia electromagnética que salga de su placa. Es muy probable que ésta sea la pieza más cara, costando más de $1,000.    

  • Software (requerido) – Una prueba a libro abierto no es útil si no sabe leer, al igual que un analizador de espectro sin software. Algunos analizadores de espectro vienen con el software incluido. Si este no es el caso con el suyo, asegúrese de seleccionar uno que es compatible con los programas gratuitos.     

  • Red de estabilización de impedancia de línea (LISN) – Esta es la única pieza que necesita para las emisiones conducidas que no es necesaria para las emisiones radiadas. Una LISN aísla su dispositivo de cualquier ruido en la fuente de alimentación y relaciona la impedancia para que su analizador de espectro pueda funcionar con precisión. Si desea que sus pruebas se realicen con gran exactitud, puede que necesite dos de estos aparatos.

Preamplificador (opcional) – Un preamplificador puede impulsar cualquier señal de frecuencia que salga de su dispositivo, logrando que sea más fácil de leer. No es exigido forzosamente, pero puede que sea buena idea.     

Picture of a PCB

El realizar con cuidado el enrutamiento y la conexión a tierra le ayudará a evitar la interferencia electromagnética conducida.

Posibles Problemas

Ahora que tiene todo su equipo, es el momento de probar su producto. Si todo sale bien, quizá se moleste conmigo por hacerlo realizar pruebas de conformidad previa, pero puedo vivir con ello. Alternativamente, si existe un problema, es posible que el origen se encuentre en el suministro de alimentación o la placa de circuito impreso (PCB). Elementos como la diafonía y los bucles de tierra pueden amplificar el ruido en su circuito, que luego se puede realizar a través de su fuente de alimentación.

Si bien su fuente de alimentación elegida puede ser supuestamente compatible, la realidad puede ser distinta. Un suministro en particular puede provenir de un mal lote. En ocasiones, los suministros de alimentación a veces son puestos a prueba solo con la frecuencia de corriente continua (DC, por sus siglas en inglés), y el ruido de corriente alterna (AC, en inglés) que proviene de su circuito puede hacer que no se cumplan. Independientemente de la razón, si su suministro no es compatible, su dispositivo tampoco lo será. Las pruebas de cumplimiento previo lo pueden ayudar a determinar si usted seleccionó el suministro de alimentación correcto, o si debe efectuar un cambio antes de finalizar sus diseños.

La interferencia ocurre cuando las señales en su placa van donde no deben. Existen muchas causas de interferencia que incluyen: señales mezcladas de corriente alterna y corriente directa, el enrutamiento pobre de pares diferenciales y el enrutamiento pobre de alta velocidad. Por lo general, usted querrá mantener las señales de interferencia bien alejadas de los otros circuitos. También debe mantener cortos los trazos para evitar la radiación de EMI como si fueran antenas.

Los planos de tierra y de alimentación también pueden ser puntos de origen de problemas para su placa de circuito impreso. Por lo general, los planos de tierra y de alimentación ayudan a aminorar la interferencia electromagnética, pero si crea bucles de tierra o de alimentación dentro de los mismos, tendrá un problema en sus manos. Para evitar eso, debe diseñar con cuidado sus planos de tierra.

Siempre debe intentar pasar las pruebas de certificación de EMC la primera vez. Repetir evaluaciones le costará tiempo y dinero, y se pueden evitar fácilmente. Realizar pruebas por su propia cuenta y captar los problemas de manera temprana es el camino a seguir. Mejor aún, puede prevenir más problemas diseñando una placa de circuito impreso para la reducción de la interferencia electromagnética. Trate de reducir la interferencia y eliminar bucles de tierra de tal manera que su circuito pase con éxito la prueba inicial.

La teoría del diseño de placas de circuito impreso con compatibilidad electromagnética está muy bien, pero la práctica puede ser otra historia. El excelente software de diseño de placas de circuito impreso, como por ejemplo CircuitStudio lo puede ayudar a poner en práctica todos estos principios. Tiene muchas herramientas avanzadas que hará que su labor sea muy fácil.

¿Tiene más dudas sobre la falla de prueba de emisión conducida? Comuníquese con un experto en Altium.

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