Nhiễu và các phương pháp chống nhiễu EMC ( Tương hợp điện từ trường)

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu- Thiết bị-hệ thống phát sinh nhiễu như thế nào, thiết bị-hệ thống nhạy cảm ở mức độnào đối với nhiễu trong môi trường hoạt độn

Nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

(Tương hợp điện từ trường)

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

1 Giới thiệu chung

- Sử dụng ngày càng nhiều và rộng rãi các thiết bị điện-điện tử có kích thước ngày càng

bé, hoạt động ở tần số ngày càng cao

- Các thiết bị hoạt động ở khoảng cách ngày càng gần với các thiết bị, hệ thống khác hay nói một cách khác mật độ thiết bị trong không gian ngày một dày đặc.

- Sự phổ biến của các thiết bị truyền dẫn, giao tiếp, điều khiển không dây hoạt động ở rấtnhiều dải tần số khác nhau

Gia tăng sự tác động qua lại, giao thoa không mong muốn giữa các thiết bị-hệ thốngtrong quá trình hoạt động (tương tác điện-từ trường)

Đặt ra vấn đề cấp bách: hạn chế tối đa các tương tác điện từ trường không mong muốn,

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

- Thiết bị-hệ thống phát sinh nhiễu như thế nào, thiết bị-hệ thống nhạy cảm ở mức độnào đối với nhiễu trong môi trường hoạt động hay nói cách khác mức độ giao thoa, ảnhhưởng và tác động của điện từ trường từ thiết bị-hệ thống này sang thiết bị-hệ thốngkhác và ngược lại chỉ được phát hiện ra cũng như xác định được chính xác cho đến khiđưa thiết bị-hệ thống vào hoạt động thử nghiệm (khâu cuối cùng trong quá trình sản xuất) Do đó để khắc phục, hạn chế các ảnh hưởng này thường kéo theo các thành phần, chitiết phải bổ sung làm thiết bị-hệ thống trở nên cồng kềnh, kém tin cậy và tốn kém chi phí

- Mỗi quốc gia, khu vực đều có các bộ tiêu chuẩn, giới hạn về điện từ trường phát ra củacác thiết bị do đó sẽ là không đảm bảo tính hợp pháp khi đưa một thiết bị-hệ thống ra thịtrường mà không tuân thủ, phù hợp các tiêu chuẩn này

Cần đặc biệt chú ý đến các vấn đề liên quan đến tương tác điện từtrường không mong muốn cũng như các tiêu chuẩn của thị trường khinghiên cứu, chế tạo sản phẩm ngay từ khâu đầu tiên của quá trình sảnxuất là thiết kế

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

2 Các thành phần trong tương hợp điện từ trường

- Thông thường khi chúng ta xem xét, nghiên cứu các vấn đề tương hợp điện từ trườngthì với mỗi trường hợp đều có 3 thành phần sau:

+ Nguồn gây nhiễu ( hay đối tượng sinh nhiễu, nguồn phát, nguồn nguy hiểm) : như tên

gọi của nó đây chính là nguồn phát sinh ra điện từ trường có khả năng tác động lên cácđối tượng khác, gây ra nhiễu cho các đối tượng khác khi hoạt động

+ Đối tượng bị nhiễu ( hay đối tượng thu nhiễu, nguồn thu, nạn nhân bị tác động) : đây là

đối tượng, thành phần thu nhận hay có chịu sự tác động, giao thoa với điện từ trườngphát ra từ nguồn gây nhễu

+ Đường liên kết ( phương thức liên kết, truyền dẫn) : đây là đường truyền tín hiệu điện

từ trường từ nguồn gây nhiễu sang đối tượng bị nhiễu

Nguồn gây nhiễu

Đường liên kết

Đối tượng

bị nhiễu

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

Mô hình : Nguồn gây nhiễu – Đường liên kết – Đối tượng bị nhiễu

Từ mô hình này thấy rằng để ngăn chặn các ảnh hưởng, giao thoa điện từ trường khôngmong muốn chúng ta có thể thực hiện theo những cách sau:

+ Loại trừ sự phát sinh điện từ trường gây ảnh hưởng từ nguồn gây nhiễu.

