La compatibilidad electromagnética (EMC) es un aspecto crítico en el diseño de la integración de sistemas y de productos electrónicos embebidos. La EMC se define como la capacidad de un equipo electrónico para funcionar correctamente sin generar interferencias electromagnéticas ni verse afectado por ellas durante la generación, transmisión y recepción de energía electromagnética.

A medida que las normativas regulatorias adquieren mayor importancia en los mercados globales, la EMC se ha convertido en un requisito clave para la certificación y comercialización de productos. Un producto que no cumpla con los requisitos EMC de un país específico no puede ser comercializado legalmente en dicho mercado. Con el continuo desarrollo de la tecnología electrónica, la EMC es hoy tan importante como otros criterios de diseño tradicionales en el desarrollo de equipos y sistemas electrónicos.

Concepto de EMC

La EMC consta de dos aspectos principales: EMI (interferencias electromagnéticas) y EMS (inmunidad electromagnética).

Los ensayos de EMI incluyen:

RE (emisiones radiadas), CE (interferencias conducidas), Armónicos (harmonic), Flicker (parpadeo)

Los ensayos de EMS incluyen:

ESD (descarga electrostática), EFT (transitorios rápidos eléctricos), DIP (caídas de tensión), CS (inmunidad conducida), RS (inmunidad radiada), Surge (sobretensiones, descargas de rayo), PMS (inmunidad a campos magnéticos de frecuencia industrial)

Como se ha mencionado anteriormente, la EMC incluye dos grandes categorías de ensayo: EMI y EMS. El objetivo principal de la verificación EMI es evaluar la cantidad de energía electromagnética que el propio equipo eléctrico emite durante su funcionamiento. Cuanto mayor es la energía emitida, mayor es la probabilidad de interferir con otros equipos electrónicos. Por ello, la energía radiada debe suprimirse al nivel más bajo posible. Los valores límite definidos en las distintas normativas pueden representarse en el espectro de verificación, lo que facilita la evaluación del riesgo de superar dichos límites durante el funcionamiento del equipo.

Por el contrario, la verificación EMS se centra en la inmunidad electromagnética del propio equipo, es decir, en su capacidad de resistencia frente a interferencias. Se evalúa si existe riesgo de funcionamiento anómalo cuando el equipo opera junto con otros dispositivos electrónicos, sometiéndolo de forma continua a energía electromagnética durante la prueba y observando si se producen fallos inesperados o degradaciones del rendimiento.

En la serie de normas aplicables a productos de integración de sistemas, los principales elementos de verificación son los pre-escaneos EMI (incluyendo emisiones radiadas RE y emisiones conducidas CE). Por ello, en los casos prácticos que se presentan a continuación, se toma la prueba RE como ejemplo ilustrativo.

Los ensayos personalizados se definen en función de los requisitos específicos del cliente. En el ejemplo mencionado, los ensayos realizados incluyen emisiones radiadas RE, emisiones conducidas CE, descargas electrostáticas ESD y resistencia a radiación electromagnética RS. Debido al carácter personalizado de estos casos, no se presentarán ejemplos adicionales.

Normativas de verificación:

Ejemplo práctico: RE (ensayo de emisiones radiadas)

En una verificación práctica de RE, la radiación electromagnética se divide en dos modos: polarización vertical y polarización horizontal. Ambos modos se verifican ajustando el ángulo de la antena receptora. Una vez configurado el ángulo de la antena, se pone en funcionamiento el DUT (Device Under Test) y se rota la mesa de ensayo 360 grados para analizar las emisiones electromagnéticas desde diferentes orientaciones.

En el siguiente caso, durante la fase inicial del diseño del Smart Display de 4,3 pulgadas, se detectó en el pre-scan que las emisiones superaban los límites establecidos por la norma EN 55011, como se muestra a continuación:

Tras el primer pre-scan EMI, se analizaron las frecuencias que superaban los valores límite. A partir de los resultados, se identificaron 756 MHz y 972 MHz como las frecuencias con mayor nivel de radiación. A continuación, se localizaron las posibles señales fundamentales del sistema asociadas a estas frecuencias, que podían constituir la fuente de interferencia, y se aplicaron medidas de supresión EMI.

Como solución, se incorporó una perla de ferrita en serie en la trayectoria de la señal para suprimir los armónicos de alta frecuencia. Tras realizar nuevamente la verificación sobre el DUT, se comprobó que los resultados cumplían los requisitos de la norma EN 55011. Los resultados del pre-scan se muestran a continuación:

Conclusión

Para garantizar que la calidad del producto cumple con los requisitos del cliente, Winstar realiza un pre-scan EMI tras el lanzamiento de los modelos estándar de Smart Display y proporciona el correspondiente informe de pre-escaneo como referencia para facilitar el diseño del producto con certificaciones EMC/EMS.

Además, basándose en el análisis de sostenibilidad de las emisiones radiadas mencionado anteriormente, Winstar también puede diseñar y desarrollar productos conforme a las normativas específicas requeridas por el cliente, satisfaciendo así las diferentes exigencias de los mercados en materia de EMC/EMS y contribuyendo a que los productos finales de los clientes sean más seguros y conformes.