04 novembre 2006

Scusate il disturbo

Milano, capitale morale del rumore. Ho cominciato ad ascoltare le stazioni lontane verso la metà degli anni settanta, a Milano, non in pieno centro ma neanche troppo in periferia. Allora molti amici di radio vivevano in città medio grandi e anche se già in quegli anni le cose migliori si ascoltavano in campagna (chissà perché ci abbiamo messo un poco a capire che lungo le coste gli ascolti sono i migliori in assoluto, per gli effetti di enhancement delle superfici marine), la stessa Milano non era malaccio. E' qui, da un quarto piano di una strada trafficatissima e dove transitava perfino un filobus, che ho mosso i primi passi nell'ascolto delle onde medie, beccando diverse stazioni sotto gli 800 kHz che oggi sarebbero difficili da sentire anche nell'Europa del nord.
Poi nelle case dei miei vicini sono arrivati i segni del benessere della Milano da bere. Videoregistratori, regolatori elettronici di lampade alogene, ogni sorta di apparecchio elettricamente rumoroso. Fino al definitivo trionfo dei telefonini e degli altri apparecchi ricaricabili. Milioni di dispositivi alimentati da miliardi di alimentatori switched, coi loro maledettissimi DC-DC converter. Per gli utenti è più facile, un solo alimentatore può funzionare con tensioni diverse, 220 o 110 volt. Al massimo ti forniscono due o tre spine diverse. Ma intanto, l'etere delle grandi e piccole città è stato indondato da una marea di rumore, la temibile EMI, che non è una casa discografica ma la sigla di Electro Magnetic Interference.
Ci sono due tipi di EMI, in funzione di come essa si propaga. Quella irradiata, sottoforma di onde elettromagnetiche ad ampio spettro (dai 30 ai 1.000 MHz) dai circuiti e dai conduttori metallici di un apparecchio. Un tipo di interferenza che in genere può essere schermata. E la EMI condotta, quella che dal circuito di un apparecchio fluisce verso le linee dell'alimentazione o dei segnali (linee che possono raccogliere, come antenne, anche l'interferenza irradiata dall'esterno). Quest'ultima è la più subdola, perché per essere soppressa richiede dei filtri, cioè dei circuiti LC (induttanze e trasformatori) posti opportunamente tra un apparecchio da proteggere e le linee di alimentazione o di ingresso. Proteggere un apparecchio dalle EMI significa garantirne la Electro Magnetic Compatibility, cioè la capacità di funzionare senza problemi anche in presenza di EMI e senza generane esso stesso.
Quando si prende in considerazione la EMI condotta bisogna tener presente che anche lei può essere di due sottotipi: differenziale e a modo comune. Nella differenziale dobbiamo immmaginare che l'interferenza sia come una tensione variabile che entra nell'apparecchio disturbato come una seconda tensione di alimentazione. La corrente fluisce solo tra le due linee di alimentazione e non torna a terra. Nella EMI condotta di modo comune, ci sono due correnti che fluiscono da ciascuna linea verso terra e da questa ritornano verso la sorgente del rumore. Se la prima delle due EMI richiede dei filtri soppressori, la seconda richiede le cosiddette common mode chockes, dei trasformatori che "strozzano" le correnti di modo comune e non permettono loro di entrare e disturabare un apparecchio.
Questo delicato argomento è stato affrontato l'altro giorno sulla lista dei radiofaristi, NDBlist, da cui ho ricavato due link a un documento prezioso e a una pagina di teoria molto chiara e compatta. Il documento è stato scritto da un radioamatore americano che racconta del suo capillare intervento di sopressione dei disturbi nella sua abitazione attraverso l'installazione di chokes su ciascuna sorgente e apparecchio "vittima". L'articolo, scritto da Chuck Counselman si trova sul sito dell'associazione Yankee Clipper Contest Club. Con esso fa il paio il sito di un costruttore di induttanze e trasformatori, la Butler Winding, che al capitolo presenta due ottimi sottocapitoli sulle Inductors-Chokes and ReactorsCommon Mode Chokes e la Common Mode Theory.
Di mio aggiungo una application note della Astec che inquadra ancora meglio gli aspetti teorici della EMI. Non perdetevi l'articolo di Chuck, sembra un autentico giallo alla ricerca del rumore colpevole. Temo che per installare tutte le choke descritte, ci saranno voluti i capitali sufficienti a trasferirsi su una piccola isola EMI-free.

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