TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ (EMC) - PHẦN 4-3: PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ THỬ - MIỄN NHIỄM ĐỐI VỚI NHIỄU PHÁT XẠ TẦN SỐ VÔ TUYẾN

TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8241-4-3:20xx IEC 61000-4-3:2006+A1:2007+A2:2010 Xuất lần xx TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ (EMC) - PHẦN 4-3: PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ THỬ - MIỄN NHIỄM ĐỐI VỚI NHIỄU PHÁT XẠ TẦN SỐ VÔ TUYẾN ElectroMagnetic Compatibility (EMC) – Part 4-3: Testing and measurement techniques Immunity to radiated, radio-frequency, electromagnetic fields HÀ NỘI – 2013 TCVN xxxx:2013 TCVN xxxx:2013 Mục lục Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Tổng quan Mức thử 5.2 Các mức thử với mục đích chung 5.3 Các mức thử liên quan đến việc bảo bệ chống nhiễu vô tuyến phát xạ từ máy điện thoại vô tuyến số thiết bị phát xạ tần số vô tuyến khác Thiết bị thử 10 6.1 Mô tả phương tiện thử 10 6.2 Hiệu chuẩn trường điện từ 11 6.2.1 Phương pháp hiệu chuẩn cường độ trường không đổi 13 6.2.2 Phương pháp hiệu chuẩn công suất không đổi 14 Thiết lập phép thử 15 7.1 Bố trí thiết bị để bàn 15 7.2 Bố trí thiết bị đặt sàn nhà 15 7.3 Bố trí dây 15 7.4 Bố trí thiết bị mang người 16 Quy trình thử 16 8.1 Điều kiện chuẩn phòng thử nghiệm 16 8.1.1 Điều kiện khí hậu 16 8.1.2 Điều kiện điện từ 16 8.2 Thực phép thử 16 Đánh giá kết thử nghiệm 17 10 Biên thử 18 Phụ lục A (Tham khảo) Cơ sở chọn lựa phương pháp điều chế cho phép thử liên quan tới việc bảo vệ chống lại nhiễu phát xạ RF từ máy điện thoại vô tuyến số 23 Phụ lục B (Tham khảo) Các anten phát trường 28 Phụ lục C (Tham khảo) Sử dụng buồng không phản xạ 29 Phụ lục D (Tham khảo) Sự không tuyến tính khuếch đại ví dụ thủ tục hiệu chuẩn theo 6.2 31 Phụ lục E (Tham khảo) Hướng dẫn lựa chọn mức thử 35 Phụ lục F (Tham khảo) Lựa chọn phương pháp thử 38 Phụ lục G (Tham khảo) Các loại môi trường 39 Phụ lục H (Quy định) Phương pháp rọi thay tần số GHz (Phương pháp cửa sổ độc lập) 43 Phụ lục I (Tham khảo) Phương pháp hiệu chuẩn đầu dò trường E 46 Phụ lục J (Tham khảo) Độ không đảm bảo đo thiết bị thử 59 TCVN xxxx:2013 Lời nói đầu TCVN xxxx:2013 xây dựng sở rà soát, cập nhật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8241-4-3:2009 ”Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-3 : Phương pháp đo thử Miễn nhiễm nhiễu phát xạ tần số vô tuyến ” TCVN xxxx:2013 tương đương IEC 61000-4-3:2006+A1:2007+A2:2010 TCVN xxxx:2013 Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện biên soạn, Bộ Thông tin Truyền thông đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố TCVN xxxx:2013 TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN xxxx:2013 Tương thích điện từ - Phần 4-3: Phương pháp đo thử - Miễn nhiễm nhiễu phát xạ tần số vô tuyến ElectroMagnetic Compatibility (EMC) – Part 4-3 : Testing and measurement techniques Immunity to radiated, radio-frequency, electromagnetic fields Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp đo thử nghiệm khả miễn nhiễm thiết bị điện điện tử lượng phát xạ điện từ Tiêu chuẩn quy định mức thử quy trình thử cần thiết Tiêu chuẩn thiết lập chuẩn chung để đánh giá khả miễn nhiễm thiết bị điện điện tử chịu ảnh hưởng trường điện từ phát xạ tần số vơ tuyến CHÚ THÍCH 1: Tiêu