1. COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICĂ CIRCUITE DIGITALE
Ogruţan Petre, decembrie 2010

2. Realizarea compatibilităţii electromagnetice în circuitele digitale
Problemele EMC specifice circuitelor digitale se pot grupa în două categorii:
-comparaţia din punct de vedere EMC a diferitelor familii logice, în condiţiile apariţiei unor noi familii logice;
-probleme EMC ale plăcilor echipate cu circuite digitale.
În analiza din punct de vedere EMC a diferitelor tipuri de familii logice intervin câteva caracteristici:
1. Impedanţa de intrare, care din punct de vedere EMC se doreşte mică, dar care trebuie să fie mare pentru a fi comandabile cât mai multe circuite.
2. Impedanţa de ieşire care trebuie să fie cât mai mică pentru a micşora tensiunile parazite cuplate capacitiv.
3. Marginile statice de imunitate la perturbaţii, care se doresc a fi cât mai mari.
4. Caracteristicile de transfer şi amplificarea în zona de transfer.
5. Timpii de comutare.
În general toate familiile de circuite digitale au performanţe bune în domeniul EMC, mai bune decât de exemplu cele ale circuitelor analogice. În general, o imunitate ridicată se obţine la viteze reduse de operare (microsecunde).

3. Tipuri de perturbaţii, cauze
Condiţiile ca o perturbaţie de la intrarea unui circuit digital să se transmită la ieşirea lui sunt:
1. să asigure un anumit nivel de tensiune la intrarea circuitului, mai mare decât marginea de imunitate statică, ceea ce este dificil datorită impedanţelor mici din circuit.
2. durata perturbaţiei cu nivelul care depăşeşte marginea de imunitate statică trebuie să fie mai mare decât timpul de transfer al circuitului.
Cauzele apariţiei perturbaţiilor pe plachetele cu circuite digitale sunt :
-perturbaţii radiate de pinii circuitelor digitale legaţi la traseele de cablaj, care se comportă ca antene;
-perturbaţii radiate de oscilator, pe frecvenţa fundamentală şi pe armonici;
-perturbaţii conduse de la şi spre sursa de alimentare prin traseele de alimentare.
EMI necesită o sursă (de exemplu componentele active- circuite, oscilatoare), o cale de propagare (de exemplu traseele prin radiaţie cuplaj sau galvanic) şi un receptor (de exemplu intrări de circuite digitale, receptoare radio apropiate etc.).

4. Familii logice şi caracteristici EMC
Marginea de zgomot reprezintă diferenţa între valorile tensiunilor garantate pentru stările logice ale unui circuit logic care comandă şi valorile tensiunilor permise ale unui circuit de acelaşi tip, comandat. Tabelul de mai jos arată principalele caracteristici EMC ale unor familii logice. Pentru nivelele H şi L se definesc:
MH=VOH min - VIH min
ML=VOL max - VIL max

5. Nivele logice auto
Anumite aplicaţii cum sunt de exemplu cele din domeniul auto necesită pe lângă nivelele logice obişnuite (TTL şi CMOS) şi nivele logice speciale, la care VIL este 0,5xVCC. Modul de lucru cu nivele auto măreşte siguranţa în funcţionare deoarece la autovehicule nivelul masei de semnal este destul de variabil şi are uzual un decalaj de nivel a 1V deoarece toate circuitele se închid prin acelaşi circuit de masă. Lucrul cu nivele auto poate fi selectat soft pentru anumiţi pini de I/O.
Dacă pentru nivel High la intrare nivelele auto au aceeaşi margine de imunitate ca şi nivelele CMOS cu histerezis, la nivel Low de intrare marginea de imunitate este mult mai mare, nivelul maxim admis pentru 0 logic fiind 2,5V faţă de 1V la CMOS cu histerezis şi 0,8V la TTL.

