<h1 style="font-family: B Titr";"id="تحلیل-و-کاهش-تداخل-الکترومغناطیسی">تحلیل و کاهش تداخل الکترومغناطیسی در مبدلهای سوئیچینگ</h1>
## مقدمه **تداخل الکترومغناطیسی** (Electromagnetic Interference, EMI)، برای یک موج الکترومغناطیس، تداخلِ حاصل از القای الکترومغناطیسی یا برهمنهی با دیگر امواج الکترومغناطیسی منتشرشده در فضاست. این اختلال ممکن است عملکرد مدار را کاهش دهد یا حتی از آن جلو بگیرد. نام دیگر تداخل الکترومغناطیسی، تداخل رادیویی (Radio Frequency Interference, RFI) است. تداخل میتواند کارایی سیستم را کاسته یا حتّی آن را از کار بیندازد. در انتقال دادهها، این اثر به صورت ==افزایش نرخ خطا در دادهها==، یا ==حتی از دست رفتن همه دادهها== بروز میکند. هر منبع طبیعی یا انسانساخته که باعث تغییرات جریان یا ولتاژ شود، میتواند به تداخل الکترومغناطیسی بینجامد. برای نمونه، تولید جرقه در شمعهای خودرو، تلفن همراه، رعدوبرق، توفان خورشیدی و شفق قطبی، نمونههایی از منابع تداخل الکترومغناطیسی ساختۀ انسان یا طبیعی هستند. در گذشته، تداخل امواج الکترومغناطیسی بر امواج بلند (امواج رادیو) بارز بود و مزاحم دریافت امواج ایستگاههای رادیویی در این باند فرکانسی میشد. تداخل الکترومغناطیسی بر تلفن همراه، رادیوی FM، تلویزیون (بهویژه تلویزیون آنالوگ) هم اثر میگذارد. همچنین، تداخل الکترومغناطیسی بر رصدها یا ستارهشناسی مبتنی بر امواج رادیویی کیهان نیز اثر میگذارد. --- ## موج الکترومغناطیسی
نخستین بار، **ماکسول** موج الکترومغناطیسی را پیشبینی کرد و سپس **هاینریش هرتز** آن را با آزمایش نشان داد.
ماکسول پس از تکمیل نظریهٔ الکترومغناطیس، از معادلات این نظریه، شکلی از معادلهٔ موج را به دست آورد و نشان داد که ==میدانهای الکترومغناطیسی موجگونه رفتار میکنند.== بر پایه معادلات ماکسول، سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی، برابر با سرعت نور است، بنابراین او نتیجه گرفت که نور هم باید موج الکترومغناطیسی باشد. بر پایه معادلات ماکسول، **میدان الکتریکی متغیر با زمان باعث پدید آمدن میدان مغناطیسی متغیر با زمان میشود و برعکس**. > بنابراین اگر یک میدان الکتریکی متغیر، میدان مغناطیسی بسازد، آن میدان مغناطیسی نیز میدان الکتریکی جدیدی تولید میکند و به این ترتیب موج در فضا گسترش مییابد. شکل بهصورت ساده، تولید چنین امواجی را نشان میدهد. در قلب آن، یک **نوسانگر LC** وجود دارد که یک فرکانس زاویهای را با رابطهی $\frac{1}{\sqrt{LC}} = \omega$ ایجاد میکند. در این مدار، بارها و جریانها بهصورت سینوسی در این فرکانس نوسان میکنند. منبع خارجی (مانند یک ژنراتور) باید اضافه شود تا اتلافهای گرمایی در مدار جبران شوند و انرژی لازم برای امواج الکترومغناطیسی منتشرشده فراهم گردد.
**نوسانگر LC** توسط یک ترانسفورماتور به یک **آنتن (antenna)** متصل میشود. آنتن شامل دو میلهی فلزی هادی است. جریان سینوسی در مدار LC باعث میشود که در آنتن نیز جریان سینوسی ایجاد شود. حرکت بارهای الکتریکی در آنتن، لحظهبهلحظه تغییر میکند و در نتیجه **گشتاور دوقطبی الکتریکی** آنتن نیز در اندازه و جهت تغییر میکند. شکل نشان میدهد که چگونه میدان الکتریکی **E** و میدان مغناطیسی **B** با گذشت یک طول موج کامل از آنتن تغییر میکنند و به نقطهای دور (نقطهی P) میرسند. در این شکل میدانها از صفحه خارج میشوند (به سمت بیننده).