chuẩn tiêu chuẩn EMC dùng cho quan quản lý sản phẩm Các quan quản lý sản phẩm có trách nhiệm định việc có áp dụng tiêu chuẩn đo thử miễn nhiễm hay không, áp dụng, quan quản lý sản phẩm có trách nhiệm định mức thử phù hợp tiêu chí chất lượng Tiêu chuẩn đề cập đến phép thử miễn nhiễm liên quan đến việc bảo vệ chống lại ảnh hưởng trường điện từ tần số vô tuyến từ nguồn Một số quy định riêng xác định cho bảo vệ chống lại phát xạ tần số vô tuyến từ máy điện thoại vô tuyến số thiết bị phát RF khác CHÚ THÍCH 2: Các phương pháp thử tiêu chuẩn nhằm xác định mức độ ảnh hưởng nhiễu phát xạ tới thiết bị kiểm tra Sự mô phép đo mức nhiễu phát xạ tiêu chuẩn chưa đủ xác thoả đáng để đánh giá cách định lượng ảnh hưởng Các phương pháp thử xây dựng với mục đích đảm bảo khả tái tạo lại kết quả, với thiết bị thử khác nhau, để phân tích định tính ảnh hưởng Tiêu chuẩn đưa phép thử độc lập Không sử dụng phép thử khác để thay cần đánh giá tuân thủ theo quy định tiêu chuẩn Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đói với tiêu chuẩn viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viễn dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) IEC 60050 (161), International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 161: Electromagnetic Compatibility (Từ vựng kỹ thuật điện tử quốc tế - Chương 161: Tương thích điện từ) IEC 61000-4-6, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-6: Testing and measurement techniques – Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields (Tương thích điện từ (EMC) Phần 4-6: Phương pháp đo thử - Miễn nhiễm nhiễu dẫn tần số vô tuyến) Thuật ngữ định nghĩa 3.1 Điều chế biên độ (amplitude modulation) Quá trình thay đổi biên độ sóng mang theo quy luật xác định 3.2 Buồng không phản xạ (anechoic chamber) TCVN xxxx:2013 Buồng có vỏ chắn mà mặt phủ vật liệu hấp thụ sóng vơ tuyến để giảm phản xạ 3.2.1 Buồng khơng phản xạ hồn tồn (fully anechoic chamber) Buồng có vỏ chắn, bề mặt bên phủ hoàn toàn vật liệu hấp thụ 3.2.2 Buồng bán phản xạ (semi anechoic chamber) Buồng có vỏ chắn, bề mặt bên phủ vật liệu hấp thụ ngoại trừ mặt sàn (có thể mặt phản xạ) 3.2.3 Buồng bán phản xạ cải tiến (modified semi-anechoic chamber) Buồng bán phản xạ có thêm hấp thụ đặt mặt sàn 3.3 Anten (antenna) Bộ chuyển đổi có chức phát xạ lượng tần số vô tuyến vào khơng gian từ nguồn tín hiệu thu trường điện từ tới chuyển đổi thành tín hiệu điện 3.4 Balun (balun) Thiết bị chuyển đổi tín hiệu điện áp khơng cân thành tín hiệu điện áp cân ngược lại [IEV 161-04-34] 3.5 Sóng liên tục (CW) (Continuous Waves) Sóng điện từ mà dao động liên tiếp đồng dạng điều kiện ổn định Sóng điện từ bị tạm ngắt điều chế để mang thơng tin 3.6 Sóng điện từ (ElectroMagnetic (EM) Wave) Năng lượng phát xạ tạo dao động hạt mang điện, đặc tính hố dao động trường điện từ 3.7 Trường xa (far field) Vùng mà mật độ thông lượng công suất từ anten tuân theo luật nghịch đảo bình phương khoảng cách Với anten lưỡng cực trường xa tương ứng với khoảng cách lớn  / 2 ,  bước sóng phát xạ 3.8 Cường độ trường (field strength) Khái niệm “cường độ trường” áp dụng cho phép đo thực trường xa Phép đo thành phần điện thành phần từ trường biểu diễn theo đơn vị V/m, A/m, W/m2 (bất kỳ đơn vị biểu đổi thành đơn vị khác cơng thức) CHÚ THÍCH: Với phép đo thực