6. Susceptibilitatea la perturbaţii dinamice
Susceptibilitatea la perturbaţii dinamice se poate pune în evidenţă prin diagramele amplitudinii impulsului perturbator în funcţie de durata impulsului, la limita de perturbare, pentru diferite familii logice (impuls perturbator suprapus peste nivelul H la intrare).
VIN(V) 15 10 5
t (ns)
HLL (15V)
CMOS (15V)
CMOS (10V)
TTL
CMOS (5V)
Observaţie: Chiar dacă marginea de imunitate statică este mai mare la un nivel logic, trebuie avut în vedere şi impedanţa de ieşire în această situaţie pentru a obţine o evaluare a susceptibilităţii.
O soluţie pentru proiectarea unor aparate care lucrează în mediu industrial, puternic perturbat este utilizarea unor familii logice cu imunitate ridicată la perturbaţii (High Level Logic (H.L.L.)), cu următoarele caracteristici principale:
-margine de imunitate statică mărită;
-prin conectarea unei capacităţi ca reacţie negativă s-a îmbunătăţit imunitatea la perturbaţii dinamice;
-alimentarea se face la tensiune mai mare, tipic 12V.

7. Vârfurile de curent în circuitele digitale
În momentul comutaţiei circuitele logice absorb un curent mai mare care are trei cauze:
-ambele tranzistoare de la ieşirea porţilor sunt pentru un scurt timp în conducţie;
-încărcarea sarcinii capacitive;
-diferenţa între curentul absorbit în stare LOW şi HIGH.
Vârfurile de curent cresc cu creşterea frecvenţei de comutaţie. Vârfurile de curent generează creşteri ale tensiunii datorită inductivităţii liniilor de alimentare:
V=-L.di/dt
Situaţia este gravă la memorii care extrag circa 100 mA pe fronturile ciclului de memorie. La un rând de 8 circuite, ţinând cont că 1 cm de traseu imprimat are 1 mH (10nH-1mH):
V= 8.L.di/dt= 400mV
Vârfuri de tensiune de 400 mV/cm. pot fi uneori inacceptabile. Soluţia este conectarea pe fiecare circuit a unui grup de condensatoare pentru a absorbi curentul tranzitoriu.
10nH/cm
Această decuplare nu este cea mai bună din cauza inductivităţii traseului
O decuplare foarte bună se poate realiza cu condensatori în tehnologie SMD

8. Diafonia în circuitele digitale
Diafonia se datorează cuplajelor capacitive şi inductive care apar între traseele circuitului imprimat sau între firele de transmisie a semnalelor. La cuplajele capacitive, tensiunea perturbatoare se aplică în paralel cu tensiunea utilă, iar la cele inductive înseriată de-a lungul circuitului.
Când o linie este activă şi una pasivă apare o influenţă unilaterală, iar când ambele linii sunt active influenţa este bilaterală. La influenţa unilaterală există o ieşire de poartă cu impedanţă mică ce micşorează posibilitatea apariţiei unei perturbaţii.
Când sensul de transfer este acelaşi la ambele linii se spune că influenţa este în paralel, iar când sensul este contrar are loc o influenţă în antiparalel. V1 V2
ZC Z0 Z0
V1 Z0 ZC
trasee de semnal apropiate
Z0= 200, ZC= 100, D=50%
trasee de semnal pe o parte şi plan de masă pe cealaltă parte
Z0=80, ZC=125, D=25%
trasee de semnal cu traseu de separare de masă
Z0=100, ZC=400, D=11%
se recomandă ca traseele de pe cele două părţi ale cablajului să fie perpendiculare, ceea ce măreşte impedanţa de cuplaj

