Sähkömagneettiset häiriöt ja niiltä suojautuminen elektroniikassa
Kankaanpää, Joonas (2021)
2021
Tieto- ja sähkötekniikan kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Computing and Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-05-14
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105144995
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105144995
Tiivistelmä
Elektroniikan lisääntyminen on johtanut myös sähkömagneettisen säteilyn lisääntymiseen. Sähkömagneettisten häiriöiden aiheuttamat vahingot voivat rikkoa laitteita tai jopa vaarantaa useita ihmishenkiä. Tässä työssä selvitetään mistä sähkömagneettiset häiriöt tulevat ja miten ne kytkeytyvät piireihin. Kytkeytymistapoja tarkastellaan sekä yhteisen impedanssin että säteilyn kautta. Myös kytkeytyneen häiriön mahdollisia haittoja esitellään.
Työssä perehdytään erityisesti erilaisiin tapoihin suojata elektronisia laitteita sähkömagneettisilta häiriöiltä. Suojaustapoja tarkasteltaessa käytetään hyväksi tietoja erilaisista kytkeytymistavoista. Maadoitus ja sen käyttötavat ovat isossa roolissa piirin suojauksessa, joten niiden merkitys nousee useasti esille. Piirilevyn suunnittelusta käydään yleisten tapojen lisäksi myös harvinaisempia tapoja vaikuttaa laitteen sähkömagneettiseen yhteensopivuuteen. Erityisesti esille nostetaan piirilevyn rakenne, johdottaminen ja reunojen suojaus. Komponenttien vaikutusta tutkitaan sekä sijoittelu että käyttökohteen näkökulmasta. Lopuksi vielä käydään läpi tavat vaikuttaa jo valmiin piirin suojaamiseen, eli suojakotelointi ja johtojen valinta sekä kytkeminen.
Sähkömagneettisiin häiriöihin liittyviä viimeisimpiä tutkimuksia käydään läpi työn lopussa. Tutkimuksien kohteina ovat lähinnä erilaisten materiaalien ominaisuudet. Uudet käyttökohteet sekä lisääntynyt sähkömagneettinen säteily ovat luoneet tarvetta erilaisille suojamateriaaleille. Uudet 2D-materiaalit, joita kutsutaan MXene:iksi, kiinnostavat tutkijoita niiden hyvän suojaustehokkuuden takia.
Työssä esitetään ja pohditaan monia erilaisia tapoja suojata piirejä sähkömagneettisilta häiriöiltä. Jokaisella tavalla on omat hyvät ja huonot puolensa, joten suunnittelijan tulisi valita omaan tilanteensa sopivat suojaustavat. Viimeisempien tutkimusten mukaan suojausmenetelmät eivät itsesään ole muuttumassa, mutta suojauksessa käytettävät materiaalit saattavat vaihtua tehokkaampiin materiaaleihin.
Työssä perehdytään erityisesti erilaisiin tapoihin suojata elektronisia laitteita sähkömagneettisilta häiriöiltä. Suojaustapoja tarkasteltaessa käytetään hyväksi tietoja erilaisista kytkeytymistavoista. Maadoitus ja sen käyttötavat ovat isossa roolissa piirin suojauksessa, joten niiden merkitys nousee useasti esille. Piirilevyn suunnittelusta käydään yleisten tapojen lisäksi myös harvinaisempia tapoja vaikuttaa laitteen sähkömagneettiseen yhteensopivuuteen. Erityisesti esille nostetaan piirilevyn rakenne, johdottaminen ja reunojen suojaus. Komponenttien vaikutusta tutkitaan sekä sijoittelu että käyttökohteen näkökulmasta. Lopuksi vielä käydään läpi tavat vaikuttaa jo valmiin piirin suojaamiseen, eli suojakotelointi ja johtojen valinta sekä kytkeminen.
Sähkömagneettisiin häiriöihin liittyviä viimeisimpiä tutkimuksia käydään läpi työn lopussa. Tutkimuksien kohteina ovat lähinnä erilaisten materiaalien ominaisuudet. Uudet käyttökohteet sekä lisääntynyt sähkömagneettinen säteily ovat luoneet tarvetta erilaisille suojamateriaaleille. Uudet 2D-materiaalit, joita kutsutaan MXene:iksi, kiinnostavat tutkijoita niiden hyvän suojaustehokkuuden takia.
Työssä esitetään ja pohditaan monia erilaisia tapoja suojata piirejä sähkömagneettisilta häiriöiltä. Jokaisella tavalla on omat hyvät ja huonot puolensa, joten suunnittelijan tulisi valita omaan tilanteensa sopivat suojaustavat. Viimeisempien tutkimusten mukaan suojausmenetelmät eivät itsesään ole muuttumassa, mutta suojauksessa käytettävät materiaalit saattavat vaihtua tehokkaampiin materiaaleihin.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8430]