interferencia conducida

La interferencia conducida es ruido eléctrico no deseado que llega a un dispositivo viajando directamente a través de caminos conductivos, típicamente líneas de suministro de energía, cables de señal o conexiones a tierra. A diferencia de la interferencia radiada, que se acopla a través del campo electromagnético en el espacio, la interferencia conducida viaja físicamente por el cableado que conecta los componentes. Entra por los mismos conductores destinados a transportar señales o energía útiles, lo que la hace insidiosa porque el ruido y la señal deseada comparten el mismo camino físico.

Las fuentes son concretas y generalizadas en entornos industriales. Las fuentes de alimentación conmutadas generan ruido de conmutación de alta frecuencia, desde decenas de kilohercios hasta megahercios. Los variadores de frecuencia producen armónicos y transitorios durante el control del motor. Los contactores de relé crean picos de voltaje agudos al conmutar cargas inductivas. La acción de conmutación en cualquier circuito inductivo grande, desde bobinas de solenoide hasta secundarios de transformadores, produce di/dt (tasa de cambio de corriente) que se acopla a los conductores adyacentes. Estas fuentes de ruido se inyectan directamente en la red común de distribución de energía, contaminando cada dispositivo conectado a ella.

La interferencia conducida se manifiesta de manera diferente según la frecuencia y la sensibilidad del circuito. Los componentes de baja frecuencia (50 Hz a unos pocos kilohercios) pueden causar errores de lógica digital, parpadeo en pantallas analógicas o ruido de fase en osciladores de precisión. Los componentes de mayor frecuencia pueden desmodularse en señales de audio o instrumentación, produciendo zumbidos audibles, errores de medición o disparos falsos en circuitos de control. Los instrumentos de medición sensibles, los equipos de audio y los circuitos analógicos de precisión son los más vulnerables. Un convertidor analógico-digital de 12 bits puede ver sus bits más bajos corrompidos por el ruido conducido mucho antes de que la interferencia sea audible como zumbido.

Separación y filtrado

La mitigación práctica comienza con la separación de fuentes: pase los cables de alimentación y los cables de señal por conductos separados cuando sea posible, y agrupe los conductores por función en lugar de colocar todo en un solo haz. Los núcleos de ferrita en los cables, los choques en las líneas de alimentación y el filtrado LC de múltiples etapas en los rieles de suministro atenúan la interferencia conducida en la fuente y en los puntos de entrada. La conexión a tierra en estrella, donde todas las tierras de señal referencian un solo nodo en lugar de extenderse a través de una malla, evita que las corrientes de bucle de tierra transporten ruido por todo el sistema. El filtrado de entrada en los pines de alimentación del dispositivo, a menudo un condensador cerámico de 100 nF más un electrolítico de 10 microfaradios o más, capta el ruido de alta frecuencia antes de que llegue a los circuitos internos.

Estándares industriales como EN 61000-4-4 especifican niveles de prueba para la inmunidad conducida, inyectando perturbaciones calibradas directamente en las líneas de alimentación y señal para verificar la robustez del equipo. Los equipos clasificados para entornos industriales deben tolerar transitorios rápidos de 4 kV en las fuentes de alimentación y varios cientos de voltios de inyección de RF en las líneas de señal de bajo voltaje. Los equipos diseñados para uso de oficina suelen estar clasificados solo para 2 kV o menos, razón por la cual los dispositivos de grado industrial cuestan más pero siguen siendo fiables cerca de arrancadores de motor y variadores de frecuencia donde los equipos de grado de oficina fallan.