+ Cắt đứt hoặc làm giảm tính hiệu quả trong việc truyền dẫn tín hiệu của đường liên kết + Làm cho đối tượng bị nhiễu không bị ảnh hưởng bởi tín hiệu nhiễu truyền tới.

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

- Trong 3 phương pháp trên thì phương pháp loại trừ sự phát sinh nhiễu từ nguồn là cáchthức luôn được mong muốn có thể thực hiện được nhất Tuy nhiên điều này không phảilúc nào cũng có thể ví dụ như khi thiết bị được thiết kế để phát ra các sóng điện từ mộtcách có chủ ý

-Trong mô hình 3 thành phần nguồn gây nhiễu – đường liên kết – bộ phận bị nhiễu thì rõràng là bộ phận bị nhiễu là thành phần dễ xác định nhất bởi vì dưới ảnh hưởng của nhiễu

nó hoạt động không bình thường Nguồn gây nhiễu thường xác định được từ việc xem xét

nó hoạt động không bình thường Nguồn gây nhiễu thường xác định được từ việc xem xétloại giao thoa đang gây ảnh hưởng đến hoạt động không bình thường của bộ phận bịnhiễu

-Thành phần được quan tâm nhiều nhất và cũng khó xác định chính xác nhất là đườngliên kết giữa nguồn gây nhiễu và bộ phận bị nhiễu Trong nhiều trường hợp đường liênkết có thể gồm nhiều cách khác nhau mà điện từ trường có thể truyền từ nguồn gâynhiễu sang đối tượng bị nhiễu hay nói một cách khác là rất phức tạp

- Đường liên kết : chia ra 4 kiểu liên kết

+ Liên kết kiểu truyền dẫn : liên kết kiểu này hình thành khi giữa nguồn gây nhiễu và đối

tượng bị nhiễu có liên kết với nhau bởi vật dẫn ( Ví dụ: giắc kết nối, cáp liên kết, vòngkhép kín qua nối đất, vỏ kim loại của thiết bị vv)

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

+ Liên kết bằng sóng điện từ : liên kết giữa nguồn gây nhiễu và đối tượng bị nhiễu qua

không gian hoặc trong một số trường hợp là qua trung gian một vật không dẫn Liên kếtkiểu này thường xảy ra với khoảng cách giữa nguồn và đối tượng bị nhiễu lớn, cỡ vàibước sóng trở lên Do khoảng cách lớn như vậy nên trong liên kết kiểu này, nguồn gâynhiễu sẽ không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt hay không của đối tượng bị nhiễu hay nóicách khác là ảnh hưởng chỉ 1 chiều từ nguồn đến đối tượng bị nhiễu

+ Liên kết bởi từ trường: liên kết kiểu này gần tương tự với liên kết bằng sóng điện từ

nhưng là ở khoảng cách gần ( trường gần) và ở liên kết dạng này thì từ trường đóng vaitrò chủ đạo tạo nên liên kết Và do khoảng cách gần hơn nên trong liên kết bởi từ trườngthì sự có mặt của đối tượng bị nhiễu có những tác động nhất định trở lại lên nguồn gâynhiễu hay có thể nói là tương tác 2 chiều

+ Liên kết bởi điện trường: liên kết kiểu này gần tương tự với liên kết bằng từ trường (

trường gần) nhưng ở liên kết dạng này thì điện trường đóng vai trò chủ đạo tạo nên liênkết

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

3 Phân loại nhiễu và tương tác

Trong thực tế thì các loại nhiễu và tương tác có thể có là không thể xác định đầy đủ vàchính xác hay nói các khác là vô số Tuy nhiên các loại nhiễu phổ biến của hệ thống điện-điện tử có thể chia ra 2 loại lớn là nhiễu ngoại và nhiễu nội như sau:

