Qué Es La CEM: Fundamentos De La Compatibilidad Electromagnética

La compatibilidad electromagnética (CEM) es el concepto que permite que diferentes dispositivos electrónicos funcionen sin interferencias mutuas -interferencias electromagnéticas, IEM- cuando funcionan muy cerca unos de otros.

Todos los circuitos electrónicos tienen la posibilidad de irradiar o captar interferencias eléctricas no deseadas que pueden comprometer el funcionamiento de uno u otro de los circuitos.

Qué es la CEM - definición

A menudo, cuando se trata de la CEM, es necesario preguntarse qué es la CEM y tener una definición.

• Definición de EMC: La CEM se define como la capacidad de los dispositivos y sistemas para funcionar en su entorno electromagnético sin que se vean afectadas sus funciones y sin que se produzcan fallos, y viceversa.

La compatibilidad electromagnética, EMC, garantiza que el funcionamiento no influye en el entorno electromagnético hasta el punto de afectar negativamente a las funciones de otros dispositivos y sistemas.

La concienciación sobre la CEM

En los primeros tiempos de la electrónica se utilizaban comparativamente pocos equipos electrónicos. Sin embargo, hoy en día el número de elementos electrónicos en la vida cotidiana ha aumentado enormemente.

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Algunos de ellos transmiten señales, mientras que muchos otros son receptores sensibles. Otros pueden utilizar sistemas electrónicos digitales que podrían ser activados falsamente por señales transitorias. Estos y muchos otros ejemplos hacen que la CEM sea un elemento crucial de cualquier diseño electrónico.

En los primeros tiempos de los sistemas electrónicos, los chasquidos, las explosiones y el ruido en general que recibían las radios se consideraban parte de la "experiencia" de escuchar una radio, aunque fueran producidos por el hombre a partir de otros equipos eléctricos locales.

Algunas de las primeras preocupaciones importantes sobre los efectos de las interferencias eléctricas en los sistemas electrónicos surgieron de las aplicaciones militares. Después de la Segunda Guerra Mundial.

Con el aumento de la importancia de las armas nucleares, el pulso electrónico generado por una explosión y su efecto en los equipos se convirtió en una preocupación. También fueron motivo de preocupación los efectos de los sistemas de radar de alta potencia en los equipos.

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Más tarde se hicieron visibles los riesgos para los equipos electrónicos asociados a la ESD. Éstas no sólo dañaban los equipos electrónicos, sino que también podían provocar falsos disparos.

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Durante la década de 1970, el uso de circuitos lógicos creció rápidamente, y con ello aumentaron las velocidades de conmutación. Esto hizo que estos circuitos quedaran expuestos a los efectos de las interferencias electromagnéticas y que se tomara conciencia de la necesidad de incorporar precauciones de compatibilidad electromagnética en el diseño si se quería que estos elementos funcionaran satisfactoriamente en el mundo real.

Como resultado de esta creciente toma de conciencia, muchos países se dieron cuenta de que la CEM era un problema cada vez mayor. Algunos empezaron a emitir directivas para los fabricantes de equipos electrónicos, definiendo las normas que debían cumplir los equipos antes de poder venderlos.

La Comunidad Europea fue una de las primeras zonas en las que se aplicaron los requisitos de la CEM. Aunque muchos se mostraron escépticos al principio, la introducción de las normas de CEM ha elevado los estándares y ha permitido que la mayoría de los tipos de equipos funcionen juntos sin interferencias. Esto ha sido especialmente importante con el rápido crecimiento del uso de los teléfonos móviles

Aspectos básicos de la CEM

El objetivo de las medidas de compatibilidad electromagnética es garantizar que una serie de equipos electrónicos diferentes puedan funcionar en estrecha proximidad sin causar interferencias indebidas.

La interferencia que da lugar a un menor rendimiento se conoce como interferencia electromagnética, EMI. Es esta interferencia la que debe reducirse para garantizar que los distintos equipos eléctricos sean compatibles y puedan funcionar en presencia de otros.

Hay dos elementos principales en la CEM:

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• Emisiones: Las emisiones EMI se refieren a la generación de energía electromagnética no deseada. Es necesario reducirlas por debajo de ciertos límites aceptables para garantizar que no causen ninguna interrupción a otros equipos.
• Susceptibilidad e inmunidad: La susceptibilidad de un elemento electrónico a la EMI es la forma en que reacciona a la energía electromagnética no deseada. El objetivo del diseño del circuito es garantizar un nivel suficientemente alto de inmunidad a estas señales no deseadas.

Interferencias electromagnéticas, EMI

La interferencia electromagnética, EMI, es el nombre dado a la radiación electromagnética no deseada que causa una potencial interferencia a otros elementos del equipo electrónico.

Hay muchas formas en las que las interferencias electromagnéticas pueden pasar de un equipo a otro. Entender estos métodos es la clave para mitigar los efectos de la interferencia electromagnética.

Las IEM pueden dividirse en dos categorías:

• Interferencias continuas: La interferencia continua suele presentarse en forma de señal de radio u oscilación mantenida. Puede provenir de un oscilador no apantallado, o puede ser en forma de ruido de banda ancha.
• Interferencias por impulsos: Esta forma de interferencia consiste en un impulso corto. Puede provenir de una descarga electrostática, un rayo o la conmutación de un circuito.

Además de conocer la forma de la interferencia, también es necesario saber cómo viaja la interferencia desde el dispositivo transmisor hasta el dispositivo receptor. Por desgracia, esto no siempre es fácil de descubrir, ya que muchos de los caminos son difíciles de definir. Sin embargo, un buen diseño inicial alivia muchos problemas.

Normas de compatibilidad electromagnética

Con la creciente concienciación y la necesidad de mantener altos niveles de compatibilidad electromagnética, se han introducido muchas normas para ayudar a los fabricantes a cumplir los niveles que necesitan para mantener la plena compatibilidad electromagnética.

Hace muchos años, los niveles de compatibilidad electromagnética eran bajos y a menudo se producían interferencias: los taxis que pasaban por delante de una casa mientras utilizaban su radioteléfono eran muy propensos a interrumpir el funcionamiento de un televisor, y había muchos otros casos.

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Por ello, fue necesario introducir normas de compatibilidad electromagnética para garantizar los niveles requeridos de compatibilidad.

En la actualidad, la compatibilidad electromagnética forma parte de cualquier proyecto de diseño electrónico. Con la implantación y aplicación de normas en todo el mundo, cualquier producto nuevo debe cumplir y haber sido sometido a pruebas para garantizar que cumple las normas de CEM pertinentes.

Aunque esto supone un reto adicional para el ingeniero de diseño electrónico, es esencial que se hayan empleado buenas prácticas de EMC y que el rendimiento de EMC del producto sea suficiente para garantizar su correcto funcionamiento en todos los escenarios razonables.