در این نقطهی دور، انحنای موج ناچیز است، بنابراین میتوان فرض کرد که موج **صفحهای (plane wave)** است. ویژگیهای اصلی موج عبارتاند از: 1. میدانهای الکتریکی و مغناطیسی **E** و **B** همیشه عمود بر جهتی هستند که موج در آن حرکت میکند. بنابراین، موج **عرضی (transverse)** است. 2. میدان الکتریکی همیشه بر میدان مغناطیسی عمود است. 3. **ضرب برداری** $E×B$ همیشه جهتی را نشان میدهد که موج در آن حرکت میکند. 4. میدانها بهصورت سینوسی تغییر میکنند، افزون بر این، هر دو میدان با **فرکانس یکسان** و **همفاز (in phase)** با یکدیگر تغییر میکنند. با توجه به این ویژگیها، میتوان فرض کرد که موج الکترومغناطیسی در راستای محور **x مثبت** در حال حرکت است، در حالی که میدان الکتریکی در راستای محور **y** نوسان میکند و میدان مغناطیسی در راستای محور **z** نوسان دارد (با استفاده از قاعده دست راست). بنابراین میتوان میدانهای الکتریکی و مغناطیسی را بهصورت توابع سینوسی از مکان و زمان نوشت:
فهرست مطالب
1- مقدمه
4- سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)
5- نتیجهگیری
6- منابع
--- ## اطلاعات نویسندهنام : علی طلبی طرق
وابستگی: گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه فردوسی مشهد
ایمیل: atalabi.002@gmail.com
## مقدمه **تداخل الکترومغناطیسی** (Electromagnetic Interference, EMI)، برای یک موج الکترومغناطیس، تداخلِ حاصل از القای الکترومغناطیسی یا برهمنهی با دیگر امواج الکترومغناطیسی منتشرشده در فضاست. این اختلال ممکن است عملکرد مدار را کاهش دهد یا حتی از آن جلو بگیرد. نام دیگر تداخل الکترومغناطیسی، تداخل رادیویی (Radio Frequency Interference, RFI) است. تداخل میتواند کارایی سیستم را کاسته یا حتّی آن را از کار بیندازد. در انتقال دادهها، این اثر به صورت ==افزایش نرخ خطا در دادهها==، یا ==حتی از دست رفتن همه دادهها== بروز میکند. هر منبع طبیعی یا انسانساخته که باعث تغییرات جریان یا ولتاژ شود، میتواند به تداخل الکترومغناطیسی بینجامد. برای نمونه، تولید جرقه در شمعهای خودرو، تلفن همراه، رعدوبرق، توفان خورشیدی و شفق قطبی، نمونههایی از منابع تداخل الکترومغناطیسی ساختۀ انسان یا طبیعی هستند. در گذشته، تداخل امواج الکترومغناطیسی بر امواج بلند (امواج رادیو) بارز بود و مزاحم دریافت امواج ایستگاههای رادیویی در این باند فرکانسی میشد. تداخل الکترومغناطیسی بر تلفن همراه، رادیوی FM، تلویزیون (بهویژه تلویزیون آنالوگ) هم اثر میگذارد. همچنین، تداخل الکترومغناطیسی بر رصدها یا ستارهشناسی مبتنی بر امواج رادیویی کیهان نیز اثر میگذارد. --- ## موج الکترومغناطیسی
_Figure 1: موج الکترومغناطیسی_
نخستین بار، **ماکسول** موج الکترومغناطیسی را پیشبینی کرد و سپس **هاینریش هرتز** آن را با آزمایش نشان داد.
