Mostrando las entradas con la etiqueta Fuentes de ruido eléctrico. Mostrar todas las entradas
Mostrando las entradas con la etiqueta Fuentes de ruido eléctrico. Mostrar todas las entradas

viernes, 3 de enero de 2020

XiuaElectronics: Ruido eléctrico y los transitorios parte #03.

Buenos días, en el día de hoy vamos a ver la parte #03 de un tema que hemos venido tratando desde el año pasado, y es acerca de las diferentes fuentes que nos pueden generar ruido en un circuito eléctrico. Vamos a ver el ruido eléctrico generado por conducción. 


Acoplamiento Conductivo.

El ruido por acoplamiento conductivo se genera por que los conductores que utilizamos en los circuitos, o en general el cableado de estos poseen una impedancia finita. Un error muy común que los diseñadores de circuitos es que no tienen en cuenta la resistencia de los conductores. Se debe tener en cuenta el efecto de estas impedancias de cableado al diseñar un esquema de cableado. El acoplamiento conductivo puede eliminarse, minimizarse y/o reducirse eliminando los ciclos a tierra o GND (si los hay) y proporcionando retornos a tierra o GND separados para señales de alta potencia de bajo y alto nivel. En la siguiente imagen a se ilustra un esquema de conexión a tierra en serie que resulta en un acoplamiento conductivo.

Si la resistencia del cable de retorno común de A a B es 0.1 Ω, el voltaje medido del sensor de temperatura variaría en 0.1 Ω * 1 A = 100 mV, dependiendo de si el interruptor está cerrado o abierto. Esto se traduce en 10 ° de error en la medida de la temperatura. El circuito de la imagen b proporciona retornos a tierra separados; por lo tanto, la salida del sensor de temperatura medida no varía conforme se activa y desactiva la corriente en el circuito de carga pesada.

Mientras que todos los ruidos acoplados finalmente se refieren a la conducción del ruido, se utiliza generalmente este término al ruido acoplado por una conexión directa y galvanizada(metálica). Se incluye en esta categoría, los circuitos que han compartido los conductores (tales como neutrales o de tierra compartidos). La conducción del ruido puede ser alta frecuencia, pero también puede ser 60Hz. 
Ejemplos comunes de las conexiones que presentan ruido de corrientes directamente en la conexión a tierra:
  • Sub-paneles con uniones extras G-N.
  • Tomacorrientes mal cableadas con N y G conectadas.
  • Equipo con dispositivos de protección internos en estado sólido que se han recortado desde la línea o desde el neutral a la conexión a tierra, ó que no han fallado pero que presentan derrame normal de corriente. Este derrame de corriente está limitado por la norma UL a 3.5 mA para equipos conectados a un enchufe, pero no existe limitante para los equipos cableados permanentemente con derrame de corrientes potencialmente más altos. (Se puede identificar fácilmente el derrame de corrientes porque desaparecerá cuando el dispositivo se encienda).
  • Otro ejemplo común es la tan nombrada barra aislada de conexión atierra. Cuando se encuentra en un punto a tierra potencialmente diferente al electrodo de conexión a tierra de origen, entonces se origina una curva cerrada de corriente a tierra. Esto todavía se conoce como conducción del ruido, aunque la conexión directa sea a través de la tierra.
  • Las conexiones Datacom que proporcionan una línea metálica desde una terminal a otra pueden también ser conductores del ruido. En el caso de conexiones no balanceadas con terminales sencillas (RS-232), la conexión a la terminal a tierra se hace al final de cada cable. Esto forma una línea de corrientes a tierra si el equipo,en cada terminal, tiene un origen de energía diferente con una conexión atierra diferente.
Bien estimados lectores, y esto seria todo por el día de hoy. Espero que les haya gustado. En la siguiente entrada trataremos el ruido generado por las frecuencias de radio o ruido radiativo.