trường gần, khái niệm “cường độ điện trường” “cường độ từ trường” sử dụng tương ứng với phép đo trường điện hay trường từ Trong vùng trường gần mối quan hệ cường độ điện trường, cường độ từ trường khoảng cách phức tạp khó dự đốn, việc xác định tuỳ thuộc vào cấu hình đặc trưnưg đối tượng kiểm tra Thường khơng thể xác định mối quan hệ pha không gian thời gian TCVN xxxx:2013 thành phần khác trường phức hợp tương tự xác định mật độ thông lượng công suất trường 3.9 Băng tần (frequency band) Dải tần số liên tục hai giới hạn 3.10 Ec Cường độ trường áp dụng cho việc hiệu chuẩn 3.11 Et Cường độ trường sóng mang áp dụng cho đo thử 3.12 Rọi toàn phần (full illumination) Phương pháp thử bề mặt EUT kiểm tra vừa khít hồn tồn với vùng trường đồng 3.13 Thiết bị mang người (human body mounted equipment) Tất thiết bị mang theo người sử dụng, ví dụ thiết bị bỏ túi, thiết bị điện tử phụ trợ kèm theo thiết bị điện tử cấy ghép vào thể 3.14 Phương pháp cửa sổ độc lập (independent windows method) Phương pháp thử (sử dụng vùng trường đồng có kích thước 0,5 m x 0,5 m) bề mặt thử EUT khơng trùng khít hồn tồn vùng trường đồng Có thể áp dụng phương pháp thử tần số thử GHz 3.15 Trường cảm ứng (induction field) Trường điện và/ trường từ khoảng cách d   / 2 ,  bước sóng Kích thước vật lý nguồn phải nhỏ nhiều so với khoảng cách d 3.16 Thiết bị phát xạ tần số vơ tuyến có chủ định (intentional RF emitting device) Thiết bị phát xạ tần số vơ tuyến có chủ định thiết bị phát trường điện từ cách có chủ định Ví dụ máy điện thoại di động số thiết bị phát khác 3.17 Đẳng hướng (isotropic) Đẳng hướng nghĩa có giá trị tất hướng 3.18 Giá trị RMS cực đại (maximum RMS value) Giá trị RMS ngắn hạn lớn tín hiệu tần số vơ tuyến (RF) điều chế khoảng thời gian quan sát chu kỳ điều chế Giá trị RMS ngắn hạn xác định qua chu kỳ sóng mang đơn Ví dụ Hình 1b), điện áp RMS cực đại là:   Vmax imum RMS  V p p /   1,8 V TCVN xxxx:2013 3.19 Điều chế đường bao thay đổi (non-constant envelope modulate) Phương thức điều chế RF biên độ sóng mang thay đổi chậm theo thời gian so sánh với chu kỳ thân sóng mang Ví dụ chế điều biên thông thường TDMA 3.20 Pc Công suất cần để thiết lập việc hiệu chuẩn cường độ trường 3.21 Rọi phần (partial illumination) Phương pháp thử sử dụng vùng trường đồng định cỡ tối thiểu 1,5 m x 1,5 m bề mặt EUT kiểm tra khơng vừa khít hồn tồn vùng trường đồng Có thể áp dụng phương pháp thử tần số 3.22 Phân cực (polarization) Sự định hướng véctơ trường điện trường phát xạ 3.23 Buồng có vỏ chắn (shielded enclosure) Buồng có vỏ kim loại đặc dạng lưới, thiết kế riêng để cách ly bên buồng với mơi trường điện từ bên ngồi Mục đích ngăn trường điện từ bên ngồi làm suy giảm chất lượng phép thử ngăn phát xạ bên gây nhiễu làm ảnh hưởng đến hoạt động bên 3.24 Quét (sweep) Sự thay đổi tần số liên tục theo bước dải tần số 3.25 Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) (Time Division Multiple Access) Một phương thức điều chế ghép kênh theo thời gian, số kênh thông tin riêng rẽ ghép sóng mang tần số ấn định Mỗi kênh ấn định khe thời gian, khe thời gian thơng tin phát xung công suất RF kênh hoạt động Nếu kênh khơng hoạt động khơng có xung phát đi, đường bao sóng mang khơng cố định Trong khoảng thời gian phát xung tín hiệu biên độ số sóng mang RF điều chế tần số