_Figure 2: آزمایش هرتز برای تولید امواج الکترومغناطیسی_
ماکسول پس از تکمیل نظریهٔ الکترومغناطیس، از معادلات این نظریه، شکلی از معادلهٔ موج را به دست آورد و نشان داد که ==میدانهای الکترومغناطیسی موجگونه رفتار میکنند.== بر پایه معادلات ماکسول، سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی، برابر با سرعت نور است، بنابراین او نتیجه گرفت که نور هم باید موج الکترومغناطیسی باشد. بر پایه معادلات ماکسول، **میدان الکتریکی متغیر با زمان باعث پدید آمدن میدان مغناطیسی متغیر با زمان میشود و برعکس**. > بنابراین اگر یک میدان الکتریکی متغیر، میدان مغناطیسی بسازد، آن میدان مغناطیسی نیز میدان الکتریکی جدیدی تولید میکند و به این ترتیب موج در فضا گسترش مییابد. شکل بهصورت ساده، تولید چنین امواجی را نشان میدهد. در قلب آن، یک **نوسانگر LC** وجود دارد که یک فرکانس زاویهای را با رابطهی $\frac{1}{\sqrt{LC}} = \omega$ ایجاد میکند. در این مدار، بارها و جریانها بهصورت سینوسی در این فرکانس نوسان میکنند. منبع خارجی (مانند یک ژنراتور) باید اضافه شود تا اتلافهای گرمایی در مدار جبران شوند و انرژی لازم برای امواج الکترومغناطیسی منتشرشده فراهم گردد.
_Figure 3: LC نوسانگر و آنتن_
**نوسانگر LC** توسط یک ترانسفورماتور به یک **آنتن (antenna)** متصل میشود. آنتن شامل دو میلهی فلزی هادی است. جریان سینوسی در مدار LC باعث میشود که در آنتن نیز جریان سینوسی ایجاد شود. حرکت بارهای الکتریکی در آنتن، لحظهبهلحظه تغییر میکند و در نتیجه **گشتاور دوقطبی الکتریکی** آنتن نیز در اندازه و جهت تغییر میکند. شکل نشان میدهد که چگونه میدان الکتریکی **E** و میدان مغناطیسی **B** با گذشت یک طول موج کامل از آنتن تغییر میکنند و به نقطهای دور (نقطهی P) میرسند. در این شکل میدانها از صفحه خارج میشوند (به سمت بیننده).
_Figure 4: نوسان میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در موج_
در این نقطهی دور، انحنای موج ناچیز است، بنابراین میتوان فرض کرد که موج **صفحهای (plane wave)** است. ویژگیهای اصلی موج عبارتاند از: 1. میدانهای الکتریکی و مغناطیسی **E** و **B** همیشه عمود بر جهتی هستند که موج در آن حرکت میکند. بنابراین، موج **عرضی (transverse)** است. 2. میدان الکتریکی همیشه بر میدان مغناطیسی عمود است. 3. **ضرب برداری** $E×B$ همیشه جهتی را نشان میدهد که موج در آن حرکت میکند. 4. میدانها بهصورت سینوسی تغییر میکنند، افزون بر این، هر دو میدان با **فرکانس یکسان** و **همفاز (in phase)** با یکدیگر تغییر میکنند. با توجه به این ویژگیها، میتوان فرض کرد که موج الکترومغناطیسی در راستای محور **x مثبت** در حال حرکت است، در حالی که میدان الکتریکی در راستای محور **y** نوسان میکند و میدان مغناطیسی در راستای محور **z** نوسان دارد (با استفاده از قاعده دست راست). بنابراین میتوان میدانهای الکتریکی و مغناطیسی را بهصورت توابع سینوسی از مکان و زمان نوشت:
$$
E=E_msin(kx−ωt)
$$
$$
B = B_m \sin(kx - \omega t)
$$
که در آن $E_m$ و $B_m$ دامنههای میدانها هستند، و $\omega$ فرکانس زاویهای و $k$ تعداد موج زاویهای است.
از این معادلات برمیآید که نهتنها دو میدان $E$ و $B$ با یکدیگر وجود دارند، بلکه هر یک بخش جداییناپذیر از **یک موج منفرد** هستند. معادلهی اول بخش **الکتریکی** موج را مشخص میکند و معادله دوم بخش **مغناطیسی** آن را.