9. Reflexii în circuitele digitale
La incidenţa semnalului electric cu un punct de discontinuitate a valorii impedanţei traseului de transmisie, o parte din energia semnalului se reflectă înapoi spre sursa de semnal. Unda reflectată modifică şi frontul de emisie. Reflexiile reduc siguranţa de funcţionare, constituind perturbaţii sau adunându-se cu perturbaţiile existente. Dacă traseul este adaptat, adică la capătul firului impedanţa Z0 este egală cu impedanţa caracteristică a cablului, atunci nu apar reflexii. În general transmisia între două porţi nu este adaptată, deoarece impedanţa de ieşire este de zeci de ohmi, iar impedanţa de intrare de ordinul Megaohmilor. Sub 30 cm. nu apar reflexii.
Fie o linie cu impedanţa caracteristică Z0 şi rezistenţa de la capăt R. Tensiunea incidentă este V1 , formată din VZ şi VR VZ R VR Z0 V1 V2
Coeficientul de reflexie r
Câteva măsuri antiperturbative simple:
-limitarea lungimii traseelor;
-introducerea între ieşirea unei porţi şi intrarea legată la acea ieşire a unei rezistenţe serie, egală cu impedanţa caracteristică a liniei (circuitele driver au o asemenea rezistenţă integrată);
-transmisia cu porţi cu colectrorul în gol şi cuplarea de rezistenţe care să ţină linia de transmisie în 1 logic (pull-up) sau în 0 logic (pull-down);
-cuplarea de diode pentru tăierea vârfurilor de tensiune mai mari de 5V şi negative

10. Reflexii în circuitele digitale
Să presupunem un generator cu tensiunea VG , o linie de transmisie cu caracteristicile Z0 (impedanţa caracteristică) şi  (timpul de propagare) A B
Z0,  R VG RG
Presupunem aplicarea unui semnal treaptă. La momentul t=0 unda incidentă are amplitudinea:
Când unda ce această amplitudine ajunge la rezistenţa R, o parte din energia ei este reflectată, amplitudinea undei reflectate fiind:
unde
Unda reflectată ajunge în punctul A unde are loc o nouă reflexie cu coeficientul de reflexie rB:
unde
Procesul de reflexii se repetă până când energia undei este absorbită de pierderile din circuit. Stadiul final, după liniştirea oscilaţiilor este:

11. Perturbaţii radiate în circuite digitale
Amplitudinea radiaţiei produse de un circuit este proporţională cu eficienţa antenelor care se formează în circuit. Antenele (buclele de circuit) sunt formate din trasee, componente (în special oscilatoare pentru generatoare de tact), terminale de componente, conectori şi cabluri de legătură.
Traseele devin puternic perturbatoare dacă lungimea lor este mai mare de /10 (limite impuse de FCC) sau /40 (limite impuse de MIL STD).
Pentru a micşora radiaţia generată este importantă alegerea potrivită a traseelor de alimentare, masă şi semnal (evident că o alegere corectă a traseelor minimizează şi celelalte perturbaţii, mai ales diafonia). Masa este în cele mai multe cazuri o cale de întoarcere a curentului. Masa trebuie să aibă o impedanţă cât mai mică. Un plan de masă îndeplineşte cel mai bine această condiţie şi realizarea este posibilă la cablajele multistrat. Traseele de alimentare duse deasupra (sub) liniilor de masă asigură perturbaţii minime. Este posibilă utilizarea de filtre de alimentare cu condensatori şi bobine pentru micşorarea zgomotului pe liniile de alimentare. Dacă nu este posibil un strat de masă, este acceptabilă şi soluţia unei grile de masă şi alimentare (Gridding).
Plan de masă +V
Grilă de alimentare
Aşezare tip pieptene

12. Perturbaţii radiate în circuite digitale
Cablaj cu reducerea suprafeţei emisive şi plan de masă
E = câmpul electric în V/metru f = MHz A = aria suprafeţei emisive (L x W) în cm2 I = curentul care circulă prin buclă (A) r = distanţa între placă şi antenă (m)

13. Recomandare
O soluţie pentru micşorarea tuturor tipurilor de perturbaţii este divizarea plăcii în zone (Board Zoning). Proiectarea pe zone este primul pas în proiectarea EMC. De exemplu, circuitele de viteză mare se plasează aproape de sursă, circuitele lente mai departe, iar cele analogice şi mai departe. În acest fel componentele de înaltă frecvenţă nu perturbă celelalte semnale. Oscilatoarele trebuie plasate cât mai departe de componentele lente. Filtrele de intrare, componentele de deparazitare, separare galvanică şi prelucrări analogice trebuie plasate la intrarea în placă etc.
Conector pentru I/O
Conector pentru magistrală
zona pentru filtre, separari galvanice, circuite analogice
zona de prelucrari digitale rapide, oscilatoare
zona de prelucrări digitale lente
TV tuner la care se observă separarea părţii digitale de cea analogică şi ecranarea tunerului

