Radiotaajuushäiriöt

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Matkapuhelimen aiheuttama häiriö kaiuttimen äänessä

Radiotaajuus- eli RF-häiriöt ovat sähkömagneettisen säteilyn tai induktion aiheuttamia häiriötä sähköisissä laitteissa tai sovelluksissa. Lähteinä RF-häiriöille toimivat käytännössä mitkä tahansa korkeataajuuksisia sähkövirtoja tai jännitteitä sisältävät laitteet, sekä tietyt luonnonilmiöt ja taivaankappaleet, kuten revontulet ja aurinko.

RF-häiriöt voivat heikentää sähkölaitteiden toimivuutta tai aiheuttaa vikatiloja ja virheitä, joiden voimakkuus riippuu käytännössä häiriötä vastaanottavan piirin suojauksesta. Yleensä tehokkain keino suojautua RF-häiriöiltä on koteloida häiriöille alttiit osat tiiviillä metallikuorella.[1]

Häiriötyypit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Häiriöt voidaan jakaa laajakaistaisiin ja kapeakaistaisiin häiriöihin, sekä luokitella jatkuviin ja impulssimuotoisiin häiriöihin. Analogiset piirit ovat usein herkkiä jatkuville, tasaisille häiriöille (esimerkiksi sähköverkon aiheuttamat häiriöt), kun taas digitaaliset järjestelmät ovat alttiita voimakkaille impulssimuotoisille häiriöille, transienteille. [2] Kapeakaistaisia häiriöitä voivat aiheuttaa esimerkiksi tv- ja radiolähetykset sekä langaton puhelinliikenne. Näissä tapauksissa häiriöiden taajuudet ovat keskittyneet hyvin kapealle taajuuskaistalle. Laajakaistaisia häiriöitä taas aiheuttavat mm. digitaalijärjestelmien transientit, auringon häiriöt ja hakkuriteholähteet. Tällaiset lähteet tuottavat paljon eri taajuusalueiden häiriöitä, joita voi olla erittäin vaikea saada poistettua häiriintyvän järjestelmän signaaleista.[3]

Häiriöt eri radiotekniikoissa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Häiriöt ovat ongelmallisempia vanhemmassa radiotekniikassa, kuten analogisessa amplitudimodulaatiossa, missä ei ole mitään tapaa erottaa ei-toivottuja signaaleja halutusta signaalista. Uudemmissa radiojärjestelmissä on useita parannuksia, jotka lisäävät valikoivuutta, eli radiovastaanottimen kykyä ottaa vastaan vain ne signaalit joille radio on viritetty (kuten tietty radiokanava). Samalla ne hylkivät muita taajuuksia, jotka ovat asetetun taajuuden lähellä.

Digitaalisissa radiojärjestelmissä, kuten Wi-Fi:ssä, pystytään käyttämään virhekorjaustekniikoita. Hajaspektri- ja FHSS-tekniikoita voidaan käyttää sekä analogiseen, että digitaaliseen signaaliin kasvattamaan häiriönsietoa.

Häiriö kuluttajalaitteissa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Monimutkaisia elektroniikkapiirejä löytyy lähes kaikista laitteista, joita käytetään kotona. Modernit sulautetut järjestelmät (mikroaaltouunit, jääkaapit, pesukoneet ym.) voivat sisältää huomattavan paljon erilaista hieno- ja tehoelektroniikka, jotka voivat sekä lähettää häiriöitä että vastaanottaa niitä. Radiopuhelimet, hakulaitteet ja kaapeli-tv ovat potentiaalisia RF-häiriöiden ja elektromagneettisen interferenssin lähteitä. Muita mahdollisia häiriön lähteitä ovat esimerkiksi ovikellot, leivänpaahtimet, sähköpeitot, lämpötyynyt ja kosketuksella toimivat lamput. Toisiaan liian lähellä olevat kuvaputkitelevisiot tai tietokoneen näytöt saattavat aiheuttaa toisilleen sumentumisefektin johtuen katodisädekuvaputken sähkömagneettisista ominaisuuksista. 2,4 GHz taajuudella toimivat laitteet ovat hyvin yleisiä. Wlan-verkot 802.11b ja 802.11g, monet Bluetooth-laitteet, vauvapuhelimet, langattomat kotipuhelimet sekä mikroaaltouunit toimivat 2.4GHz taajuudella, ja tällaiset laitteet saattavat häiritä toistensa toimintaa. Sähkömoottorit, lamput, virtalähteet jne. aiheuttavat kaikki elektromagneettista häiriötä etenkin suurilla, yli ampeerin virroilla toimiessaan. Erityisesti hakkuriteholähteet aiheuttavat usein laajakaistaisia ja voimakkaita häiriöitä, mutta niiden kehittyessä tähän ongelmaan on kiinnitetty huomiota ja nykyisin hakkuriteholähteiden lähettämät häiriöt ovat vähentyneet huomattavasti. [4]

Historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Radiotaajuushäiriöt on tunnettu radion alkuajoista lähtien, ja niitä on jatkuvasti yritetty vähentää ja hallita. Vuonna 1933 International Electrotechnical Commission (IEC) perusti CISPR –osaston vastaamaan RF-häiriöistä. Laitos vastaa häiriöihin liittyvistä mittaus- ja testausmenetelmistä. Se myös asettaa suositellut rajoitukset haitallisen RF-säteilyn määrälle. Nämä rajoitukset ovat nykyisten säädösten perustana. Vuonna 1973 digitaalisten järjestelmien kasvun seurauksena Yhdysvaltain telehallintavirasto (FCC) sääti rajoitukset elektromagneettisille päästöille. Rajoitukset perustuivat CISPR:n suosituksiin.

1980-luvun puolivälissä Euroopan Unionin jäsenet ottivat käyttöön yleisen standardin RF-häiriöiden mittaamiseen ja rajoitukseen. Standardi luotiin, jotta kaupankäynti laitteilla saatiin mahdolliseksi. Tärkein standardi oli EMC-direktiivi 2014/30/EU, joka koskee kaikkia laitteita, jotka voivat aiheuttaa elektromagneettisia häiriöitä. Näin saatiin nostettua laitteiden laatua, sillä eri laitteet pystyivät toimimaan keskenään ongelmattomammin. Direktiiviä on uusittu 2004 ja 2014.[5][6]

Standardit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

International Electrotechnical Commissionin (IEC) CISPR-komitea säätää kansainväliset standardit koskien säteileviä ja johtuvia radiotaajuushäiriöitä. Nämä standardit ovat alueellisten säädösten perustana. Euroopassa standardeista vastaa Cenelec (European committee for electrotechnical standardisation).

Katos myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Meet EMI Standards For Electronic Systems Electronic Design. 1998. Viitattu 25.2.2017.
  2. http://www.ce-mag.com/archive/2000/novdec/fiori.html [vanhentunut linkki]
  3. Radio Frequency Interference – And What to Do About It Radio-Sky Journal. 2001. Viitattu 25.2.2017.
  4. Koponen, Antti: Taajuusmuuttajien käytön ongelmakohdat kiinteistöautomaatiossa. diplomityö. Teknillinen korkeakoulu, 2007. Teoksen verkkoversio (PDF) (viitattu 3.10.2012).
  5. EMC – Sähkömagneettinen yhteensopivuus Tukes. Viitattu 25.2.2017.
  6. Direktiivi 2014/30/EU sähkömagneettista yhteensopivuutta koskevan jäsenvaltioiden lainsäädännön yhdenmukaistamisesta EU. 2014. Viitattu 25.2.2017.