#### سرعت موج
میدانیم که سرعت انتشار موج برابر نسبت $ω/k$ است. با این حال، در مورد موج الکترومغناطیسی در فضای آزاد، این سرعت برابر است با $\frac{1}{\sqrt{\mu_0\epsilon_0}} = c$، سرعت نور در خلأ. بنابراین موج الکترومغناطیسی، ترکیبی از میدانهای الکتریکی و مغناطیسی است که **بهصورت همزمان** در فضا گسترش مییابند.
---
## تداخل الکترومغناطیسی
تداخل الکترومغناطیسی یا *Electromagnetic Interference* یا به اختصار *EMI*، نویز یا تداخل ناخواسته در یک مسیر یا مدار الکتریکی است که توسط یک منبع خارجی ایجاد میشود. همچنین به عنوان تداخل فرکانس رادیویی *Radio Frequency Interference* یا *RFI* شناخته میشود. EMI میتواند باعث عملکرد ضعیف، نقص یا توقف کامل قطعات الکترونیکی شود.
یک نمونه رایج از تداخل الکترومغناطیسی زمانی است که تلفن همراه در نزدیکی تجهیزات صوتی یا بلندگوهای برقی قرار میگیرد و باعث میشود نویز یا مجموعهای از بوقها شنیده شود.
به عنوان یک مثال خوب از این تداخل میتوان به ترکیب رنگ نور لامپ ها و مهتابی ها اشاره کرد که در اثر تداخل این امواج بدست می آیند. تداخل الکترومغناطیسی تقریباً بر تمام سامانههای الکتریکی و الکترونیکی تأثیر میگذارد. از تجهیزات روزمرهی زندگی گرفته تا فعالیتهای نظامی و **اکتشافهای فضایی**. عوامل متعددی وجود دارند که موجب افزایش نگرانیها دربارهی EMI شدهاند، از جمله: - گسترش سریع تجهیزات الکترونیکی - کوچکسازی (miniaturization) سامانهها و اجزای الکترونیکی - پیشرفت در فناوریهای اتصال و مدارهای مجتمع (interconnection technology) - تخلیهی الکترواستاتیکی (electrostatic discharge) که ممکن است باعث آسیب یا نابودی میکروچیپها در حین جابهجایی و مونتاژ شود - نیاز به امنیت دادهها (secure data) - حفاظت از تجهیزات نظامی در برابر پالسهای الکترومغناطیسی (EMP) - و خطرات احتمالی برای سلامت انسانها در EMI **انرژی الکترومغناطیسی مزاحم** از یک دستگاه الکترونیکی به دستگاه دیگر منتقل میشود؛ این انتقال میتواند از طریق مسیرهای تابشی (radiated)، رسانایی (conducted) یا هر دو صورت گیرد. - **تداخل تابشی** زمانی رخ میدهد که انرژی الکترومغناطیسی ساطعشده از یک تجهیز از طریق **فضا** به گیرنده منتقل شود. - در مقابل، **تداخل رسانشی** زمانی اتفاق میافتد که انرژی الکترومغناطیسی ساطعشده از یک تجهیز از طریق **سیمها یا اتصالات خارجی** به گیرنده منتقل گردد. سرکوب (Suppression) فرایندی است برای کاهش یا حذف انرژی EMI. این کار معمولاً شامل *محافظسازی (shielding)* و *فیلتر کردن (filtering*) است. به صورت کلی، جریان، ولتاژ یا میدان الکترومفناطیسی ناخواسته را نویز میگویند. نویز، هرگونه سیگنال ناخواسته ای است که روی سیگنال اصلی سوار شده و آشکار سازی و تشخیص سیگنال اصلی را دشوار میسازد.