14. Influenţa EMC a capsulei
Pe o placă nivele de zgomot depind de inductivităţile capsulei şi de viteza de variaţie a fronturilor (dv/dt, Slew Rate). Tensiuni parazite vor fi cuplate de la un pin de ieşire la un alt pin al capsulei.
Trei factori determină caracteristicile electrice ale capsulei:
-capacitatea pinului faţă de masă;
-inductivitatea pinului;
-factorul de cuplare de la un pin la altul.
Capsula DIP este inferioară EMC faţă de carcasele SOP şi SSOP din cauza legăturilor interne mai lungi.
Un nou tip de capsulă o au circuitele WIDEBUS™ lansate de Texas Instruments, prevăzută cu mai mulţi pini de masă şi alimentare intercalaţi cu pinii de semnal. Acest tip de capsulă are caracteristici de zgomot superioare.
Viteza de variaţie a fronturilor poate fi controlată prin comutarea pe rând a mai multor tranzistori finali din poartă, conectaţi în paralel. Acest procedeu numit de TI "Output Edge Control" asigură un consum de curent din tranzistorii finali independent de sarcină. Consecinţele iclud şi scăderea zgomotului generat prin pinii de la capsulă şi traseele de semnal.

15. Bibliografie

16. EMC în transmisii paralele
Transmisiile paralele se întâlnesc în special la magistrale (distanţe mici, debite mari), dar sunt şi interfeţe paralele pentru distanţe mai mari şi debite mai mici. Interfeţele paralele sunt înlocuite treptat de cele seriale în majoritatea aplicaţiilor.
Transmisiile paralele pot fi CMOS sau TTL. Pentru legarea semnalelor la liniile de transmisie se folosesc circuite driver, aşa cum sunt de exemplu 74HCxxx sau 74AHCxxx pentru CMOS şi 74ABTxxx pentru TTL. Aceste circuite se pot folosi fără terminator de linie pentru că au o impedanţă apropiată de impedanţa caracteristică a liniei, dar se pot folosi cu o diodă pentru eliminarea vârfurilor negative sau/ şi cu un divizor rezistiv (180, 220 la masă). Circuitele driver se pot conecta la un capăt al magistralei sau în mijloc. În figura de mai jos se arată o cuplare tipică pentru o magistrală, la mijloc:
Se vede că circuitul driver din figură are ca sarcină 2 linii de 30 în paralel, ceea ce este o sarcină mare. Este posibil ca circuitul să nu poată asigura nivelele logice corecte. La familia IWS (Incident Wave Switching) de exemplu SN74ABT25xxx este asigurată o impedanţă de ieşire de sub 2 şi curenţi IOH =-80mA, IOL =188mA, ceea ce asigură nivelele corecte şi în cazul exeplului din stânga.
+5V
180
220
Z=30

17. EMC în transmisii paralele
Pentru transmisii la distanţe mari liniile de date pot fi prevăzute cu filtre. Cu filtrul B de la Siemens (figura de mai jos) se pot realiza atât configuraţii de filtrare pentru transmisii faţă de masă, cât şi transmisii diferenţiale. Prin analogie cu transmisia diferenţială analogică, o transmisie diferenţială digitală se realizează pe 2 linii faţă de masă, semnalele pe cele două linii fiind logic opuse. Recepţia se realizează cu un circuit (de exemplu SN75107) care include în configuraţie un SAU EXCLUSIV, fiind astfel insensibil la perturbaţii simultane de forma 0 logic sau 1 logic pe ambele intrări, şi care reacţionează doar la schimbarea simultană şi în sensuri contrare a stării ambelor intrări. IN
diferenţial
7mH
6,8nF
OUT
Pentru a evita erorile de transmisie citirea datelor se face la un moment determinat, când datele sunt stabile, cu ajutorul unui impuls de STROB, figura de mai jos:
DATE
STROB

