Este artículo presenta los fundamentos de EMI y describe tres pruebas simples de pre-compliance que cualquier ingeniero puede implementar en su laboratorio para evaluar el comportamiento electromagnético de un diseño.
1. Fundamentos de EMI
La EMI se refiere a cualquier señal no deseada generada por un dispositivo que puede interferir con el funcionamiento de otros equipos. Se clasifica principalmente en:
1.1 Emisiones radiadas
Son señales electromagnéticas emitidas al espacio que pueden propagarse sin necesidad de un conductor físico. Afectan sistemas cercanos y pueden generar fallas en comunicaciones o sensores.
1.2 Emisiones conducidas
Son señales indeseadas que viajan por las líneas de alimentación o interfaz (AC o DC). Se manifiestan como ruido en el rango de 150 kHz a 30 MHz, según las normas más comunes (CISPR/FCC).
1.3 Susceptibilidad o inmunidad
Evalúa qué tan resistente es un equipo al ruido externo radiado o conducido.
Los problemas de EMI suelen originarse en:
Conmutación de corriente a alta velocidad
Ruteo deficiente de PCB
Bucles de retorno grandes
Mal desacoplo de energía
Uso incorrecto de cables o blindajes
La buena práctica es identificar estos problemas antes de la certificación oficial.
2. 3 Tests Simples de Pre-Compliance
A continuación se presentan tres ensayos prácticos y económicos que permiten identificar problemas de EMI sin necesidad de equipos de laboratorio costosos.
Test 1: Escaneo de Emisiones Radiadas con Sonda de Campo Cercano
Descripción
Se utiliza una sonda de campo cercano (H-loop o E-field) junto con un analizador de espectro para detectar fuentes de ruido electromagnético directamente sobre la PCB.
Objetivos
Identificar puntos calientes de radiación en la placa.
Localizar trazas, inductores o convertidores DC-DC problemáticos.
Observar picos de emisión en bandas críticas (30 MHz – 1 GHz).
Procedimiento básico
Conectar la sonda al analizador de espectro (RBW típica: 100 kHz – 120 kHz).
Mover la sonda lentamente por la superficie de la PCB a 1–5 mm.
Registrar picos significativos y su ubicación.
Comparar:
Antes y después de modificaciones en el layout
Con diferentes configuraciones de carga
En modos de operación distintos
Ventajas
Bajo costo (sondas comerciales o impresas en casa).
Muy preciso para localizar la fuente del problema.
Test 2: Medición de Emisiones Conducidas usando LISN y Analizador de Espectro
Descripción
Las emisiones conducidas se evalúan colocando un LISN (Line Impedance Stabilization Network) entre el dispositivo y la fuente de alimentación.
Objetivos
Detectar ruido que se inyecta hacia la red o hacia cables externos.
Simular condiciones de impedancia controlada según normas CISPR.
Medir picos en el rango de 150 kHz a 30 MHz.
Procedimiento básico
Conectar el DUT (Device Under Test) al LISN.
Alimentar el LISN desde una fuente aislada.
Conectar el puerto de medición del LISN al analizador de espectro.
Registrar niveles de ruido, comparándolos con límites de referencia de pre-compliance.
Analizar el efecto de filtros EMI, ferritas y cambios en el layout.
Ventajas
Resultados cercanos a los de una prueba real.
Permite evaluar la efectividad de filtros LC y EMI.
Test 3: Pre-Compliance de Emisiones Radiadas usando Cámara Improvizada o Antena de Banda Ancha
Descripción
Consiste en evaluar emisiones radiadas a distancia, usando una antena de banda ancha (log-periodic o biconical) y un analizador de espectro.
No reemplaza un ensayo en cámara anecoica, pero permite detectar tendencias.
Objetivos
Verificar si el dispositivo excede niveles típicos de radiación.
Comparar configuraciones, distancias y orientaciones.
Evaluar cambios de firmware, modos de operación o variaciones de frecuencia.
Procedimiento básico
Colocar la antena a 1–3 metros del DUT.
Configurar el analizador de espectro:
Rango: 30 MHz – 1 GHz o más.
RBW clásico: 120 kHz.
Medir en orientaciones horizontal y vertical.
Comparar niveles con curvas de referencia no oficiales (límites relajados).
Ventajas
Muy útil para detectar problemas antes de la certificación.
Permite observar armónicos y ruido estructural del sistema.
3. Interpretación y Corrección de Problemas Comunes
Emisiones altas en frecuencias bajas (150 kHz – 10 MHz)
Convertidores conmutados
Filtros LC insuficientes
Cables largos sin ferritas
Emisiones en frecuencias intermedias (30 MHz – 300 MHz)
Trazas largas actuando como antenas
Retornos mal gestionados
Espacios en planos de referencia
Emisiones altas en GHz
Señales digitales de alta velocidad
Fallas en blindaje o conectores
Osciladores o PLL con jitter
Acciones correctivas típicas
Mejorar el desacoplo de energía (capacitores cerámicos pequeños y cercanos).
Reducir bucles de retorno.
Añadir ferritas y filtros EMI adecuados.
Asegurar planos de tierra sólidos.
Rediseñar ruteo crítico o controlar pendientes (slew rate).
4. Conclusión
Realizar pruebas de pre-compliance EMI es una de las mejores estrategias para reducir riesgos, costos y retrasos en el proceso de certificación. Con herramientas relativamente simples —sondas de campo cercano, un LISN y una antena de banda ancha— es posible identificar problemas de emisiones radiadas y conducidas de forma temprana.
Estos ensayos no sustituyen un laboratorio acreditado, pero sí permiten validar el diseño, localizar fuentes de ruido y preparar el producto para superar con éxito las pruebas oficiales de EMC.