از همان روزهای اولیه ارتباطات رادیویی، اثرات منفی تداخل ناشی از انتقالهای عمدی و غیرعمدی احساس شده و نیاز به مدیریت طیف فرکانس رادیویی آشکار شده است. در سال 1933، جلسهای از کمیسیون بینالمللی الکتروتکنیک (IEC) در پاریس، کمیته ویژه بینالمللی تداخل رادیویی **(CISPR)** را برای مقابله با مشکل نوظهور EMI توصیه کرد. CISPR متعاقباً نشریات فنی را منتشر کرد که شامل تکنیکهای اندازهگیری و آزمایش و محدودیتهای انتشار و ایمنی توصیه شده بود. این موارد در طول دههها تکامل یافته و اساس بسیاری از مقررات EMC جهان امروز را تشکیل میدهند. در سال 1979، در پاسخ به افزایش تعداد سیستمهای دیجیتالی که در ارتباطات سیمی و رادیویی تداخل ایجاد میکردند، محدودیتهای قانونی بر انتشار الکترومغناطیسی از تمام تجهیزات دیجیتال توسط **FCC** در ایالات متحده اعمال شد . روشها و محدودیتهای آزمایش بر اساس انتشارات CISPR بود، اگرچه محدودیتهای مشابهی قبلاً در بخشهایی از اروپا اعمال میشد. بسیاری از کشورها اکنون الزامات مشابهی برای محصولات دارند تا بتوانند سطحی از مقررات سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) را رعایت کنند. ### انواع نویزها نویز هدایتشونده (Conductive) : نویز هدایتشونده تداخلی است که از مسیر انتقال (کابلها) از منبع نویز به پذیرنده (دریافت کننده نویز) هدایت میشود. مثلاً انکودری که به یک اتصال نویزدار وصل شده باشد، میتواند نویز را از طریق کابل به ورودی درایوی که با آن وصل شده، هدایت کند. این نویز میتواند با ارسال اطلاعات نادرست به ورودی انکودرِ درایو، باعث خوانش نادرست سرعت موتور و ایجاد خطا در کار درایو شود. - نویز ساطعشونده (Radiative) : این نویز از یک مسیر بدون اتصال فیزیکی برای انتقال نویز استفاده میکند. دریافتکننده نویز، مانند یک آنتن و بدون ارتباط فیزیکی، تحت تأثیر نویز قرار میگیرد. این نویز ممکن است از فاصله دور بر تجهیزات پیرامونش اثر بگذارد. مثلاً یک منبع رادیویی یا صوتی یا یک مگنت قوی که برای بلند کردن بارهای آهنی و فولادی به کار میرود، میتواند تا فاصله چند متری خود، به تجهیزات یک پروسه نویز ارسال کند. - نویز القایی (Inductive) : هنگامیکه یک میدان مغناطیسی متغیر در نزدیکی کابلهای انتقال یا تجهیزات دیگر قرار میگیرد، باعث ایجاد نویز القایی در آنها میشود. این میدان، میتواند با عبور جریان از کابلهای قدرت ایجاد شود. موتورهای القایی و برخی تجهیزات دیگر مانند سولنوئید ولو نیز میتوانند مولد نویز القایی باشند. - نویز خازنی (Capacitive) : این نویز در اثر **«ظرفیت سرگردان یا پراکنده»** (Stray Capacitance) به وجود میآید. ظرفیت پراکنده، به رفتار خازنیِ ناخواسته و نامطلوب میان اجزای یک شبکه الکتریکی گفته میشود. این پدیده باعث ایجاد دو نوع - **نویز مد مشترک** (**Common-Mode**) و - **مد تفاضلی** (**Differential-Mode**) در درایو میشود. نویز مد تفاضلی در پی تأثیرات خازنی ظرفیت پراکنده میان **کابلهای قدرت با یکدیگر** ایجاد میشود و نویز مُدِ مشترک نیز در اثر ظرفیت خازنی پراکنده (سرگردان) میان **کابلهای انتقال و زمین** به وجود میآید. --- ## سازگاری الکترومغناطیسی عبارت EMC بیانگر «سازگاری با تداخل الکترومغناطیسی» (Electromagnetic Interference Compatibility) است و به معنی **توانایی یک وسیلۀ الکتریکی، برای کارکرد درست در محیطهای همراه با نویز الکترومغناطیسی** است. یک تجهیز الکتریکی با قابلیت EMC بالا، ==روی تجهیزات اطراف خود تأثیر الکترومغناطیسی ندارد== و ==در برابر نویزهای الکترومغناطیسی ایجادشده از سوی تجهیزات پیرامون خود نیز ایمن است==. سازگاری مطلوب، بهمعنی رسیدن به **بیشترین میزان ایمنی** و **کمترین میزان تولید امواج الکترومغناطیسی** برای یک تجهیز است.این دو عامل، تعیینکننده کیفیت EMC هستند. بهطورکلی، تجهیزات الکتریکی نسبت به پدیدههای فرکانس بالا و فرکانس پایین واکنش نشان میدهند. #### ویژگیها - تجهیز نباید بر دیگر تجهیزات اثر منفی بگذارد. - تجهیز باید در برابر نویز محیط مقاوم باشد. #### راهکارهای تامین و افزایش EMC کابل های جفت تابیده بدون محافظ (UTP) 2. کابل های جفت تابیده محافظ (STP) 3. اتصال زمین مناسب 4. استفاده از دانه های فریت برای سرکوب EMI 5. مسیریابی کابل و جداسازی بهینه از منابع EMI 6. عبور دادن کابلهای فرمان از روی کابلهای ولتاژ بالا به شکلی که مسیر آنها با هم **زاویه ۹۰ درجه** داشته باشد.