+ Nhiễu ngoại: là loại nhiễu mà nguồn gốc của nó xuất phát từ bên ngoài đối tượng bị

nhiễu và có thể chia ra 3 loại chính

- Nhiễu khí quyển: sinh ra bên trong bầu khí quyển trái đất ví dụ các hiện tượng phóng

điện, sét Đây là các quá trình diễn ra rất nhanh, gây ra các xung điện từ cường độ mạnhvới dải biến thiên lớn, lan truyền qua không gian rộng

- Nhiễu ngoài khí quyển: sinh ra từ bên ngoài bầu khí quyển trái đất và thường xếp vào 2

loại khác nhau là nhiễu mặt trời và nhiễu vũ trụ

- Nhiễu do con người tạo ra: các loại nhiễu có nguồn gốc do con người tạo ra thường

nằm trong dải tần số từ 1 MHz đến 600 MHz và được xếp vào 2 loại chính sau đây

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

Các sóng điện từ có mục đích ( có chủ ý): các sóng điện từ này phát ra từ các thiết bị

được thiết kế để sinh ra các sóng như vậy trong quá trình hoạt động ( ví dụ như các trạmra-đa, các cột thu-phát sóng, các thiết bị điều khiển từ xa, điện thoại di động, bộ đàm vv).Các sóng này có thể gây ảnh hưởng hoặc tạo nên hiện tượng giao thoa với các hệ thốngthiết bị điện tử khác

Các sóng điện từ ngẫu nhiên ( không có chủ ý): các sóng điện từ này phát ra từ các thiết

bị được thiết kế hoạt động và không sinh ra các sóng điện từ Tuy nhiên các thiết bị nàyvẫn sinh ra các sóng điện từ trong quá trình hoạt động ( ví dụ như các thiết bị điện tử số,các động cơ, các rơ-le và thiết bị đóng/ngắt mạch vv) Các thiết bị hoạt động với sóngđiện từ có chủ ý cũng có thể sinh ra các sóng điện từ ở tần số khác với tần số hoạt độngthông thường của nó và trở thành nguồn nhiễu ngẫu nhiên

+ Nhiễu nội: là loại nhiễu mà nguồn gốc của nó xuất phát từ chính các thành phần, linh

kiện cấu tạo nên đối tượng bị nhiễu Nhiễu nội được chia ra 3 loại chính

- Nhiễu nhiệt: là loại nhiễu sinh ra do chuyển động của các điện tử trong các linh kiện

- Nhiễu hạt: là loại nhiễu xuất hiện trong các linh kiện bán dẫn Loại nhiễu này là kết quả

của việc sinh ra ngẫu nhiên các cặp điện tử-lỗ trống chuyển động xuyên qua hàng ràohàng rào thế năng Do sự sinh ra và chuyển động của các cặp điện tử - lỗ trống này dẫnđến sự thay đổi của dòng điện chính chạy qua linh kiện

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

- Nhiễu tiếp xúc: là loại nhiễu sinh ra do tiếp xúc không hoàn hảo của các vật liệu dẫn

điện làm cho điện dẫn tại chỗ tiếp xúc thay đổi, không ổn định, kết quả là dòng điện cũngthay đổi

4 Tương thích điện từ trường (EMC)

- Tương thích điện từ trường là khả năng của một hệ thống có thể hoạt động một cách bình thường trong môi trường điện từ trường xung quanh nó và bản thân nó trong quá trình hoạt động không trở thành một nguồn gây nhiễu điện từ trường.