Para ver las otras partes de este tema tan interesante ingresa al siguiente link: Fuentes de ruido eléctrico

Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz



Fuentes:
  • https://dam-assets.fluke.com/s3fs-public/2815086_6120_ENG_A_W.PDF
  • https://instrumentacionycontrol.net/efecto-de-ruido-en-los-circuitos-de-instrumentacion-criterios-para-minimizar-los-efectos/
  • http://www.trainingconsultinggroup.com/tips/detail/-como-se-acopla-el-ruido-electrico-a-dispositivos-de-medicion-y-control-acoplamiento-galvanico
  • http://www.smar.com/newsletter/marketing/index152.html
  • Articulos técnicos - César Cassiolato
  • Manuales SMAR
  • www.system302.com.br
  • www.smar.com.br
  • http://www.smar.com/brasil2/artigostecnicos/
  • http://www.electrical-installation.org/wiki/Coupling_mechanisms_and_counter-measures
  • EMI - Interferência Eletromagnética, César Cassiolato
  • Aterramento, Blindagem, Ruídos e dicas de instalação, César Cassiolato
  • O uso de Canaletas Metálicas Minimizando as Correntes de Foucault em Instalações PROFIBUS, César Cassiolato
  • Ruídos e Interferências em instalações Profibus, César Cassiolato
  • Pesquisas en internet
  • http://www.ni.com/product-documentation/3344/es/









Estén pendientes de mi canal, de mi blog y de mi pagina de Facebook para más contenido.

domingo, 8 de diciembre de 2019

XiuaElectronics: Ruido eléctrico y los transitorios Parte #02

Buenas noches estimados lectores, en el día de hoy vamos a ver la segunda parte del tema que trabajamos en la entrada pasada, y es el ruido que se presenta en las diferentes etapas de nuestros proyectos. En la anterior entrada vimos lo concerniente a algunos conceptos básico para entender este tema, y tratamos sobre el acoplamiento capacitivo. Para esta entrada trabajaremos con el acoplamiento inductivo. Para el que es nuevo en mi blog le recomiendo que lo mire y estudie la anterior entrada correspondiente a el tema que trataremos el día de hoy. Pueden iniciar desde cero dando clic aquí: Ruido eléctrico. No siendo más, comencemos. 


Acoplamiento Inductivo.

este tipo de ruido tiene como fuente excitatriz fuentes electromagnéticas y/o también la corriente de un circuito y el campo magnético producido en este. Resulta que dentro de un circuito, cuando se produce un cambio de corriente, este cambio tiene como efecto la inducción de una corriente en otro circuito. Algunos  ejemplos comunes de las conexiones que presentan ruido de corrientes directamente en la conexión a tierra:


  • Sub-paneles con uniones extras Tierra-Neutro
  • Tomacorrientes mal cableadas con neutro y tierra conectadas
  • Equipo con dispositivos de protección internos en estado sólido que se han recortado desde la línea o desde el neutro a la conexión a tierra, ó que no han fallado pero que presentan derrame normal de corriente. Este derrame de corriente está limitado por la norma UL a 3.5 mA para equipos conectados a un enchufe, pero no existe limitante para los equipos cableados permanentemente con derrame de corrientes potencialmente más altos. (Se puede identificar fácilmente el derrame de corrientes porque desaparecerá cuando el dispositivo se encienda)
  • Otro ejemplo común es la tan nombrada barra aislada de conexión a tierra. Cuando se encuentra en un punto a tierra potencialmente diferente al electrodo de conexión a tierra de origen, entonces se origina una curva cerrada de corriente a tierra. Esto todavía se conoce como conducción del ruido, aunque la conexión directa sea a través de la tierra.
  •  Las conexiones Datacom que proporcionan una línea metálica desde una terminal a otra pueden también ser conductores del ruido. En el caso de conexiones no balanceadas con terminales sencillas (RS-232), la conexión a la terminal a tierra se hace al final de cada cable. Esto forma una línea de corrientes a tierra si el equipo,en cada terminal, tiene un origen de energía diferente con una conexión atierra diferente.