_Sound 1: صدای نویز حاصل از تداخل الکترومغناطیس_
به عنوان یک مثال خوب از این تداخل میتوان به ترکیب رنگ نور لامپ ها و مهتابی ها اشاره کرد که در اثر تداخل این امواج بدست می آیند. تداخل الکترومغناطیسی تقریباً بر تمام سامانههای الکتریکی و الکترونیکی تأثیر میگذارد. از تجهیزات روزمرهی زندگی گرفته تا فعالیتهای نظامی و **اکتشافهای فضایی**. عوامل متعددی وجود دارند که موجب افزایش نگرانیها دربارهی EMI شدهاند، از جمله: - گسترش سریع تجهیزات الکترونیکی - کوچکسازی (miniaturization) سامانهها و اجزای الکترونیکی - پیشرفت در فناوریهای اتصال و مدارهای مجتمع (interconnection technology) - تخلیهی الکترواستاتیکی (electrostatic discharge) که ممکن است باعث آسیب یا نابودی میکروچیپها در حین جابهجایی و مونتاژ شود - نیاز به امنیت دادهها (secure data) - حفاظت از تجهیزات نظامی در برابر پالسهای الکترومغناطیسی (EMP) - و خطرات احتمالی برای سلامت انسانها در EMI **انرژی الکترومغناطیسی مزاحم** از یک دستگاه الکترونیکی به دستگاه دیگر منتقل میشود؛ این انتقال میتواند از طریق مسیرهای تابشی (radiated)، رسانایی (conducted) یا هر دو صورت گیرد. - **تداخل تابشی** زمانی رخ میدهد که انرژی الکترومغناطیسی ساطعشده از یک تجهیز از طریق **فضا** به گیرنده منتقل شود. - در مقابل، **تداخل رسانشی** زمانی اتفاق میافتد که انرژی الکترومغناطیسی ساطعشده از یک تجهیز از طریق **سیمها یا اتصالات خارجی** به گیرنده منتقل گردد. سرکوب (Suppression) فرایندی است برای کاهش یا حذف انرژی EMI. این کار معمولاً شامل *محافظسازی (shielding)* و *فیلتر کردن (filtering*) است. به صورت کلی، جریان، ولتاژ یا میدان الکترومفناطیسی ناخواسته را نویز میگویند. نویز، هرگونه سیگنال ناخواسته ای است که روی سیگنال اصلی سوار شده و آشکار سازی و تشخیص سیگنال اصلی را دشوار میسازد.