-Một hệ thống thỏa mãn tương hợp điện từ trường phải đảm bảo các yêu cầu sau đây:

+ Không gây ảnh hưởng đến hoạt động của các hệ thống khác

+ Không bị ảnh hưởng đến hoạt động bình thường bởi nhiễu sinh ra từ các hệ thống khác.+ Không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của chính bản thân nó

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

+ Không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của chính bản thân nó

- Trong 3 yêu cầu trên thì yêu cầu thứ 3 thường được chú ý đến đầu tiên vì nếu một hệ

thống không thể hoạt động một cách bình thường, ổn định do nhiễu sinh ra hoặc khôngtương thích giữa các thành phần, linh kiện cấu tạo nên nó thì coi như bỏ đi

- Chúng ta thường xem xét EMC theo các mô hình về mức độ phát bức xạ điện từ và độ

nhạy cảm với các bức xạ điện từ ; mức độ phát sinh nhiễu truyền dẫn và độ nhạy cảm vớinhiễu truyền dẫn như các hình vẽ minh họa sau :

- Chúng ta thường xem xét EMC theo các mô hình về mức độ phát bức xạ điện từ và độ

nhạy cảm với các bức xạ điện từ ; mức độ phát sinh nhiễu truyền dẫn và độ nhạy cảm vớinhiễu truyền dẫn như các hình vẽ minh họa sau :

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

Phát sinh nhiễu truyền dẫn

Nhạy cảm với nhiễu truyền dẫn

Phát sinh bức xạ điện từ

Nhạy cảm với bức xạ điện từ

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

5 Lợi ích của việc thiết kế đảm bảo EMC

- Đảm bảo tính an toàn: tính an toàn ngày càng trở thành vấn đề lớn khi thiết kế các hệ

thống điện-điện tử đặc biệt là các thiết bị điện tử di động như máy tính xách tay, điệnthoại di động và các hệ thống điều khiển, cảm biến bằng điện tử trên các phương tiệngiao thông như cảm biến khoảng cách, hệ thống phanh chủ động, hệ thống cân bằng xeđiện tử vv Mỗi sai lệch, không hoạt động hoặc không đảm bảo tác động kịp thời của các

hệ thống có thể gây mất an toàn cho thiết bị và cả người sử dụng

- Làm giảm chi phí, tăng tính kinh tế : chi phí cho việc thiết kế đảm bảo hoạt động bình

thường và thỏa mãn EMC rõ ràng là sẽ thấp hơn rất nhiều so với việc khắc phục hậu quảcủa việc không đảm bảo EMC khi đã hoàn thành đưa vào thử nghiệm hoặc sau khi đưavào hoạt động

- Tăng độ tin cậy : đảm bảo EMC ngay từ khâu thiết kế sẽ đảm bảo tính tin cậy hơn so với

việc tăng cường, xử lý các vấn đề EMC sau khi đưa vào hoạt động vì khi đó sẽ phải đưathêm vào hệ thống các thành phần khác làm tăng độ phức tạp, do đó làm giảm tính tin

- Đảm bảo tính hợp pháp và quy chuẩn: mỗi quốc gia, mỗi quốc gia đều có các bộ tiêu

chuẩn chất lượng, tiêu chuẩn EMC cho từng sản phẩm Đảm bảo các tiêu chuẩn này thìcác sản phẩm sẽ được bán hợp pháp và sử dụng rộng rãi

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

6 Tiêu chuẩn đánh giá nhiễu và đảm bảo EMC

Chương 1: Tổng quan về nhiễu và các phương pháp chống nhiễu

- Các hệ số truyền đạt :

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

1 Một số loại nhiễu điện từ trường

a Nhiễu tần số thấp (LF: low-frequency)

Dải tần số: 0 < f <= 1 đến 5 MHz

Tương tác ở tần số thấp thường gặp trong các kiểu truyền dẫn ( bằng cáp, dây nối )

Khoảng thời gian tương tác thường dài ( từ vài chục ms trở lên) và trong một số trườnghợp có thể kéo dài liên tục như khi dạng sóng hài

Năng lượng lan truyền có thể lớn hoặc rất lớn và dẫn đến hoạt động không bình

thường của thiết bị hoặc thậm chí làm hỏng các thiết bị

b Nhiễu tần số cao (HF: high-frequency)