El principio básico de inducción de corriente se da cuando el “cable perturbador” y el “cable victima”, son acompañados por un campo magnético. El nivel de perturbación depende de las variaciones de corriente (di/dt) y de la inductancia de acoplamiento mutuo.
El acoplamiento inductivo aumenta con:

  • La frecuencia: la reactancia inductiva es directamente proporcional a la frecuencia (XL = 2pfL).
  • La distancia entre los cables perturbador y víctima y la longitud de los cables que corren en paralelo.
  • La altura de los cables con relación al plano de referencia (en relación al suelo).
  • La impedancia de carga del cable o circuito perturbador.



Algunas medidas básicas para reducir el efecto de acoplamiento inductivo entre cables.

  • Limite la longitud de los cables corriendo en paralelo.
  • Aumente la distancia entre el cable perturbador y el cable victima.
  • Conecte a tierra una de las extremidades de los “shields” de los dos cables.
  • Reduzca el dv/dt del perturbador aumentando el tiempo de subida de la señal, siempre que sea posible (Resistores conectados en serie o resistores PTC en el cable perturbador, anillos de ferrita en los perturbadores y/o cable víctima).

Algunas medidas básicas para reducir el efecto de acoplamiento inductivo entre cable y campo.

  • Limite la altura h del cable al plano de tierra.
  • Siempre que sea posible coloque el cable junto a la superficie metálica.
  • Use cables trenzados.Use ferritas y filtros de EMI.











Algunas medidas básicas para reducir el efecto de acoplamiento inductivo entre cable y loop a tierra.

  • Reduzca la altura (h) y el largo del cabo.Siempre que sea posible ponga el cable junto a la superficie metálica.
  • Use cables trenzados.
  • En altas frecuencias, conexione a tierra el “shield” en dos puntos (cuidado!) y en bajas frecuencia en un solo punto solamente.







A continuación veremos una tabla en la cual podremos apreciar las distancias requeridas para garantizar la protección EMI:


Las interferencias Electromagnéticas pueden ser reducidas:
  • Cable trenzado 
  • Insolación Óptica
  • Por el uso de canaletas y bandejas metálicas de conexión a tierra.

Espero que les haya gusta el tema del día de hoy. Estén pendientes que dentro de poco estaré publicado la parte #03 de este tema a través de este link donde hablaremos de acoplamiento conductivo. Para estudiar la primera parte de este tema, por favor ingresa al siguiente link: Parte #01

Para saber más acerca de este tema, en los enlaces de fuentes se encuentra toda esta información, ya que en muchos casos literalmente tome la información y la pegue acá sin editar ya que me no me pareció prudente algún cambio -pereza de resumir o reescribir-. Sin embargo respeto los derechos de autor anunciando las fuentes y diciendo que esta entrada así como otras contienen recopilación de diferentes autores sin hacer alusión a ellos solo al momento de incluir los recursos del presente.

Para ver las otras partes de este tema tan interesante ingresa al siguiente link: Fuentes de ruido eléctrico

Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz



Fuentes:
  • https://dam-assets.fluke.com/s3fs-public/2815086_6120_ENG_A_W.PDF
  • https://instrumentacionycontrol.net/efecto-de-ruido-en-los-circuitos-de-instrumentacion-criterios-para-minimizar-los-efectos/
  • http://www.trainingconsultinggroup.com/tips/detail/-como-se-acopla-el-ruido-electrico-a-dispositivos-de-medicion-y-control-acoplamiento-galvanico
  • http://www.smar.com/newsletter/marketing/index152.html
  • Articulos técnicos - César Cassiolato
  • Manuales SMAR
  • www.system302.com.br
  • www.smar.com.br
  • http://www.smar.com/brasil2/artigostecnicos/
  • http://www.electrical-installation.org/wiki/Coupling_mechanisms_and_counter-measures
  • EMI - Interferência Eletromagnética, César Cassiolato
  • Aterramento, Blindagem, Ruídos e dicas de instalação, César Cassiolato
  • O uso de Canaletas Metálicas Minimizando as Correntes de Foucault em Instalações PROFIBUS, César Cassiolato
  • Ruídos e Interferências em instalações Profibus, César Cassiolato
  • Pesquisas en internet