18. EMC în transmisii seriale
TIA/EIA-232-E (revizia a 5-a, RS232) este o transmisie pe un fir într-un sens (plus firul de masă) , punct cu punct, figura următoare:
DATA IN
DATA OUT
Transmisia se face la alte nivele de tensiune, ceea ce măreşte ecartul de siguranţă (marginea de imunitate). Se pot face transferuri cu maximum 100kbps la distanţe de ordinul 20m. Nivelele logice sunt 1 logic între -3V şi -12V, iar 0 logic între 3V şi 12V.
TIA/EIA-423-A (prima revizie, RS423) asigură o recepţie diferenţială cu un circuit cu impedanţă mare de intrare. Rata de transfer maximă este de 100kbps (10m) şi 1kbps (1300m). Nivelele logice sunt 1 logic între 4V şi 6V, iar 0 logic între -4V şi -6V.
DATA IN
DATA OUT
Prin recepţie diferenţială se măreşte distanţa de transmisie de la 20m la 1300m.

19. EMC în transmisii seriale
TIA/EIA-422-A (RS422) este o transmisie diferenţială cu partajarea liniei, deci se poate conecta un emiţător şi mai multe receptoare. Rata de transfer poate ajunge la 10Mbps (la 15m) şi 100kbps (1200m). La linie se pot conecta maximum 10 receptoare. Nivelele de tensiune pe linie sunt între 2V şi 6V, respectiv -2V şi -6V.
DATA IN
DATA OUT
TIA/EIA-485 (RS485) este o transmisie diferenţială multipunct care admite maximum 32 de emiţătoare şi 32 de receptoare pe o linie. Circuitele emiţător (driver) şi receptor au posibilitatea de TRI STATE. Rata de transfer maximă este de 10Mbps şi distanţa maximă este de 1200m.
120 R E
120
Transmisia şi recepţia diferenţială măresc debitul de informaţie asigurând în acelaşi timp şi distanţe mari.

20. EMC în transmisii seriale
Transmisia LVDS (Low Voltage Differential Signaling) (standard IEEE P1596.3), permite rate mari de transfer (frecvenţe de comutaţie de max. 65MHz) şi putere disipată foarte mică. Circuitele LVDS admit la intrare nivele TTL sau CMOS şi fac o translaţie în nivele de joasă tensiune (330mV), diferenţiale. Circuitele permit TRI STATE pentru transmisii multipunct.
Transmisia serială în buclă de curent TTY asigură o rată de transfer de maximum 19200bps la o distanţă de maximum 500m (DIN66258), figura de mai jos. Cu o buclă de curent nivelele de tensiune sunt convertite în curenţi într-o buclă închisă. Circuitele au în acest caz o impedanţă mică, ceea ce este favorabil din punct de vedere EMC. De asemenea este favorabilă izolarea galvanică între sisteme prin intermediul optocuploarelor. Distanţa este limitată de rezistenţa firelor buclei de curent. Varianta din figura 35 se numeşte cu emiţător activ deoarece alimentarea liniei se face de la emiţător. Pot exista variante cu alimentare de la receptor. Protocolul de transmisie TTY este ca şi cel RS232. Acest mod de transfer este punct cu punct
+5V
220
+5V
DATA IN 1K
DATA
OUT

21. EMC în transmisii seriale optice
În medii puternic perturbate se folosesc transmisii optice, prin cablu optic sau în infraroşu prin aer. Aceste transmisii nu radiază energie electromagnetică şi nu pot fi perturbate.
TxD
RxD
Fibra optică
TxD
RxD
Fibra optică
TxD
CLK
RxD
Codificator IR
Decodificator IR
Standardul IrDA (Infrared Date Association) este un standard pentru transferul datelor serial asincron în infraroşu (lungime de undă de cca. 900nm) prin aer. Sistemele legate prin IrDA trebuie să aibă vizibilitate directă şi o distanţă între ele de ordinul metrilor la un unghi de maximum 15 grade. Protocolul de transmisie este un protocol asincron (ca şi RS232), halfduplex în care codificarea datelor se face cu RZI (Return to Zero). În această codificare se ataşează unui bit de 1 unul sau mai multe impulsuri scurte (1,6s) funcţie de durata bitului, iar unui bit de 0 nu i se ataşează nici un impuls. Viteza maximă de transfer este 1152kbps. Schema bloc a transmisiei IrDA

22. EMC la Ethernet
Pentru protecţia la perturbaţii filtrul situat între circuitul integrat de transmisie/ recepţie date şi linia Ethernet cu cablu UTP conţine mai multe etaje de filtrare LC înseriate.
Filtrul de linie realizează o izolare galvanică cu transformator, necesară pentru a nu apărea diferenţe de potenţial între masele celor două dispozitive conectate prin Ethernet.