Dải tần số: f => 30 MHz

Tương tác ở tần số cao thường gặp trong kiểu liên kết bức xạ điện từ (qua môi trườngkhông khí hoặc vật chất không có tính dẫn điện )

Khoảng thời gian tương tác thường rất ngắn, dưới dạng các xung tần số cao với chiều rộngxung nhỏ hơn 10 ns tuy nhiên trong một số trường hợp có thể lặp lại liên tục như ở các bộchỉnh lưu công suất, các xung đồng hồ…

Năng lượng bức xạ thường thấp và dẫn đến kết quả là các thiết bị trong môi trường

xung quanh hoạt động không chính xác hoặc mất ổn định

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

c Các sóng hài

Một tín hiệu dao động điều hòa bất kỳ đều có thể phân tích ra thành tổng hợp các tínhiệu dao động hình sin với biên độ, góc pha và tần số khác nhau trên cơ sở một tần

số cơ bản là tần số thấp nhất của tín hiệu có ích ( phân tích Fourrier)

Tương tác kiểu các sóng hài thuộc dạng tần số thấp do đó thường xảy ra trong các hệthống liên kết kiểu truyền dẫn

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

Tín hiệu đo được trên máy hiện sóng

Miền tần số

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

Nguồn gây ra sóng hài :

Các bộ biến đổi điện tử công suất như bộ nghịch lưu, bộ băm điện áp, các bộ cầu chỉnh lưu, các bộ biến tần ;

Các lò hồ quang ; Các mạch từ bão hòa

Các bộ khởi động điện tử ; Một số thiết bị gia dụng như tivi, đèn huỳnh quang vv

Ví dụ về các thiết bị ảnh hưởng bởi sóng hài :

Động cơ điện : Gia tăng thêm nhiệt độ Máy biến áp: Tăng thêm tổn thất do nhiệt độ tăng; Nguy cơ bão hòa Cáp: Tăng tổn thất

d Các tín hiệu quá độ:

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

Các tín hiệu quá độ là các xung quá điện áp xuất hiện trong mạch điện sau đó lan

truyền qua các dây nối, cáp nguồn, xuất hiện ở đầu vào các tín hiệu điều khiển

Đặc trưng các tín hiệu này là sườn xung dốc, tốc độ tăng nhanh (~ 5ms), độ dài xungngắn (~ 50 ms), biên độ quá điện áp cao ( có thể lên đến 4 kV), năng lượng của xungthấp

Nguồn gốc các tín hiệu quá độ đến từ quá trình đóng cắt nhanh của các thiết bị đóngcắt mạch cơ khí và đặc biệt là các khóa điện tử, xung sét, sự cố hệ thống nối đất …

e Sự phóng điện tĩnh điện (ESD):

Sự phóng điện tĩnh điện là xung dòng điện chạy qua một đối tượng nối với đất khi có

sự tiếp xúc (trực tiếp hoặc gián tiếp) với đối tượng khác có điện thế cao hơn so vớiđất

Đặc trưng các tín hiệu này là sườn xung rất dốc, tốc độ tăng rất nhanh (~ 1ns), độ dàixung cực ngắn (~ 60 ns), điện áp rất cao ở đầu quá trình phóng điện ( có thể lên đến

Nguồn gốc của sự phóng điện tĩnh điện là dịch chuyển điện tích giữa các vật mangđiện hoặc giữa cơ thể người với vật mang điện.