Estén pendientes de mi canal, de mi blog y de mi pagina de Facebook para más contenido.


martes, 3 de diciembre de 2019

XiuaElectronics: Ruido eléctrico y los transitorios Parte #01

Buenas noches estimados lectores, en el día de hoy vamos a ver un tema de gran importancia tanto para el sector eléctrico, como para el sector electrónico y de telecomunicaciones. Es el ruido que se presenta en las diferentes etapas de nuestros proyectos. En esta entrada veremos los conceptos claves para entender estos fenómenos que tanto dolor de cabeza nos produce, -- incluido -- y veremos las posibles causas; además de esto veremos los efectos del ruido eléctrico en las mediciones y algunas técnicas para evitarlos. Este tema estará dividido en varias partes, por consiguiente en la parte inferior de esta estrada estará el link de la siguiente parte y en las posteriores de la siguiente y de la anterior. No siendo más comencemos.

Ruido eléctrico y los transitorios


El ruido eléctrico son señales eléctricas no deseadas que se presentan en un circuito. Estas son aleatorias, es decir, se presentan de diferentes formas dependiendo del origen de estas. El ruido eléctrico se convierte en un problema ya que puede ocasionar perdidas o distorsión de la información en diferentes tipos de circuitos. Además de esto nos produce falsa información lo cual  nos puede provocar un accidente. un ejemplo de lo anterior es por ejemplo el manejo de un motor trifásico, el cual estará sujetando una cortina eléctrica, en el caso que se presente en la etapa de control una señal falsa, podría caerse esta cortina y si somos muy desafortunados caerá sobre alguien o sobre nosotros.
Lo anterior es solo uno de una gota en un mar de ejemplos el los cuales el ruido es un  factor a considerar para prevenir diferentes accidentes y/o desastres. Anteriormente nombramos la etapa de control, y esto por que para todo buen electrónico, su proyecto deberá tener una etapa de control, ya sea análoga o digital. Esta etapa es la más vulnerable, ya que trabaja con niveles bajos de tensión, y muchas veces el ruido se presenta en niveles bajos de tensión, pudiendo producir información errónea. Claro!, no siempre es baja, también puede ser alta, como los famosos picos de tensión. El radio de ruido-a-señal describe cuánto ruido puede tolerar un circuito antes que corrompa la señal y la información válidas. 

El ruido lo podemos definir en función a como se produce y como se acopla al circuito. En general, existen 5 tipos básico de acoplamientos de ruido los cuales son:
  1. Capacitivo.
  2. Inductivo.
  3. Conductivo.
  4. Frecuencia de radio.
  5. Impedancia común.

Acoplamiento Capacitivo.

Nos referimos al ruido electrostático y es un efecto basado en el voltaje. La descarga del rayo es solamente un ejemplo extremo, esta descarga puede provocar daño en los transformadores y demás circuitos eléctricos cercanos. Cualquiera de los conductores separados por un material aislante (incluyendo el aire), constituye un capacitor, en otras palabras, la capacitancia es una parte inseparable de cualquier circuito. El potencial para el acoplamiento capacitivo se incrementa cuando la frecuencia aumenta (reactancia capacitiva, la cual puede ser la resistencia al acoplamiento capacitivo, disminuye con la frecuencia,como puede verse en la fórmula: Xc =1/2πƒC

De lo anterior, vemos que el acoplamiento capacitivo  es representado por la interacción de campos eléctricos entre conductores.  Un conductor pasa cerca a una fuente de ruido (fuente perturbadora), capta el ruido y lo transporta para otra parte del circuito (víctima o fuente perturbada).  Es el efecto de capacitancia entre dos cuerpos con cargas eléctricas, separadas por un dieléctrico, o que llamamos efecto de la capacitancia mutua.

El efecto de campo eléctrico es proporcional a la frecuencia e inversamente proporcional a la distancia.


