E.M.I. Shield e Grounding:
analisi applicata ai sistemi di cablaggio strutturato
Primo: eliminare la confusione
Pier Luca Montessoro
pierluca.montessoro@diegm.uniud.it
Nota di Copyright
Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slides) è protetto dalle leggi sul
copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alle slides (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà degli autori indicati a pag. 1.
Le slides possono essere riprodotte ed utilizzate liberamente dagli istituti di ricerca, scolastici ed universitari afferenti al Ministero della Pubblica Istruzione e al Ministero dell’Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine di lucro. In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione.
Ogni altra utilizzazione o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le
riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampate) in toto o in parte è vietata, se non esplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte degli autori.
L’informazione contenuta in queste slides è ritenuta essere accurata alla data della pubblicazione. Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzata in progetti di impianti, prodotti, reti, ecc. In ogni caso essa è soggetta a cambiamenti senza preavviso. Gli autori non assumono alcuna responsabilità per il contenuto di queste slides (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza,
applicabilità, aggiornamento dell’informazione).
In ogni caso non può essere dichiarata conformità all’informazione contenuta in queste slides.
In ogni caso questa nota di copyright non deve mai essere rimossa e deve essere riportata anche in utilizzi parziali.
Vincoli storici e pratici
Gli standard per la sicurezza elettrica sono antecedenti alle esigenze legate all’EMI
Anche per le nuove installazioni la sicurezza per le persone e la prevenzione di incendi ed esplosioni hanno la priorità sulle funzionalità dei dispositivi elettronici
Scenario
Scenario
Alimentazioni elettriche (CC, 50 Hz, 60 Hz, 400 Hz)
Segnali a frequenza molto bassa (VLF) da monitor, indicatori, ecc.
Segnali a frequenza acustica associati alla trasmissione della voce e a sistemi di
controllo
Segnali a radiofrequenza (RF), da VLF alle microonde
Segnali digitali, da frequenze audio alle RF Impulsi elettromagnetici (es. fulmini)
Scopi del “grounding”
Contenitori metallici per le apparecchiature
Rischio di
scosse elettriche
Messa a terra (earthing)
Scopi del “grounding”
Scopi del “grounding”
Spesso le apparecchiature ed i circuiti elettronici devono condividere cammini metallici che, a loro volta, possono avere diverse funzioni
Un efficace “grounding” consiste nella
realizzazione di una rete di riferimento in grado di svolgere più ruoli senza produrre EMI
Scopi del “grounding”
Scopi del “grounding”
Fornire un collegamento a bassa resistenza con la terra per fornire un cammino di
ritorno tra il guasto e la sorgente
Fornire un collegamento a bassa resistenza tra le apparecchiature elettriche/elettroniche e i vicini oggetti metallici
Scopi del “grounding”
Fornire un cammino preferenziale tra il
punto di scarica di un fulmine su un oggetto esposto e la terra
Scopi del “grounding”
Fornire un cammino di scarica delle cariche elettrostatiche prima che la differenza di
potenziale diventi alta a sufficienza da far scoccare una scintilla
Scopi del “grounding”
Fornire un piano di riferimento a bassa
impedenza comune a più circuiti elettronici Fornire un piano di riferimento alle antenne per trasmissioni a onde lunghe
Scopi del “grounding”
Spesso per i dispositivi elettronici molte di queste funzioni sono affidate al medesimo sistema di “grounding”
Spesso queste diverse funzionalità sono in
conflitto in termini di specifiche operazionali o di tecniche di realizzazione
GROUNDING?
Ground
Concetto da usare come supporto ad altri termini, esempio “ground loop” (loop di massa)
Meglio usare termini più specifici
Earth (terra)
Il terreno in cui è affossato un conduttore per la sicurezza elettrica
Permette di avere un cammino a bassa impedenza per la scarica delle correnti derivate da guasti e per i fulmini
Reference (0V di riferimento)
Qualche oggetto il cui potenziale (spesso uguale a quello della terra) è usato come riferimento per circuiti analogici e digitali, apparecchiature e sistemi
Return (conduttore di ritorno)
Uno dei due conduttori di una coppia (ad
esempio il cosiddetto “neutro”), il conduttore esterno di un cavo coassiale, o un qualsiasi altro conduttore che fornisca un cammino di ritorno (intenzionale e non accidentale) della corrente alla sorgente
Bond (collegamento delle masse elettriche)
Le tecniche usate per unire superfici
metalliche con cammini a bassa impedenza
Connection (collegamento)
Unione meccanica tra due conduttori elettrici, spesso comprensiva di conduttori intermedi come ponticelli, morsetti, ecc.