pha 3.26 Thiết bị thu phát (transceiver) Thiết bị tổ hợp hai chức thu phát vô tuyến 3.27 Vùng trường đồng UFA (Uniform Field Area) Một mặt phẳng trường thẳng đứng mặt lý thuyết sử dụng hiệu chuẩn trường biến thiên trường thấp mức chấp nhận Mục đích hiệu chuẩn trường đảm bảo tính hợp lệ kết phép thử Xem 6.2 Tổng quan Đa số thiết bị điện tử, theo vài cách đó, bị ảnh hưởng xạ điện từ Bức xạ thông thường tạo nguồn điện từ có mục đích chung máy thu phát sóng vơ tuyến TCVN xxxx:2013 cầm tay nhỏ sử dụng nhân viên an ninh, bảo dưỡng, vận hành, máy thu phát truyền hình phát trạm cố định, máy thu phát vô tuyến xe cộ từ nhiều loại nguồn điện từ cơng nghiệp Trong năm gần đây, có gia tăng đáng kể việc sử dụng máy điện thoại vô tuyến thiết bị phát xạ RF khác hoạt động tần số khoảng 0,8 GHz GHz Rất nhiều thiết bị sử dụng kỹ thuật điều chế đường bao thay đổi (như TDMA) Xem 5.2 Bên cạnh lượng điện từ tạo cách có tính tốn, cịn có xạ gây thiết bị máy hàn, thyristor, đèn huỳnh quang, tải cảm ứng hoạt động chuyển mạch Phần lớn can nhiễu thể nhiễu dẫn điện liên quan đến phần khác tiêu chuẩn IEC 61000-4 Các phương pháp thực để ngăn chặn hiệu ứng từ trường điện từ thông thường làm giảm hiệu ứng từ nguồn Môi trường điện từ định cường độ trường điện từ Không dễ dàng đo cường độ trường thiếu thiết bị đo tinh xảo khơng dễ tính tốn cường độ trường phương trình cơng thức cổ điển ảnh hưởng cấu trúc xung quanh trạng thái gần kề thiết bị khác làm méo và/hoặc phản xạ sóng điện từ Mức thử Các mức thử quy định Bảng Bảng - Các mức thử liên quan tới mục đích chung, máy điện thoại vô tuyến số thiết bị phát tần số vô tuyến Mức Cường độ trường thử, V/m 1 3 10 30 x Đặc biệt CHÚ THÍCH: x mức thử mở cường độ trường kết hợp giá trị Mức cho tiêu kỹ thuật thiết bị Tiêu chuẩn không đưa mức thử đơn lẻ áp dụng cho toàn dải tần Vì quan quản lý sản phẩm phải lựa chọn mức thử thích hợp cho dải tần để thử dải tần cần thử Xem Phụ lục E hướng dẫn sử dụng cho quan quản lý sản phẩm lựa chọn mức thử Trong Bảng 1, cột cường độ trường giá trị tín hiệu sóng mang chưa điều chế Với mục đích thực phép thử thiết bị, tín hiệu sóng mang điều biên với độ sâu điều chế 80 % sóng hình sin tần số kHz (xem Hình 1) để mơ ảnh hưởng thực Điều mơ tả chi tiết trình tự thực phép thử 5.2 Các mức thử với mục đích chung Các phép thử thực liên tục toàn dải tần từ 80 MHz đến 000 MHz CHÚ THÍCH 1: Cơ quan quản lý sản phẩm định chọn tần số chuyển đổi thấp cao 80 MHz tiêu chuẩn TCVN 8241-4-6 (IEC 61000-4-6) (xem Phụ lục G) CHÚ THÍCH 2: Cơ quan quản lý sản phẩm chọn phương thức điều chế khác cho thiết bị cần thử CHÚ THÍCH 3: TCVN 8241-4-6 (IEC 61000-4-6) xác định phương pháp thử việc thiết lập tính miễn nhiễm thiết bị điện điện tử chống lại lượng điện từ xạ Tiêu chuẩn bao hàm tần số 80 MHz 5.3 Các mức thử liên quan đến việc bảo bệ chống nhiễu vô tuyến phát xạ từ máy điện thoại vô tuyến số thiết bị phát xạ tần số vô tuyến khác Các mức thử thực dải tần từ 800 MHz đến 960 MHz từ 1,4 GHz đến 6,0 GHz Các tần số băng tần lựa chọn để thử phải giới hạn nằm khoảng tần số mà máy điện thoại vô tuyến di động thiết bị phát tần số vơ tuyến có chủ định khác hoạt động Không TCVN xxxx:2013 thiết phải tiến hành phép thử cách liên tục toàn dải băng tần từ 1,4 GHz đến GHz Trong dải tần máy điện thoại vô tuyến