L'interférence électromagnétique (EMI) est un problème qui provoque des maux de tête, mais qui est souvent inévitable dans de nombreuses conceptions de systèmes.et son impact deviendra plus sévère à mesure que la fréquence de travail augmenteraL'EMI peut être émis à travers l'air, conduit par des lignes de signal et d'électricité, et injecté dans des circuits, ou utilisé comme antennes pour l'émettre à nouveau.
Si un produit génère ou émet une EMI (c'est-à-dire une "source d'interférence"), il peut interférer avec le fonctionnement normal des systèmes à proximité, échouer aux tests de conformité et être interdit de lancer.Bien au contraire., si un produit est dans le rôle inverse et devient un destinataire intentionnel ou involontaire d'IME (c'est-à-dire un "objet perturbé"), il peut présenter des défauts intermittents inexpliqués, des pannes,et des performances instables.
L'impact de ces problèmes est très large, allant d'être un peu drôle comme mon compteur de vitesse de vélo sans fil, à des situations potentiellement mortelles comme les avions ou les hôpitaux,et causant d' énormes pertes dans les lignes de productionMon compteur fonctionne dans la bande de fréquence de 432 MHz, et pour une raison quelconque,sur un tronçon de route de 100 mètres entre une maison éloignée et les voies ferrées d'Amtrak à proximité (avec une ligne aérienne de 20 kV au-dessus des voies ferrées), la lecture montre toujours entre 65 et 85 MPH.
Comment minimiser l'impact de l'IME
Réduire ou éliminer les sources d'IME et leurs effets peut être à la fois simple et complexe.l'utilisation de filtresEn plus de ces étapes, il y a généralement le "principe de Pareto": éliminer 80% des interférences ne nécessite que 20% d'effort.Éliminer les 20% restants d'interférence peut nécessiter 80% d'effort..
Tout écart sur le boîtier, tel que l'écart requis pour les prises et les prises de connexion, est comme une porte qui permet à l'énergie EMI de passer dans les deux sens.si l'IME est causée uniquement par l'énergie rayonnante, les connecteurs blindés peuvent résoudre le problème.
Il y a des décennies, les gens ont commencé à s'attaquer à ce problème, en utilisant initialement des câbles coaxiaux et des connecteurs classiques SO-239 et PL-259 femelles et mâles, ainsi que des connecteurs de la série BNC.Ces connecteurs RF entièrement blindés ne peuvent supporter qu'un signal chacun et ne conviennent pas à une utilisation avec des alimentations en courant continu et des signaux non RF.
Une bonne alternative est de "retourner dans le futur" en utilisant un type de connecteur qui dominait autrefois les liens de communication et d'autres interfaces:le connecteur D-type ultra-petit (D-Sub) produit par des sociétés telles que Molex (figure 1)Avant l'émergence des ports USB et parallèles, les ingénieurs et de nombreux consommateurs utilisaient cette version à 9 broches (connue sous le nom de connecteur DB-9) comme dispositif d'interconnexion pour le protocole série RS-232.
Figure 1: La série de connecteurs et d'adaptateurs D-sub largement utilisés et durables, avec plusieurs numéros de contact, caractéristiques électriques, bande passante de filtrage EMI et méthodes de terminaison physique;Les filtres Pi peuvent résoudre le problème de l' EMI conduit. (Source d'image: Molex)
USB et Ethernet ont largement remplacé RS-232, de sorte que ce protocole est maintenant principalement présent dans les systèmes hérités et est rarement utilisé dans les nouvelles conceptions; Cependant, le connecteur D-sub a survécu.Il y a plusieurs raisons pour lesquelles ce type de connecteur est durable:
La conception en métal à métal sans couture assure un blindage à 100% des fils.
La structure mécanique est robuste et durable et peut être verrouillée de manière fiable entre des connecteurs appariés à l'aide d'épingles et de vis.
Il existe plusieurs versions disponibles à choisir, y compris 9 broches, 15 broches, 25 broches, 37 broches et 50 broches.
Fournir plusieurs méthodes de terminaison, y compris des coupes de soudure et des broches d'insertion directe ou de carte de circuit imprimé (PCB) à angle droit.
Lorsque le blocage seul ne suffit pas à résoudre le problème
Le blindage des connecteurs D-sub résout le problème de l'énergie EMI rayonnée, mais ne peut pas résoudre le problème de l'EMI conduit.La série d'adaptateurs et de connecteurs D-sub Pi de haute performance de Molex pour le filtrage EMI (voir également la figure 1) est devenue une solution attrayante.
Ces connecteurs ont intégré des filtres EMI dans leurs contacts, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'occuper un espace supplémentaire ou d'ajouter des composants sur la carte de circuit imprimé.Le fil de mise à la terre et le fil isolé sont situés dans le même connecteurIls offrent une variété de structures mécaniques et de types de terminaux pour répondre aux exigences de conception.
Le filtre intégré peut empêcher les EMI conduites de passer par le connecteur, réduisant ainsi les EMI dans des scénarios critiques tels que le contrôle du moteur d'avion, la radio embarquée, les équipements d'imagerie,équipement de traitement, et de nombreux autres scénarios d'application.
Les principales caractéristiques de l'adaptateur et du connecteur comprennent:
Structure: la coque de moulage sous pression intégrée et la structure interne entièrement soudée améliorent les performances mécaniques et électriques, évitant les dysfonctionnements dans des environnements à forte vibration.Ces connecteurs sont conformes à la norme M24308 (MIL-DTL-24308).Sa coque en polyester remplie de fibres de verre répond également à la norme UL 94 V-0 de retardateur de flamme.
Résistance électrique: Ces connecteurs peuvent résister jusqu'à DO-160 niveau IV aux coups de foudre et aux conditions environnementales transitoires de courant alternatif dans la norme d'essai de l'environnement matériel embarqué.
Filtrage électrique: en utilisant une configuration Pi à trois éléments (condensateur, inducteur et condensateur), le filtre peut absorber le bruit à haute fréquence des lignes d'alimentation et de signal.Sa pente d'atténuation raide aide à supprimer l'IME à large bande.
Alimentation dans les condensateurs: Pour éviter une transmission de signal inutile au point d'interconnexion, l'alimentation dans les condensateurs fournit un chemin de mise à la terre à faible impédance.Ces condensateurs peuvent réduire efficacement le rayonnement conduit, en particulier dans les boîtiers blindés où les condensateurs traditionnels fonctionnent mal.
Composants inductifs (ferrite, bobines toroïdales): Ces composants absorbent l'énergie à haute fréquence et la dissipent sous forme de chaleur, minimisant ainsi les accouplements accidentels.
La fréquence de coupure de filtrage EMI peut être sélectionnée par l'utilisateur, car ces connecteurs fournissent une large gamme de valeurs de capacité,correspondant à une large gamme de fréquences de coupure et de pertes d'insertion associées (figure 2).