23. EMC la USB
Filtrul pentru linii USB tip USBDFxxW5 (ST Microelectronics) este un terminator de linie cu funcţia de filtru trece jos împotriva perturbaţiilor de înaltă frecvenţă şi protecţia împotriva descărcărilor electrostatice. Dispozitivul este construit în conformitate cu standardelor IEC şi FCC.
Schema internă a filtrului
Capsula are dimensiunile de 1,8x1,1mm
Aplicaţie tipică

24. EMC la USB Analiza perturbaţiilor
Transmisia USB se face cu cablu torsadat şi recepţie diferenţială aşa că perturbaţiile generate sunt minime. Perturbaţiile sunt transmisie din interiorul calculatorului care este puternic perturbat prin cuplaje în firele D+ şi D- de date. Filtrul trece jos elimină aceste perturbaţii.
Teste la descărcări electrostatice
Valorile tensiunilor la descărcări sunt de 15kV la descărcări prin aer şi 8kV la descărcări direct pe pini, impulsuri pozitive şi negative. Testul se face cu 3 impulsuri pozitive şi 3 negative la frecvenţa de 1Hz, conform MIL STD 883. Protecţia este asigurată în 2 etape, de etajele S1 şi S2, figura de sus. Rezultatul unui test este arătat în figurile de jos.

25. Conector cu filtre (Glenair)
Filtre de linie
Minimizarea supratensiunilor produse de descărcările electrostatice, de impulsurile nucleare, datorate reflexiilor etc. este o cerinţă importantă în special în domeniul militar. Filtrele pentru linii de transmisie înglobate în conectori sunt componente des utilizate în domeniul militar, mai ales în aviaţie pentru că îndeplinesc o serie de cerinţe specifice:
Folosirea conectorilor cu mai mulţi pini minimizează numărul de orificii în ecranul carcasei
Supratensiunile sunt absorbite şi transformate în căldură prin materialul filtrului
Se pot folosi metode combinate prin adăugarea la filtre a componentelor neliniare de tăiere a supratensiunilor
Ecranarea cablurilor face posibilă scurgerea tensiunii perturbatoare spre masă prin legătura la masă a conectorului
Un număr mare de standarde militare se ocupă cu efectele EMI aşa cum sunt: MIL-DTL-38999, MIL-C-26482, MIL-C-83723, MIL-C-5015, MIL-C-27599, MIL-C (filtre în conectori cilindrici).
Contacte de diferite tipuri şi din diferite materiale acoperite cu aur sau cu aliaje
Arie planară ceramică de capacităţi şi linii de masă
Inele de ferită pentru efectul inductiv
Conexiune capacitivă la capătul pinului
Conector cu filtre (Glenair)
Conector militar cu filtre
Conector Micro-D cu filtre

26. Simularea SPICE
Filtrele sunt de tip trece jos cu structuri de tip Pi, LC, C. Pentru a verifica comportarea unui filtru Pi, acesta este poziţionat la ieşirea unei linii de transmisie. Sursa de semnal generează un semnal dreptunghiular cu frecvenţa de 1MHz iar recepţia nu este adaptată pentru a genera supratensiuni. C2
V1 (0V-12V)
T1 Linie de transmisie 1 R1 V3 2 3 C1 L1
Model SPICE
Transmisie fără filtru la 1MHz
Transmisie cu filtru la 1MHz
Transmisie cu filtru la 50MHz