di động thiết bị phát tần số vơ tuyến có chủ định hoạt động, áp dụng mức thử cụ thể dải tần hoạt động tương ứng Nếu sản phẩm chế tạo nhằm tuân thủ yêu cầu quốc gia đó, giảm dải tần thực phép thử từ 1,4 GHz tới 6,0 GHz xuống tới dải tần ấn định cho máy điện thoại di động số thiết bị phát tần số vô tuyến có chủ định khác quốc gia Trong trường hợp dải tần thực phép thử phải ghi biên thử nghiệm CHÚ THÍCH 1: Phụ lục A giải thích việc định sử dụng điều chế sóng hình sin phép thử với mục đích bảo vệ chống nhiễu vơ tuyến phát xạ từ máy điện thoại vô tuyến số thiết bị phát tần số vơ tuyến có chủ định CHÚ THÍCH 2: Phụ lục E hướng dẫn lựa chọn mức thử CHÚ THÍCH 3: Các dải tần phép thử Bảng dải tần thường ấn định cho máy điện thoại vô tuyến số (Phụ lục G liệt kê tần số ấn định cho máy điện thoại vô tuyến số biết cho thời điểm xuất tiêu chuẩn này) CHÚ THÍCH 4: Các ảnh hưởng tần số 800 MHz chủ yếu từ hệ thống điện thoại vô tuyến thiết bị phát tần số vơ tuyến có chủ định Các hệ thống khác hoạt động dải tần , ví dụ mạng LAN vô tuyến hoạt động tần số 2,4 GHz tần số cao hơn, thường có cơng suất thấp (điển hình thấp 100 mW), thiết bị không gây vấn đề nghiêm trọng Thiết bị thử Các loại thiết bị sau khuyến nghị sử dụng phép thử: - Buồng khơng phản xạ: phải có kích thước phù hợp để trì trường đồng theo kích thước liên quan đến thiết bị kiểm tra (EUT) Có thể sử dụng mặt hấp thụ phụ trợ để giảm phản xạ buồng đo không phủ hoàn toàn vật liệu hấp thụ - Các lọc EMI: phải đảm bảo lọc không gây hiệu ứng cộng hưởng phụ đường dây nối tới - Máy phát tín hiệu RF: có băng tần đáp ứng yêu cầu cho phép điều biên sóng hình sin tần số kHz với độ sâu điều chế 80 % Máy phát tín hiệu RF điều khiển tay (ví dụ tần số, biên độ, số điều chế), trường hợp máy phát tổng hợp RF, máy phát phải có khả lập trình theo kích thước bước phụ thuộc tần số lập trình theo thời gian dừng Nếu cần thiết phải sử dụng lọc thông thấp lọc thông băng để ngăn ảnh hưởng nhiễu hài - Các khuếch đại công suất: để khuếch đại tín hiệu (khơng điều chế điều chế) cung cấp cho thiết bị anten đến mức trường cần thiết Các hài khuếch đại công suất tạo phải đảm bảo cường độ trường đo vùng trường đồng tần số hài phải thấp tối thiểu dB so với cường độ trường tần số sở (xem Phụ lục D) - Các anten tạo trường (xem Phụ lục B): anten biconical, anten log periodic, anten horn anten phân cực tuyến tính có khả thoả mãn u cầu tần số - Bộ cảm biến trường đẳng hướng khuếch đại ghép quang điện có đủ khả miễn nhiễm trường đo, có đường nối sợi quang tới thiết bị thị bên ngồi buồng đo Cũng sử dụng đường truyền tín hiệu khác với lọc thích hợp Phụ lục I trình bày phương pháp hiệu chỉnh đầu dò trường E - Thiết bị phụ trợ để ghi mức công suất cần thiết cường độ trường theo yêu cầu để điều khiển việc tạo mức cường độ trường cho phép thử Cần phải ý để đảm bảo miễn nhiễm đủ cho thiết bị phụ trợ 6.1 Mô tả phương tiện thử Do độ lớn cường độ trường tạo ra, nên phép thử phải thực buồng có vỏ chắn tuân thủ theo quy định luật quốc tế quốc gia khác để không gây can nhiễu tới hệ thống thơng tin vơ tuyến Ngồi ra, hầu hết thiết bị đo sử dụng để thu thập liệu nhạy với trường điện từ xung quanh tiến hành phép thử miễn nhiễm, nên buồng có vỏ chắn tạo “hàng rào” cần thiết EUT thiết bị đo Phải đảm bảo việc đấu nối dây qua