¿Cuántos µA en modo común superan CISPR 32 clase B?

Se suele decir que unos pocos microamperios de corriente en modo común en un cable bastan para suspender un ensayo de emisión radiada. Este artículo pone números a esa afirmación con el modelo de cable corto (dipolo de Hertz) y los límites de CISPR 32 clase B, y convierte el resultado en una lectura que se puede comprobar con una pinza de corriente antes de ir al laboratorio.

El modelo

Para un cable mucho más corto que la longitud de onda (L < λ/10) por el que circula una corriente en modo común I, el campo máximo sobre un plano de masa a una distancia r es aproximadamente E = 1,257 × 10⁻⁶ · f · L · I / r, con f en Hz, L y r en metros e I en amperios. El factor ya incluye la reflexión en el suelo (×2) de un emplazamiento en campo abierto o de una cámara semianecoica. Como E crece con la frecuencia y la longitud del cable, la misma corriente es mucho más perjudicial a 200 MHz que a 30 MHz mientras el cable sea eléctricamente corto.

Ejemplo: cable de 1 m a 30 MHz

Tomemos un cable USB o de alimentación de 1 m y el límite de CISPR 32 clase B a 10 m, que es de 30 dBµV/m (cuasipico) de 30 a 230 MHz, es decir, 31,6 µV/m. A 30 MHz la longitud de onda es de 10 m, así que un cable de 1 m es exactamente λ/10 y el modelo sigue siendo válido. Despejando la corriente: I = E · r / (1,257 × 10⁻⁶ · f · L) = 31,6 × 10⁻⁶ × 10 / (1,257 × 10⁻⁶ × 30 × 10⁶ × 1) ≈ 8,4 µA.

Es decir, unos 8,4 µA (18,5 dBµA) de corriente en modo común en un metro de cable alcanzan el límite de clase B. Con el margen habitual de 6 dB, el objetivo es de unos 4,2 µA (12,5 dBµA).

Cómo cambia la corriente admisible con la frecuencia y la longitud

Como el modelo solo vale para cables eléctricamente cortos, la longitud útil disminuye al subir la frecuencia. En la tabla cada caso se mantiene en λ/10 o menos.

Valores calculados con E = 1,257 × 10⁻⁶ · f · L · I / r incluyendo la reflexión en el suelo. Por encima de λ/10 el cable real se comporta como una antena resonante y el modelo deja de ser fiable.

La fila de 3 m da casi la misma corriente que la de 10 m porque el límite a 3 m es 10 dB más alto y la relación de distancias 10/3 equivale a unos 10,5 dB. Por eso funciona la regla práctica de convertir entre límites a 3 m y a 10 m con 10 dB para fuentes en campo lejano.

Convertirlo en una comprobación con pinza de corriente

Una pinza de corriente que abraza todo el cable lee directamente la corriente en modo común: I (dBµA) = lectura del receptor (dBµV) − impedancia de transferencia Z_T (dBΩ). Con una pinza cuyo certificado de calibración indica Z_T = 15 dBΩ a 30 MHz, los 8,4 µA del límite (18,5 dBµA) corresponden a una lectura del receptor de 33,5 dBµV. Con 6 dB de margen, conviene quedarse en 27,5 dBµV o menos.

• Abrace el cable completo (todos los conductores y la pantalla) para que las corrientes en modo diferencial se anulen y solo se mida la corriente en modo común.
• Desplace la pinza a lo largo del cable y anote la lectura máxima; las ondas estacionarias hacen que la corriente dependa de la posición.
• Use el valor de Z_T de cada frecuencia según los datos de calibración de su propia pinza, no un único valor nominal.
• Use el mismo detector y ancho de banda que en el ensayo final (RBW de 120 kHz, pico para un barrido rápido) para que la comparación tenga sentido.

Qué indica esto sobre las correcciones

Las corrientes de microamperios son minúsculas frente a los miliamperios que circulan por el circuito, así que provienen de pequeños desequilibrios: una conexión a masa con unos pocos nanohenrios de inductancia, una pantalla conectada con un pigtail o la falta de un filtro en el conector. Una ferrita de pinza que añade unos 100 Ω de impedancia en modo común a 30 MHz puede reducir la corriente varias veces cuando la impedancia de la fuente es baja, y suele ser la forma más barata de recuperar los 6 dB. Confirme el resultado con la pinza y vuelva a comprobar el margen respecto al límite incluyendo la incertidumbre de medida.