EMI - INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA

GERADA PELO COMPUTADOR

FAÇA UM FILTRO PARA A FONTE DE ALIMENTAÇÃO

Meu computador apresentava forte interferência no rádio. Em 40m, estando o computador a 1 metro de distância do rádio, e esse com uma antena dipolo com cabo coaxial, puder detectar dois tipos de interferência:

1 - Um sinal em cerca de 40 kHz, aparecendo em todo trecho desde 100 kHz até 30 MHz (LF, MF e HF!). Essa é a frequência do "chopper" da fonte comutada. Mesmo com o computador desligado ainda aparece pois nos computadores com fonte ATX, que podem ser desligados por software, uma parte da fonte continua ativa.

2 - Um "sopro" tipo ruído branco (switching power supply "hash" em inglês) igualmente em todo trecho mencionado. Esse segundo tipo é muito parecido com o ruído existente na própria faixa e só se descobre desligando o computador.
Eventualmente o teclado, mouse e outros acessórios também podem causar RFI, por causa dos "clocks", a caçada tem que ser feita um a um, mas a fonte do computador é a mais intensa.

Consegui resolver parcialmente o problema. Em 7 MHz e acima o ruído do computador não mais atrapalha, o ruído da faixa é mais intenso. Antes da modificação o ruído branco ("hash") ficava em S9+5 dB, agora fica em S7, e não faz diferença ligar o computador, nada se ouve dele. Em LF e MF (100kHz a 3 MHz) o ruído ainda sobressai. Em LF é bastante intenso ainda (S9 + 20 dB). Este será resolvido com um filtro externo.

Pesquisando com uma pequena bobina ligada num cabo coaxial por meio de um balun, e depois no rádio, fui xeretando o computador para descobrir por onde saia a "sujeira". Dentro do computador tem mais poluição ainda, o HD faz um ruído bem característico. Mas a fonte principal de irradiação vinha do cabo da entrada de AC, que liga o computador à tomada de AC, estando portanto fora do gabinete. O gabinete, sendo metálico, protege contra irradiação.
Abrindo a caixa da fonte de alimentação do computador, descobri que os elementos de filtragem, existentes no projeto original, simplesmente não existiam. Capacitores e choques de filtro estavam indicados na placa impressa, os indutores substituídos por "jumpers".

A filtragem requerida é para bloquear correntes em modo comum pelo cabo de alimentação AC. Para entender o funcionamento do filtro é necessário conhecer o que são correntes em modo comum e a diferença em relação a correntes em modo diferencial, e também a diferença entre transferência de energia por condução e por irradiação. O mais importante nesse caso é saber que o cabo de força funciona como se fosse um único fio, a corrente em RF tem origem na comutação muito rápida de energia elevada (essa fonte é de 500W), e a passagem dela pelo cabo provoca irradiação, o cabo funcionando como antena.
Algumas idéias importantes sobre o tema são encontradas na página sobre proteção contra RF em fontes de alimentação

ADIÇÕES:

Esquema da parte de entrada de AC.

Coloquei choques bifilares, que atenuam correntes em modo comum, e capacitores. Aproveitei para colocar um varistor R1 (tipo 10K250) para proteção no caso de transientes de alta tensão que às vezes aparecem pela linha de AC.
Coloquei 3 capacitores de 1kpF na entrada de AC. Um deles é colocado nos dois vivos, os outros dois são de cada lado da linha AC para terra. No terminal de terra da tomada de 3 pinos fiz uma nova ligação à caixa da fonte, usando malha de cabinho coaxial (pode-se usar fio grosso). Essa ligação tem que ser curta.
Intercalei ali, entre a tomada fêmea de AC e os fios que vão à placa impressa, um indutor bifilar, usando 17 espiras sobre núcleo de ferrite 43 grande que tinha. Na falta desse vale a pena experimentar com toróides ou cilindros grandes de ferrite. A indutância medida foi de 1 mH.

Na placa impressa, ainda na entrada de AC, após o fusível e resistor NTC, coloquei um capacitor C1 de 47 nF e outro choque bifilar com 17 espiras sobre núcleo FT114-43 (indutância medida 170 uH). Para substituir esse, pode-se experimentar um enrolamento bifilar sobre núcleo de ferrite (bastão ou cilindro sólido) retirado de rádio AM. Enrolar todo o comprimento e prender nas extremidades.
ATENÇÃO: os capacitores devem ser do tipo X, garantidos para se colocar na rede AC. Capacitores comuns podem explodir!

Outra coisa, usar o menor comprimento nos lides dos capacitores que for possível. Quanto menor o comprimento, melhor funcionará!

Ainda na placa, nas saídas de 12V e 5V, coloquei choques feitos com 15 espiras em núcleo FT50-43. Também coloquei um ferrite tipo "snap-on" na fiação de saída, ele é feito como um cilindro cortado ao longo do comprimento de modo a poder abraçar os fios. Acredito que ele ajude muito pouco em HF, mais em VHF, mas não verifiquei, coloquei porque estava com ele à mão, melhor ali do que na gaveta.... Aqui precisa ser um fio mais grosso pois as linhas de 5V e 12V trabalham com corrente elevada. Um fio equivalente a AWG16 já basta e pode ser de qualquer tipo, sendo o cabinho flexível mais fácil de enrolar.
As fotos mostram o serviço. Resolveu onde eu precisava de imediato mas a "limpeza" não foi total, o filtro externo deve acabar com o que restou.. Além disso,o monitor também vai necessitar uma "visita", assim como a fonte de alimentação do modem ADSL.

O QUE USAR PARA OS INDUTORES:
Utilizei núcleos que não são comuns, mas dá para substituir. Um lugar de onde se pode angariar núcleos que talvez funcionem são as próprias fontes (computador e outros aparelhos recentes) e "reatores eletrônicos" para lâmpadas fluorescentes. Núcleo de fly-back, como o utilizado na parte externa do filtro, descrita abaixo, também poderá funcionar. Vale a pena experimentar um pouco.

foto 1 - a fonte quando a abri. Notar os lugares onde "faltam" componentes.

foto 2 - Alguns dos componentes utilizados.


foto 3 - Vista já com os componentes que foram adicionados.


foto 4 - Outra vista.


foto 5 - Detalhe da nova ligação de terra para os capacitores na entrada, feita com malha de cabinho coaxial (RG-174).


FILTRO EXTERNO
Como ainda houvesse problema no trecho de 100 kHz a 3 MHz, foi feito um filtro externo, colocado no cabo de AC ao computador e bem junto deste.

ESQUEMA

IMPORTANTE: não inverter a entrada com saída, o filtro não funcionará! O filtro deve apresentar alta impedância em modo comum ao computador, por isso não deve haver capacitor ao terra do lado do computador!

Componentes:

C1, C2, C3 - 0.47 uF 250 Vac

L1 - choque bifilar feito com cerca de 76 espiras bifilares de fio 20 em núcleo de fly-back de TV ou monitor (medi 8,8 mH)

COMO ENROLAR O CHOQUE BIFILAR:
Estime o comprimento de fio necessário para 70~80 espiras. Tome o dobro desse comprimento, dobre no meio e enrole como se fosse um só fio. Não é necessário torcer os fios como se faz em em pequenos transformadores de RF. O início e o término do enrolamento são a entrada e a saída do choque.

Foto do choque caseiro

Com isso tudo, agora posso ter a recepção limpa no trecho desde 100 kHz até 30 MHz, estando o rádio ao lado do computador e a antena dipolo há 10 metros exatamente acima. Ainda há RFI do monitor, de intensidade menor e em frequências discretas, resolver isso será uma próxima batalha...