_Figure 5: نمونهای از نویز سوار بر سیگنال اصلی_
از همان روزهای اولیه ارتباطات رادیویی، اثرات منفی تداخل ناشی از انتقالهای عمدی و غیرعمدی احساس شده و نیاز به مدیریت طیف فرکانس رادیویی آشکار شده است. در سال 1933، جلسهای از کمیسیون بینالمللی الکتروتکنیک (IEC) در پاریس، کمیته ویژه بینالمللی تداخل رادیویی **(CISPR)** را برای مقابله با مشکل نوظهور EMI توصیه کرد. CISPR متعاقباً نشریات فنی را منتشر کرد که شامل تکنیکهای اندازهگیری و آزمایش و محدودیتهای انتشار و ایمنی توصیه شده بود. این موارد در طول دههها تکامل یافته و اساس بسیاری از مقررات EMC جهان امروز را تشکیل میدهند. در سال 1979، در پاسخ به افزایش تعداد سیستمهای دیجیتالی که در ارتباطات سیمی و رادیویی تداخل ایجاد میکردند، محدودیتهای قانونی بر انتشار الکترومغناطیسی از تمام تجهیزات دیجیتال توسط **FCC** در ایالات متحده اعمال شد . روشها و محدودیتهای آزمایش بر اساس انتشارات CISPR بود، اگرچه محدودیتهای مشابهی قبلاً در بخشهایی از اروپا اعمال میشد. بسیاری از کشورها اکنون الزامات مشابهی برای محصولات دارند تا بتوانند سطحی از مقررات سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) را رعایت کنند. ### انواع نویزها نویز هدایتشونده (Conductive) : نویز هدایتشونده تداخلی است که از مسیر انتقال (کابلها) از منبع نویز به پذیرنده (دریافت کننده نویز) هدایت میشود. مثلاً انکودری که به یک اتصال نویزدار وصل شده باشد، میتواند نویز را از طریق کابل به ورودی درایوی که با آن وصل شده، هدایت کند. این نویز میتواند با ارسال اطلاعات نادرست به ورودی انکودرِ درایو، باعث خوانش نادرست سرعت موتور و ایجاد خطا در کار درایو شود. - نویز ساطعشونده (Radiative) : این نویز از یک مسیر بدون اتصال فیزیکی برای انتقال نویز استفاده میکند. دریافتکننده نویز، مانند یک آنتن و بدون ارتباط فیزیکی، تحت تأثیر نویز قرار میگیرد. این نویز ممکن است از فاصله دور بر تجهیزات پیرامونش اثر بگذارد. مثلاً یک منبع رادیویی یا صوتی یا یک مگنت قوی که برای بلند کردن بارهای آهنی و فولادی به کار میرود، میتواند تا فاصله چند متری خود، به تجهیزات یک پروسه نویز ارسال کند. - نویز القایی (Inductive) : هنگامیکه یک میدان مغناطیسی متغیر در نزدیکی کابلهای انتقال یا تجهیزات دیگر قرار میگیرد، باعث ایجاد نویز القایی در آنها میشود. این میدان، میتواند با عبور جریان از کابلهای قدرت ایجاد شود. موتورهای القایی و برخی تجهیزات دیگر مانند سولنوئید ولو نیز میتوانند مولد نویز القایی باشند. - نویز خازنی (Capacitive) : این نویز در اثر **«ظرفیت سرگردان یا پراکنده»** (Stray Capacitance) به وجود میآید. ظرفیت پراکنده، به رفتار خازنیِ ناخواسته و نامطلوب میان اجزای یک شبکه الکتریکی گفته میشود. این پدیده باعث ایجاد دو نوع - **نویز مد مشترک** (**Common-Mode**) و - **مد تفاضلی** (**Differential-Mode**) در درایو میشود. نویز مد تفاضلی در پی تأثیرات خازنی ظرفیت پراکنده میان **کابلهای قدرت با یکدیگر** ایجاد میشود و نویز مُدِ مشترک نیز در اثر ظرفیت خازنی پراکنده (سرگردان) میان **کابلهای انتقال و زمین** به وجود میآید. --- ## سازگاری الکترومغناطیسی عبارت EMC بیانگر «سازگاری با تداخل الکترومغناطیسی» (Electromagnetic Interference Compatibility) است و به معنی **توانایی یک وسیلۀ الکتریکی، برای کارکرد درست در محیطهای همراه با نویز الکترومغناطیسی** است. یک تجهیز الکتریکی با قابلیت EMC بالا، ==روی تجهیزات اطراف خود تأثیر الکترومغناطیسی ندارد== و ==در برابر نویزهای الکترومغناطیسی ایجادشده از سوی تجهیزات پیرامون خود نیز ایمن است==. سازگاری مطلوب، بهمعنی رسیدن به **بیشترین میزان ایمنی** و **کمترین میزان تولید امواج الکترومغناطیسی** برای یک تجهیز است.این دو عامل، تعیینکننده کیفیت EMC هستند. بهطورکلی، تجهیزات الکتریکی نسبت به پدیدههای فرکانس بالا و فرکانس پایین واکنش نشان میدهند. #### ویژگیها - تجهیز نباید بر دیگر تجهیزات اثر منفی بگذارد. - تجهیز باید در برابر نویز محیط مقاوم باشد. #### راهکارهای تامین و افزایش EMC کابل های جفت تابیده بدون محافظ (UTP) 2. کابل های جفت تابیده محافظ (STP) 3. اتصال زمین مناسب 4. استفاده از دانه های فریت برای سرکوب EMI 5. مسیریابی کابل و جداسازی بهینه از منابع EMI 6. عبور دادن کابلهای فرمان از روی کابلهای ولتاژ بالا به شکلی که مسیر آنها با هم **زاویه ۹۰ درجه** داشته باشد.
