INDUSTRIAL ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY
Anno accademico 2018/2019 - 2° annoCrediti: 6
SSD: ING-IND/31 - Elettrotecnica
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 100 di studio individuale, 35 di lezione frontale, 15 di esercitazione
Semestre: 1°
ENGLISH VERSION
Obiettivi formativi
La compatibilità elettromagnetica industriale si basa sullo studio degli effetti dei campi elettromagnetici generati dai dispositivi elettrici ed elettronici e sulla progettazione di sistemi per ridurre il loro impatto sui dispositivi stessi, su altri dispositivi o su esseri umani.
Lo scopo del corso è quello di introdurre gli studenti ai modelli analitici e agli aspetti tecnici legati alla compatibilità elettromagnetica (EMC): emissioni irradiate e condotte, diafonia, schermatura elettromagnetica, requisiti europei per i prodotti commerciali, misure per la verifica della conformità, progettazione di un sistema elettromagneticamente compatibile.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali su argomenti di teoria svolte tramite videoproiettore. Laboratorio CAD con l'utilizzo di software di simulazione numerica.
Prerequisiti richiesti
Oltre alle conoscenze pregresse di analisi matematica, fisica, elettrotecnica ed elettronica, si considerano acquisiti i concetti studiati nel corso di “Numerical Methods for Electromagnetic Fields and Circuits”.
Frequenza lezioni
Non obbligatoria.
Class attendance is not compulsory.
Contenuti del corso
Introduzione alla compatibilità elettromagnetica.
Requisiti di compatibilità elettromagnetica per sistemi elettronici.
Richiami di elettromagnetismo.
Teoria dei campi elettromagnetici. Linee di trasmissione. Antenne. Introduzione al metodo degli elementi finiti.
Applicazioni alla progettazione con vincoli di compatibilità elettromagnetica.
Comportamento non ideale dei componenti. Spettri dei segnali. Emissioni irradiate e suscettività. Emissioni condotte e suscettività. La diafonia. Schermature. Scariche elettrostatiche. Progetto di sistemi elettromagneticamente compatibili.
Esercitazioni.
Esercitazioni di calcolo numerico. Prove di laboratorio.
Testi di riferimento
- Paul Clayton R., Introduction to ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY 2nd ed.,WILEY.
- Paul Clayton R., COMPATIBILITA' ELETTROMAGNETICA, HOEPLI Ed.
- Materiale didattico fornito dal docente (disponibile su Studium).
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Introduction to Electromagnetic Compatibility (EMC) | 1): cap. 1 |
| 2 | EMC Requirements for Electronic Systems*. | 1): cap. 2 2): cap. 2 |
| 3 | Electromagnetic fields theory. | 3): Material provided by the lecturer. |
| 4 | Transmission Lines and Signal Integrity. | 1): cap. 4 |
| 5 | Antennas*. | 1): cap. 7 |
| 6 | Introduction to the Finite Element method for simulating 3-D full-wave electromagnetic fields. | 3): Material provided by the lecturer. |
| 7 | Non-ideal Behavior of Components*. | 1): cap. 5 |
| 8 | Signal Spectra | 1): cap. 3 |
| 9 | Radiated Emissions and Susceptibility*. | 1): cap. 8 |
| 10 | Conducted Emissions and Susceptibility*. | 1): cap. 6 |
| 11 | Crosstalk. | 1): cap. 9 |
| 12 | Shielding*. | 1): cap. 10 |
| 13 | Electrostatic discharges. | 2): cap. 12 |
| 14 | System Design for EMC. | 1): cap. 11 |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame consiste in una prova orale.
Oral exam.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Transmission Lines and Signal Integrity: ringing and clock skew.
Antennas: effects of balancing and baluns.
Nonideal Behavior of Components: inductors, common mode choke.
Radiated Emissions: simple emission models for wires and PCB lands.
Conducted emissions: line impedance stabilization network.
Crosstalk: shielded wires.
Shielding effectiveness: near-field sources.
Electrostatic Discharge (ESD): susceptibility to ESD fields.