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

f Nhiễu hệ thống cung cấp điện điện áp thấp (LV)

Nhiễu trong hệ thống cung cấp điện điện áp thấp là loại nhiễu tần số thấp Gồm cónhững loại sau đây:

Điện áp :

Dao động lên xuống, mất điện áp, điện áp bị lõm, điện áp tăng cao…

Tần số : Biến thiên tần số Dạng sóng : Sóng hài, quá độ, sóng mang dòng điện Pha : Mất cân bằng pha

Công suất: Ngắn mạch, quá tải ( tác động lên điện áp)

2 Đất

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

Ký hiệu:

Khái niệm: Mặt đất của trái đất được sử dụng trong kỹ thuật điện như một điểm quy

ước có điện thế bằng 0V và do đất có khả năng dẫn điện ( với điện dẫn thay đổi rấtnhiều vùng này so với vùng khác) nên nó là đường dẫn tự nhiên của dòng điện hoặcđược con người sử dụng để dẫn điện trong nhiều trường hợp

Ứng dụng:

- Tiêu tán dòng điện do sét đánh trực tiếp vào điện cực nối đất

- Đường dẫn cho dòng điện cảm ứng do sét giữa hai điểm của đường dây phân phốitrên không

- Trong hệ thống nối dây kiểu T-T, phần mặt đất giữa chỗ nối đất của trung tính hệthống cung cấp điện và điểm nối đất của thiết bị là đường dẫn của dòng điện rò haydòng điện sự cố của thiết bị

- Nối vỏ thiết bị thường cũng được nối đất để đảm bảo an toàn cho người ( và vậtnuôi) khỏi nguy hiểm do sốc điện khi tiếp xúc gián tiếp với những phần mang điện

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

Sơ đồ nối đất cơ bản của một hệ thống:

(A) Đường đi xuống của thiết bị thu sét(B) Lưới liên kết nối đất được chôn dưới đất và

có tăng cường tại khu vực chân của đường thoátsét

(C) Dây nối đất của thiết bị/hệ thống được đấuvào điện cực nối đất (điểm đầu dây PE hoặcPEN) của thiết bị

(D) Lưới kết nối vỏ thiết bị với các cấu trúc kimloại khác và với lưới nối đất bổ sung (E)

(E) Kết nối ngắn mạch (shunt) giữa chân đườngthoát sét với lưới kết nối vỏ thiết bị và với cáccấu trúc kim loại khác ở gần nhằm ngăn chặnnguy cơ phát sinh tia lửa điện

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

- Đất đóng vai trò quan trọng trong việc tiêu tán dòng sét tuy nhiêndòng điện rò từ hệ thống cung cấp đi trong đất vẫn cần phải loại bỏ

- Trong các vấn đề về tương hợp điện từ trường khác như ở tần sốcao, quá trình quá độ hay bức xạ điện từ trường thì do chiều dài vàcấu trúc của dây nối đất làm cho nó có tổng trở lớn ở tần số cao vìthế không đóng vai trò hữu dụng nếu không có hệ thống các liên kếtnối vỏ thiết bị bổ sung

3 Các kết nối vỏ/khung

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

Ký hiệu:

Khái niệm: Một nối vỏ/khung là một điểm hoặc một mặt kết nối đẳng thế có thể liên

kết với đất hoặc không Điểm hay mặt đẳng thế này được sử dụng làm điểm chuẩnđiện thế cho thiết bị hay hệ thống

Chú ý: Vì lý do an toàn, trong trường hợp một kết nối vỏ có điện áp (giá trị xác định

hay thay đổi) phải là đối tượng được đảm bảo thực hiện cách điện và kết nối đặc biệtphù hợp khi đo lường

Đối với các thiết bị điện: nối vỏ là toàn bộ những phần có khả năng dẫn điện có thể

chạm tới của thiết bị/hệ thống Những phần này không mang điện trong trạng tháihoạt động bình thường nhưng có thể có điện áp trong trường hợp sự cố hay bấtthường

Ví dụ về các kết nối vỏ:

- Cấu trúc kim loại của một tòa nhà ( khung thép, các đường ống kim loại…)