_Figure 6:نمونه فیلترها و تجهیزات دارای EMC_
#### استانداردها
- **استانداردهای CISPR** : کمیته بینالمللی ویژه اختلالات رادیویی الکتریک (**CISPR**) در سال ۱۹۳۴ برای تعیین استانداردهایی برای کنترل تداخل الکترومغناطیسی در دستگاههای الکتریکی و الکترونیکی تأسیس شد و بخشی از کمیسیون بینالمللی الکتروتکنیک (IEC) است.
- **استانداردهای FCC :** کمیسیون ارتباطات فدرال (**FCC**) یک آژانس مستقل از دولت فدرال ایالات متحده است که ارتباطات از طریق رادیو ، تلویزیون ، سیم، اینترنت ، وایفای ، ماهواره و کابل را در سراسر ایالات متحده تنظیم میکند. FCC صلاحیت قضایی خود را در زمینههای دسترسی به پهنای باند ، رقابت عادلانه ، استفاده از فرکانس رادیویی، مسئولیت رسانهها ، امنیت عمومی و امنیت داخلی حفظ میکند .
---
## نتیجهگیری
پدیدهی **تداخل الکترومغناطیسی (EMI)** یکی از مهمترین چالشهای عصر الکترونیک و ارتباطات مدرن است. این تداخل که از برهمکنش ناخواستهی میدانهای الکترومغناطیسی ناشی میشود، میتواند باعث کاهش کارایی، ایجاد نویز، خطا در دادهها و حتی از کار افتادن کامل تجهیزات شود. شناخت دقیق رفتار **امواج الکترومغناطیسی**، که از معادلات ماکسول سرچشمه میگیرد، به ما نشان میدهد که چگونه تغییرات در میدانهای الکتریکی و مغناطیسی میتوانند موجب ایجاد و گسترش این تداخلها شوند.
با گسترش سریع فناوری، کوچکسازی مدارها و افزایش تراکم تجهیزات الکترونیکی، اهمیت **سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)** بیش از پیش آشکار شده است. دستیابی به EMC به معنای توانایی دستگاهها برای **کارکرد صحیح در حضور نویزهای محیطی** و در عین حال **عدم ایجاد تداخل برای سایر تجهیزات** است. این هدف از طریق روشهایی چون **محافظسازی، فیلتر کردن، اتصال زمین مناسب، استفاده از کابلهای محافظدار، و رعایت استانداردهای بینالمللی مانند CISPR و FCC** محقق میشود.
در نهایت، درک و کنترل پدیدهی تداخل الکترومغناطیسی نهتنها برای افزایش **پایداری و کارایی سامانههای الکتریکی و الکترونیکی** ضروری است، بلکه نقش حیاتی در **امنیت دادهها، سلامت انسان و توسعهی فناوریهای آینده** دارد. به همین دلیل، EMI و EMC دو موضوع جداییناپذیر در طراحی و مهندسی سیستمهای نوین محسوب میشوند.
---
## منابع
- Young Chemist
- NASA Science
- Maher Blog
- Wikipedia EMI
- Wikipedia EMC
- Fundamentals of Physics - Halliday & Resnick
- Faratel – Differential and Common Noise Analysis - Hanie Salehi