27. Dispozitive de protecţie pentru liniile de date- transmisii cu antenă
Pentru aplicaţiile de înaltă frecvenţă (echipamente ISM 5,2-5,8GHz) se poate folosi dispozitivul de protecţie la supratensiuni cu tuburi cu descărcare în gaze 0-6GHz echipat cu conectori BNC
Dispozitivul permite trecerea frecvenţelor mici aşa încât se pot transmite comenzi în curent continuu către antenă. Conectorii sunt de tip BNC sau SMA în diferite variante tată/ mamă. Dispozitivele pot fi folosite la transmisiile de date IEEE a, b şi g, comunicaţii mobile, echipamente industriale etc. Tubul cu descărcare în gaz poate fi înlocuit prin desfacerea capacului din partea superioară. Protecţia este bidirecţională şi simetrică relativ la cele două terminale ale circuitului. Tensiunea de prag pentru intrarea în conducţie a tubului este 90V static şi 1000V la un impuls. Impedanţa caracteristică este de 50ohmi iar atenuarea de inserţie este de 0,5dB. Curentul maxim care poate fi preluat este de 5kA. Dispozitivul se conectează la împământare pentru a se realiza o cale de impedanţă mică pentru scurgerea supratensiunilor.

28. Dispozitive de protecţie pentru liniile de date- Ethernet
Dispozitivul de protecţie pentru linii Ethernet din figură are 3 etaje de protecţie. Etajul de putere este realizat cu un tub cu descărcare în gaze montat diferenţial, între liniile de date. Etajul de protecţie la supratensiuni permanente sau catastrofice este realizat cu perechi de rezistenţe serie care se distrug termic şi se întrerup, protejând echipamentul de date. Al treilea etaj este format dintr-o arie de diode cu intrare rapidă în conducţie pentru suprimarea impulsurilor rapide de mică energie. Pentru sistemele care se alimentează prin cablul Ethernet (Power-over-Ethernet PoE) (de exemplu se pot alimenta routere exterioare) sistemul de protecţie are tot trei etaje şi este format din tub cu descărcare în gaze, filtre cu inductivităţi şi arie de diode. Dispozitivul se conectează la împământare şi la masa echipamentului de date.

29. Dispozitive de protecţie pentru liniile de date- diferite transmisii pe fir
Dipozitivul permite protecţia liniilor de telefon inclusiv DSL şi ISDN, protecţia liniilor seriale standard RS422/RS485 şi a liniilor de date Ethernet.
Construcţia tubului este astfel concepută încât la o supratensiune permanentă tubul să se scurtcircuiteze şi să protejeze astfel echipamentul de date sau telefonie. 

30. Filtre cu ferită pentru linii de transmisie
Liniile de transmisie lungi sunt caracterizate de:
Zl=Rl+j.Ll.  este impedanţa lineică longitudinală
Yl=Gl+j.Cl. este admitanţa complexă lineică transversală
Dacă pe linie se transmite un semnal cu un anumit spectru de frecvenţă, datorită vitezei de propagare care este diferită pentru fiecare armonică componentă, semnalul ajunge la ieşire cu un spectru de frecvenţă diferit şi în consecinţă linia distorsionează semnalul.
Un caz particular este linia fără distorsiune (condiţia Heaviside). Dacă Rl/Ll=Gl/Cl viteza de fază nu va fi dependentă de frecvenţă şi semnalul nu va fi distorsionat pentru că impedanţa liniei nu are componentă imaginară.
De regulă Rl/Ll este mai mare decât Gl/Cl, liniile având capacităţi mari şi inductivităţi mici. Pentru a se forţa condiţia Heaviside se interpun pe cablu inele de ferită pe care se fac câteva înfăşurări.

31. Filtre cu ferită pentru linii de transmisie
Filtrele cu ferită sunt filtre trece jos care atenuează frecvenţele mari, perturbatoare. Atenuarea nu este reflexivă ci disipativă din cauza comportării rezistive a filtrului la frecvenţe mari.. În caracteristica de jos stânga a unui filtru cu ferită se poate observa rezistivitatea care creşte cu frecvenţa iar în caracteristica din dreapta a unei bobine în aer se remarcă o rezistivitate mai mică la frecvenţe mari.

32. Temă
Care sunt particularităţile constructive EMC ale router-ului wireless din fotografiile următoare?

33. Temă
Detaliu