Technologies for mitigating the EMI effect on audiovisual signals 

Cuando se trabaja con equipos de audio e imagen, el profesional integrador debe conocer la importancia de la mitigación del efecto EMI en señales audiovisuales. De hecho, los desarrolladores de dispositivos electrónicos están obligados a cumplir normativas de aplicación de tecnologías de solución de mitigación EMC/EMI durante el desarrollo de estos equipos. Sin embargo, no siempre se aprecia el resultado en el producto final.

Esto se debe, a que predecir los problemas de interferencia electromagnética (EMI) y los de compatibilidad electromagnética (EMC) que afectan el diseño y la producción de estos dispositivos todavía es muy desafiante y, es aquí, donde las tecnologías de mitigación EMC/EMI preventivas y reaccionarias, como estranguladores, amortiguadores y los filtros EMI entran en juego.

Así, la necesidad e importancia de aplicar soluciones de mitigación EMI está en atenuar o debilitar las señales no deseadas que se irradian dentro o fuera de un dispositivo sin afectar negativamente su rendimiento. Dependiendo de la tecnología de mitigación de EMI, algunos pueden requerir rediseños completos o cambios de diseño en el dispositivo real para que funcionen correctamente. Otras tecnologías de mitigación EMI pueden requerir la simple adición o intercambio de un componente, como una entrada de alimentación o un filtro, para proporcionar la interrupción necesaria de las señales no deseadas.

En lo relacionado directamente con la mitigación del efecto EMI en señales audiovisuales, su importancia radica en la eliminación de ruido e interferencia tan necesario y exigido en aplicaciones que integran imagen y sonido y que van, desde equipos médicos sensibles hasta grandes maquinarias industriales y fuentes de alimentación. Todas ellas, requieren suprimir el ingreso de señales interferentes y las emisiones conducidas y radiadas de un dispositivo que potencialmente interfiere con otros equipos críticos distorsionando su funcionamiento.

Al hablar de equipos médicos sensibles, no podemos dejar de mencionar los muchos problemas que evita una efectiva mitigación del efecto EMI en señales audiovisuales aplicada en soluciones de automatización audiovisual para quirófanos. En este delicado ecosistema audiovisual, es imprescindible que todos los equipos, dentro y fuera de la sala de operaciones brinden calidad de imagen y sonido y se garantice la estabilidad de la señal. No es aceptable, en ningún caso, que la imagen capturada en un momento de la cirugía, por poner solo un ejemplo, sea observada en un monitor con rayas e interferencias.

Cumplimiento normativo y regulaciones

Existen muchos estándares de seguridad y operación, ya sean militares, de aviónica, industriales, médicos, e incluso de consumo residencial que pueden afectar el diseño de soluciones de supresión de EMI, más allá de los estándares de EMC o los requisitos de EMI del Comité Especial Internacional de Interferencia de Radio (CISPR). En este aspecto, el dominio técnico de un profesional con conocimiento específico de estos estándares es útil para determinar qué medidas y tipos de soluciones de mitigación EMI serán necesarias para instalar un producto o integrar un sistema. Por ejemplo, los equipos médicos utilizados para aplicaciones críticas tienen estándares de seguridad e interferencia que exceden la calificación EMC típica y requieren certificaciones separadas.

Supresión EMI, atenuación y pérdida de inserción

Cuando hablamos de la supresión o mitigación del efecto EMI en señales audiovisuales o de dispositivos electrónicos en general aplicadas en los sistemas de integración audiovisual para quirófanos, nos referimos a la cantidad de potencia de señal EMI reducida cuando esa señal pasa a través de un dispositivo de mitigación EMI. Este valor generalmente se mide en una escala logarítmica y se representa en decibelios (dB). Como la atenuación es típicamente una función de la frecuencia, es crítico usar una mitigación de EMI que proporcione la cantidad necesaria de atenuación para reducir las señales de EMI específicas por debajo de los niveles de prueba de cumplimiento. Esto puede ser algo desafiante para los inexpertos, ya que hay muchos factores, además de la frecuencia, que afectarán la atenuación de un filtro.

Factores que afectan la atenuación de un filtro

Son diversos los factores que hacen necesaria la mitigación del efecto EMI en señales audiovisuales. Aquí se incluyen, operación de potencia, temperatura, envejecimiento, humedad, integridad de señal, integridad de energía y otras medidas de calidad operativa. También, factores ambientales e incluso vibraciones y tensiones mecánicas. Por lo tanto, es aconsejable consultar con expertos en EMI sobre una tecnología de mitigación adecuada que proporcione el rendimiento necesario en las condiciones de aplicación del producto en el mundo real.

Es importante recordar que la intensidad de la señal EMI, la frecuencia y las características del dominio del tiempo son factores importantes para determinar qué solución de mitigación EMI es la más adecuada para resolver un desafío particular. A continuación, veremos una breve descripción de varias tecnologías comunes de mitigación de EMI y consejos sobre qué tipos de problemas de EMI pueden abordar.

EMC/EMI CHOKES

Las bobinas o bobinas EMC/EMI son inductores o transformadores diseñados específicamente para atenuar el ruido EMI. Hay disponibles estranguladores que pueden atenuar tanto el ruido de modo común como el diferencial. Efectivamente, cuando los choques se colocan en línea con líneas eléctricas y líneas de alta corriente, absorben una parte sustancial del ruido / interferencia de modo común o diferencial, más allá de 60 Hz y hasta unos pocos cientos de hertzios. Si se diseña correctamente, los choques EMC/EMI no afectarán la transferencia de energía de las líneas de alimentación de CA o CC.

Condensadores y Capacitores

La forma más simple de un filtro EMI es un condensador simple, ya sea en línea como filtro de paso alto o derivación a tierra como filtro de paso bajo. Los condensadores de derivación entre la línea de señal/alimentación a tierra, o una pseudo tierra entre dos líneas diferenciales, presenta una atenuación que crece con la frecuencia de la señal. Por el contrario, la capacitancia en línea presenta una atenuación que crece con la frecuencia reductora de una señal.

El condensador de derivación permitirá que las señales de CC y CA de muy baja frecuencia pasen a lo largo de la línea de señal/alimentación mientras desvían las señales de ruido de alta frecuencia a tierra. El condensador en línea atenuará las señales de CC y CA de baja frecuencia, mientras pasa señales de frecuencia más alta. El comportamiento de atenuación y frecuencia de un condensador utilizado de esta manera depende del valor de la capacitancia, la forma en que está conectado y su rendimiento a diversos niveles de potencia en condiciones ambientales.

Por último, queda claro que las tecnologías de mitigación y supresión de EMC/EMI son esenciales para cumplir con los rigurosos estándares y regulaciones de hoy. Asimismo, se entiende que, cuando se trata de mitigación del efecto EMI en señales audiovisuales, las tecnologías de supresión basadas en condensadores y capacitores, pudiera no ser una solución suficientemente efectiva para resolver problemas de interferencia y ruido en las señales audiovisuales cuando se hace la integración de equipos. Hay muchos factores a considerar al seleccionar una solución de supresión EMI ideal. Consulte siempre a los expertos para acelerar y optimizar el proceso de selección e integración.

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