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EDA/SW/T&M
EMC
La compatibilità elettromagnetica si studia invece nel dominio
delle frequenze. Grazie a Fourier un segnale periodico (ma an-
che uno non periodico) come un clock si può rappresentare
nel dominio delle frequenze attraverso il suo spettro. Un’onda
quadra ha come spettro, per citare un esempio facile, ma molto
comune, una serie di linee spettrali alla frequenza fondamen-
tale e alle sue armoniche dispari con ampiezza linearmente
decrescente. Se sull’analizzatore compaiono armoniche pari
significa che l’onda non è perfettamente quadra e lo spettro
aiuta anzi il progettista a migliorare la forma d’onda quadra
nel tempo del clock.
La rappresentazione tramite lo spettro è molto conveniente
perché i requisiti di test sono espressi per le emissioni come
curve massime di livello delle linee spettrali (dBµV) su tutta la
banda di misura della prova anche le prestazioni dei compo-
nenti, filtri, schermi, choke, capacità e così via, sono rappre-
sentate in confronto con la variabile indipendente frequenza.
SI ed EMC si esprimono in forme molto diverse, ma sono le
due facce di una stessa medaglia come l’esempio circuitale
della figura dovrebbe illustrare in modo molto semplice.
Nel circuito si considera l’effetto della commutazione del-
la porta 1 da ON a OFF. Le capacità della pista uscente da 1
generano all’atto della commutazione un impulso di corrente
che le può scaricare con il percorso indicato dalla freccia. Il
segnale presenta undershoot e ringing per la risonanza a Q
elevato tra capacità C ed induttanza L.
L’impulso si ripete a ogni transizione da ON a OFF e cioè alla
frequenza del clock e ha due effetti, uno di SI e uno di EMC:
A.
la porta 2, avendo una impedenza comune con il circuito di
scarica nella induttanza L del piano di massa tra i punti A e
B del medesimo, potrebbe a seguito del disturbo impulsivo
(V = Ldi/dt può raggiungere livelli di Volt con L non minimo
e dt molto piccolo) cambiare stato con un evidente proble-
ma inaccettabile di SI;
B.
il conduttore AG – potrebbe trattarsi dello schermo di un cavo
collegato alla massa in A – è eccitato dalla stessa tensione V
= L di/dt con i corrente di ritorno nella massa che, per defi-
nizione, è il percorso di ritorno dei segnali digitali e potrebbe
irradiare alle frequenze dello spettro del clock. Il disturbo im-
pulsivo ha all’incirca la forma di un triangolo di durata pari
alla transizione da ON a OFF e pertanto molo rapida in un in-
tegrato di ultima generazione. Le componenti spettrali dell’im-
pulso triangolare cadono alle stesse frequenze del clock ad
onda quadra, con andamento in frequenza non uguale, ma