Productos de supresión de ruido / Filtros de supresión EMI / Dispositivos de protección ESD
Guía de filtros de supresión de ruido
Fundamentos de las contramedidas contra el ruido [Lección 2] Cómo se puede contrarrestar el ruido
Fundamentos de las medidas contra el ruido <¿Cómo se genera el ruido?>
En la lección anterior se trató el problema del ruido electromagnético en los productos electrónicos y la necesidad de adoptar medidas para contrarrestarlo. La primera pregunta que nos viene a la mente es ¿por qué no obviamos la necesidad de contramedidas contra el ruido diseñando los productos de forma que no se genere ruido en primer lugar? Las contramedidas no serían necesarias si los productos se diseñaran de este modo, pero la realidad es tal que no es tan fácil aplicar este tipo de diseño. De hecho, algunas de las señales de los circuitos digitales se convierten ellas mismas en ruido.
Las señales de onda cuadrada (con ondas en forma de cuadrado que van y vienen entre dos valores cada periodo de tiempo fijo) suelen utilizarse en circuitos digitales. Sin embargo, estas ondas cuadradas tienen un gran número de componentes de frecuencia.
La siguiente figura muestra un ejemplo en el que se superponen los armónicos (ondas con frecuencias que son múltiplos integrales de las ondas fundamentales) de las ondas sinusoidales. Es evidente que cuanto mayor es el número de armónicos, más se aproximan a las ondas cuadradas. Las ondas cuadradas corresponden a lo que se produce por la superposición repetida de estos armónicos.
En otras palabras, significa que las ondas cuadradas utilizadas por los circuitos digitales contienen muchos componentes de frecuencia y muchos componentes con frecuencias elevadas.
Cuando la corriente alterna circula por un conductor, se irradia en forma de ondas de radio en mayor o menor medida, y cuanto mayor es la frecuencia de la corriente, más fácilmente se irradia en forma de ondas de radio. Por este motivo, la radiación de alta frecuencia se regula mediante controles de ruido. De lo anterior se deduce claramente que algunas de las señales de onda cuadrada que circulan por los circuitos digitales se controlan como ruido. En otras palabras, en la medida en que los circuitos digitales funcionen, se emitirán ondas de ruido. Sin embargo, un vistazo a la figura anterior muestra que estas ondas llegan a parecerse en cierta medida a las ondas cuadradas incluso si no se incluyen los armónicos de orden superior. Por lo tanto, si sólo se pudieran eliminar las señales con las frecuencias altas entre las señales digitales, sería posible eliminar los componentes armónicos que plantean problemas como ruido conservando al mismo tiempo las formas de onda que se asemejan a las ondas cuadradas. Este enfoque es el que utilizan los filtros de supresión de EMI que funcionan como filtros de paso bajo. Es difícil regular el trabajo de "eliminar los componentes armónicos", y si se eliminan también las frecuencias que son demasiado bajas, las formas de onda de la señal pierden su forma, lo que provoca que se desorganice la sincronización del funcionamiento de los dispositivos digitales o que se produzcan errores en el funcionamiento. Por el contrario, si las frecuencias no se eliminan lo suficiente, las contramedidas del ruido dejarán de ser adecuadas. Como resultado, se han puesto a disposición piezas con muchas y variadas contramedidas de ruido, y se ha vuelto importante saber qué piezas utilizar.
<Otras fuentes de ruido>
En realidad, los componentes armónicos de las ondas cuadradas de los circuitos digitales no constituyen la única fuente de ruido. También están presentes el ruido de conmutación de las fuentes de alimentación conmutadas, el ruido de las escobillas de los motores y otros tipos de ruido causados por distintos factores. No obstante, el ruido suele tratarse con filtros de paso bajo, al igual que las medidas contra el ruido adoptadas para los circuitos digitales, simplemente porque el ruido se controla en las regiones armónicas donde las señales tienden a emitirse como ondas de radio.
En la próxima lección se examinarán los principios en los que se basan las contramedidas de ruido que funcionan como filtros de paso bajo.
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