EMC

El creciente número de dispositivos electrónicos y de tecnologías inalámbricas de cada vez mayores prestaciones y velocidad obliga a unas normas de “convivencia”: hablamos de la compatibilidad electromagnética.

Desde que en 1831 Michael Faraday descubrió el fenómeno de la inducción magnética, más tarde integrado por James Maxwell en su conjunto de ecuaciones, es sabido que cualquier cambio en una corriente eléctrica induce tensiones a su alrededor.

Los servicios multimedia de que disfrutamos se basan en conexiones cableadas (Gigabit Ethernet, USB 3.0, HDMI) o inalámbricas de alta velocidad, e igualmente encontramos buses rápidos (PCI express, SGMII, USB, memorias DDR3) en el interior de los equipos, conectando entre sí circuitos integrados mediante pistas en las tarjetas de circuito impreso.

Todos esos interfaces de comunicación transmiten datos a velocidades de entre 1 y 10 Gbps, lo cual entraña dos riesgos: por un lado la emisión de señales interferentes, y por otro, la distorsión de la señal. El primero, denominado EMC (electromagnetic compatibility) está regulado por estrictas normas de alcance europeo. El segundo es conocido bajo el término integridad de la señal y solo compete al diseñador, ya que afecta a la funcionalidad del producto.

Idealmente esperaríamos que la transmisión de una señal a distancia no radiase ninguna potencia, ni deteriorase su forma de onda. Sin embargo, cierto grado de ambos fenómenos siempre se dará. El reto es no superar los umbrales legalmente establecidos y mantener la tasa de error de bit en un valor suficientemente bajo para poder corregirse.

De modo análogo a una autopista o una línea de tren de alta velocidad, que han de diseñarse evitando baches, curvas cerradas, cambios de rasante, estrechamientos de calzada, etc., el trazado del circuito impreso debe igualmente permitir que las señales (nuestros pasajeros) viajen sin accidentes, mareos ni sobresaltos.

En el caso de circuitos de alta velocidad prestamos atención a la simetría de las señales diferenciales (para cancelar la componente en modo común, y por tanto, su radiación) y a la impedancia característica a lo largo de todo el camino (para evitar reflexiones, y en consecuencia, pérdida de potencia o distorsión por ecos).

Hace algunos años, las interfaces de comunicación de alta velocidad se basaban en agregar bits en paralelo, como el PCI, con terminaciones en alta impedancia. Hoy la norma se basa en los  buses serie sobre líneas diferenciales terminadas en su impedancia característica, que confinan el campo en un volumen más pequeño y alcanzan velocidades que se acercan a los límites físicos de los circuitos impresos.

Si bien hace tiempo la  electrónica de radiofrecuencia y la digital eran disciplinas completamente separadas, hoy en día los límites son difusos. Los desarrolladores de ambas tecnologías deben observar los mismos principios físicos y, a menudo, emplear las mismas herramientas de simulación e instrumentos de medida.

Los equipos Teldat hacen uso de los buses de comunicación rápidos a la vez que superan las exigentes normas de compatibilidad electromagnética derivadas del sello CE.

 


Sobre el autor

Ricardo Saiz Villoria
Ricardo Saiz Villoria
Ricardo Saiz, ingeniero de Telecomunicación, forma parte del departamento de I+D. Dentro de éste trabaja en el grupo de Hardware, responsable del diseño electrónico y de la certificación de los equipos.

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