- Tủ điện kim loại, phần đáy không sơn/phủ của tủ điện

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

- Rãnh đặt cáp bằng kim loại, vỏ máy biến áp…

- Dây dẫn vàng/xanh (PE,PEN) để tiếp đất

Các kết nối vỏ và vấn đề an toàn cho người sử dụng và thiết bị : trong mọi trường

hợp ở chế độ hoạt động bình thường cũng như khi có sự cố đến kết nối vỏ phải đảmbảo 2 yêu cầu sau:

- Dòng điện sự cố có giá trị cao phải được loại trừ ( đảm bảo an toàn cho thiết bị)

- Không có điện áp nguy hiểm xuất hiện trên hai điểm dẫn điện có thể chạm tới củathiết bị ; giữa phần dẫn điện của thiết bị với đất hoặc với một cấu trúc bằng kim loạikhác ( đảm bảo an toàn cho người sử dụng)

Chú ý đảm bảo tính hiệu quả các kết nối vỏ ở tần số thấp (HF) và cả tần số cao (HF)

Hiệu quả của đi

dây song song

ở tần số cao

Khuvực tần

số cao

Tần số

ở tần số cao

(lưới kết nối).

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

Đáp ứng của cáp ở tần số thấp (HF) và ở tần số cao (HF)

- Ở tần số thấp, dòng điện chạy trong gần như toàn bộ tiết diện của cáp trong khi ởtần số cao thì hiệu ứng bề mặt trở nên mạnh do đó dòng điện chỉ chạy chủ yếu trênphần bề mặt của cáp

- Vì thế ở tần số thấp, tiết diện của cáp ( diện tích mặt cắt) đóng vai trò quan trọng

- Ở tần số cao, tiết diện của cáp không đóng vai trò nữa mà đường chu vi mặt ngoàicủa cáp mới đóng vai trò chủ đạo Ngoài ra thì chiều dài của cáp cũng là một nhân tốquan trọng

Chiều dài và tiết diện của cáp:

- Tổng trở của cáp phụ thuộc nhiều vào điện kháng trên đơn vị chiều dài của nó và do

đó tỉ lệ với chiều dài của cáp

- Điện kháng này có giá trị cao từ 1 kHz trở lên đối với cáp thông thường

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

- Nếu chiều dài của cáp lớn hơn 1/30 độ dài bước sóng của tín hiệu mà nó dẫn thì

tổng trở của cáp trở nên vô cùng lớn hay nói cách khác coi như không có dây dẫn ở

đây

Bước sóngtín hiệu

Tần số tínhiệu MHz

Chiều dài cáptính bằng (m)

Đoạn cáp trở thành vô tác dụng nếu chiều dài của nó :

! - Lưu ý đến những hệ thống thiết bị cũ khi thiết lập chưa tính đến các hiện tượng ởtần số cao, sử dụng các dây vàng/xanh (PE/PEN) có chiều dài lớn (~1-2 m): kết nối này

đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị ở tần số thấp (50 Hz) nhưng không

5 Các bộ lọc

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

Chức năng của các bộ lọc là cho thành phần tín hiệu có ích ( tín hiệu mong muốn) điqua và chặn lại, loại bỏ các thành phần tín hiệu không mong muốn ( nhiễu)

Bộ lọc thích

hợp

Tín hiệu truyền dẫn = tínhiệu có ích + tín hiệukhông mong muốn

Tín hiệu truyền dẫn = tínhiệu có ích

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

- Bộ lọc đầu ra: bảo vệ thiết bị/tải nhạy cảm khỏi nhiễu loạn sinh ra từ thiết bị đanghoạt động

- Bộ lọc kiểu bị động ( passive) : sử dụng tổng trở của phần tử L-C để

+ Chặn tín hiệu nhiễu sử dụng cuộn cảm nối tiếp :

Chương 2: Cơ sở nghiên cứu nhiễu và chống nhiễu

Ví dụ bộ lọc bị động hoạt động ở chế độ so lệch:

Ví dụ bộ lọc bị động hoạt động ở chế độ chung:

Ví dụ bộ lọc bị động hoạt động ở chế độ chung: