Ögat På: EMC från bricka till bricka, del 10

Vi fortsätter . att betrakta vår figur: ”EMC från bricka till bricka” och går vidare till signalöverföring. EMC måste tas om hand i alla delar, såväl på elektrisk som på mekanisk systemnivå, och på alla nivåer i en utrustning på ett systematisk och planerat sätt.

Signalöverföring kan ske på olika sätt: rök, ljud, ljus, etc . Elektrisk signalöverföring kan i princip ske på två sätt: trådbundet eller trådlöst. För att överföra en signal trådbundet från A till B krävs det två ledare, inte en (se figur 2).

Figur 2 Signalering på tråd.
Figur 2. Signalering på tråd.

Det skall alltid finnas en signalreferens eller signalnolla. Om signalen kommer fram så finns det en signalnolla, även om den inte alltid är inritad i kopplingsschemat. Ström kan inte flyta i en krets om det inte finns en returväg. Problem med trådbunden signalöverföring är ofta att det saknas en definierad signalreturströmväg. För trådlös överföring krävs det elektriskt, magnetiskt eller elektromagnetisk fält.

 

Elektriska signaler kan indelas i analoga eller digitala (binära) signaler. Båda sker med hjälp av elektriska spänningar och strömmar. Det sker inte med 0:or och 1:or som många digitalkonstruktörer tycks tro. Det är fysiska storheter på strömmar och spänningar, som tolkas som 0:or eller 1:or. Därför kan de utsättas för störningar eller utgöra källor till störningar. Skall vi överföra signaler längre sträckor, t ex mellan två enheter som vid punkt 8 i figur 1, då används ofta speciella signalkretsar eller enheter som vi benämner gränssnittskretsar.

Figur 3. Flytande ställdon.
Figur 3. Flytande ställdon.

Olika gränssnitt har olika egenskaper med avseende på störningsemission och -tålighet.

Vi klassar nedan olika alternativ med EMC-ögon. De bygger på en grundläggande insikt att det alltid är potentialskillnad mellan olika apparaters signalnolla. En aldrig så grov ledare har inte impedansen noll!

 

Bäst

Bäst är ljusledare eller optofiber. Okänslig för elektrisk påverkan. Till exempel MOST är en fiberoptisk länk avsedd för bilar.

Näst bäst är:

  • Optokopplare
  • Relä
  • Transformator

 

Dessa gränssnittskretsar isolerar olika systems signalnollor från varandra och tål stora dynamiska spänningsskillnader mellan de skilda signalnollorna.

Bra: Flytande givare:

  • Termoelement
  • Strömförsörjd givare
  • Termistor, induktiv givare
  • Mikrofon

 

Håll givarna flytande, tvinna ledningarna.                                                                             .

Bra: Flytande ställdon

Spänningsmatningen till respektive ställdon bör hämtas från respektive drivande enhet via tvinnade ledarpar (se figur 3).

Mindre bra:

  • Differentialförstärkare
  • Balanserade kretsar
  • Semi-balanserade kretsar: ex CAN och LIN                                                                          .

Sämst:

  • Obalanserade kretsar
  • Mångledarkabel med gemensam returledare ansluten till olika referensjord               .

 

Miklos Steiner