El nivel de perturbación depende de las variaciones de la tensión (dv/dt) y el valor de capacitancia de acoplamiento entre el “cable perturbador” y el “cable víctima”.

La capacitancia de acoplamiento aumenta con:
  • El inverso de la frecuencia:  La potencia para acoplamiento capacitivo aumenta de acuerdo con el aumento de la frecuencia (la reactancia capacitiva, que puede ser considerada como la resistencia del acoplamiento capacitivo, disminuye de acuerdo con la frecuencia y puede ser vista en la fórmula XC = 1/2pfC)
  • La distancia entre los cables perturbadores y víctima y la longitud de los cables que corren en paralelo.
  • La altura de los cables en relación al plan de referencia (en relación al suelo).
  • La impedancia de entrada del circuito victima (circuito de alta impedancia de entrada son más vulnerables).
  • El aislamiento del cable victima principalmente para paredes de cables fuertemente acoplados.

Técnicas para la reducción del ruido asociado con el acoplamiento capacitivo.

  • Limite de la extensión de cables corriendo en paralelo.
  • Aumente la distancia de los cables corriendo en paralelo.
  • Conecte a tierra una de las extremidades de los shields en los dos cables.
  • Reduzca el dv/dt de la señal perturbadora, aumentando el tiempo de subida de la señal, siempre que sea posible (bajando la frecuencia de la señal).
  • Envuelva siempre que sea posible el conductor o equipo con material metálico (blindaje de Faraday). 
  • Lo ideal es que cubra 100%  la parte a ser protegida y que se conecte a tierra este blindaje para que la capacitancia parásita entre el conductor y el blindaje no actué como elemento de realimentación o de crosstalk. Algunos cables poseen ya un blindaje interno para esto, como el cable UTP con blindaje. Un error habitual es que el cableador corte el blindaje restante de este cable y no lo lleve a tierra, por tal motivo no estaría protegiendo el control del acoplamiento capacitivo.
Espero que les haya gusta el tema del día de hoy. Estén pendientes que dentro de poco estaré publicado la parte #02 de este tema a través de este link donde hablaremos de acoplamiento inductivo

Para saber más acerca de este tema, en los enlaces de fuentes se encuentra toda esta información, ya que en muchos casos literalmente tome la información y la pegue acá sin editar ya que me no me pareció prudente algún cambio -pereza de resumir o reescribir-. Sin embargo respeto los derechos de autor anunciando las fuentes y diciendo que esta entrada así como otras contienen recopilación de diferentes autores sin hacer alusión a ellos solo al momento de incluir los recursos del presente.

Para ver las otras partes de este tema tan interesante ingresa al siguiente link: Fuentes de ruido eléctrico

Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz



Fuentes:
  • https://dam-assets.fluke.com/s3fs-public/2815086_6120_ENG_A_W.PDF
  • https://instrumentacionycontrol.net/efecto-de-ruido-en-los-circuitos-de-instrumentacion-criterios-para-minimizar-los-efectos/
  • http://www.trainingconsultinggroup.com/tips/detail/-como-se-acopla-el-ruido-electrico-a-dispositivos-de-medicion-y-control-acoplamiento-galvanico
  • http://www.smar.com/newsletter/marketing/index152.html
  • Articulos técnicos - César Cassiolato
  • Manuales SMAR
  • www.system302.com.br
  • www.smar.com.br
  • http://www.smar.com/brasil2/artigostecnicos/
  • http://www.electrical-installation.org/wiki/Coupling_mechanisms_and_counter-measures
  • EMI - Interferência Eletromagnética, César Cassiolato
  • Aterramento, Blindagem, Ruídos e dicas de instalação, César Cassiolato
  • O uso de Canaletas Metálicas Minimizando as Correntes de Foucault em Instalações PROFIBUS, César Cassiolato
  • Ruídos e Interferências em instalações Profibus, César Cassiolato
  • Pesquisas en internet









Estén pendientes de mi canal, de mi blog y de mi pagina de Facebook para más contenido.