buồng có vỏ 10 TCVN xxxx:2013 I.3.3 Xác định độ tăng ích anten horn chuẩn Độ tăng ích trường xa anten horn hình chóp chuẩn xác định cách xác ( với độ khơng đảm bảo đo nhỏ 0,1 dB có [1]1) Độ tăng ích trường xa thường đánh giá khoảng cách lớn 8D2/ ( với D đường kích lớn độ mở horn,  chiều dài bước sóng) Việc hiệu chuẩn đầu dị trường khoảng cách khơng thực tế u cầu kích thước lớn buồng khơng phản xạ yêu cầu khuếch đại công suất lớn Thường thực hiệu chuẩn đầu dò miền trường gần anten phát Độ tăng ích trường gần anten horn có tăng ích chuẩn xác định phương trình mơ tả [2] Tính tốn độ tăng ích dựa vào kích thước vật lý anten horn hình chóp chuẩn với giả thiết tồn phân bố pha bậc hai phần loa horn Độ tăng ích xác định theo phương pháp không phù hợp để thực phép thử VSWR buồng đo phép hiệu chuẩn đầu dị Phương trình (như đưa [2]) suy phép tích phân độ mở với giả thiết khơng có phản xạ xảy phần loa horn trường tới phần loa horn dạng TE10, có phân bố pha bậc hai qua phần loa horn Sử dụng phép xấp xỉ thực phép tích phân để có kết gần Khơng cần tính đến ảnh hưởng khác đa phản xạ từ rìa horn, dạng phân bố bậc cao phần loa horn Phụ thuộc vào tần số thiết kế horn, sai số thường khoảng  0,5 dB, lớn Để có độ xác cao hơn, sử dụng phương pháp số học phép tích phân sóng tồn phần Ví dụ, độ khơng đảm bảo đo tính tốn độ tăng ích phương pháp số học giảm xuống nhỏ % [3] Có thể xác định độ tăng ích anten horn kinh nghiệm Ví dụ, xác định độ tăng ích anten horn khoảng cách làm giảm với phương pháp sử dụng anten kỹ thuật ngoại suy phương pháp mô tả [4], vài dạng biến đổi phương pháp Khuyến nghị khoảng cách tối thiểu anten horn đầu dò cần thử 0,5D2/ q trình hiệu chuẩn Các sóng đứng anten đầu dị trở nên lớn khoảng cách gần, điều dẫn đến độ không đảm bảo đo lớn hiệu chuẩn I.4 Hiệu chuẩn đầu dị trường buồng đo khơng phản xạ I.4.1 Môi trường hiệu chuẩn Cần thực hiệu chuẩn đầu dị buồng khơng phản xạ hồn tồn (FAR) buồng bán phản xạ có phủ vật liệu hập thụ mặt đất thỏa mãn yêu cấu I.4.2 Khi sử dụng FAR, kích thước yêu cầu tối thiểu để thực hiệu chuẩn đầu dò m (dài) x m (rộng) x m ( cao) CHÚ THÍCH 1: tần số vài trăm MHz, sử dụng anten horn có độ tăng ích chuẩn để tạo trường chuẩn bên buồng đo không phản xạ phương pháp sử dụng rộng rãi để hiệu chuẩn đầu dò trường áp dụng cho ứng dụng theo IEC 61000-4-3 Tại tần số thấp hơn, chẳng hạn từ 80 MHz đến vài trăm MHz, sử dụng buồng đo khơng phản xạ khơng thực tế Vì hiệu chuẩn đầu dị trường thiết bị khác dùng cho phép thử miễn nhiễm điện từ trường Vì vậy, ống dẫn sóng TEM đề cập đến phụ lục coi môi trường hiệu chuẩn thay cho tần số thấp nói Hệ thống mơi trường sử dụng để hiệu chuẩn đầu dò phải đáp ứng u cầu CHÚ THÍCH 2: sử dụng đầu dò chuyển đổi để tạo trường điện từ (xem I.5.4) I.4.2 Đánh giá buồng không phản xạ để hiệu chuẩn đầu dò trường Các phép đo hiệu chuẩn đầu dị giả định với mơi trường không gian tự Phép thử VSWR buồng đo sử dụng đầu dò trường cần thực để xác định xem buồng đo có chấp nhận để hiểu chuẩn cảm biến đầu dò Phương pháp đánh giá mơ tả đặc tính buồng đo vật liệu hấp thụ Mỗi dị có khối lượng kích thước định, ví dụ hộp pin và/hoặc mạch điện Trong trình hiệu chuẩn khác, vùng lặng hình cầu cần đảm bảo theo khối lượng hiệu chuẩn Các yêu cầu cụ thể phụ lục tập trung vào phép thử VSWR cho điểm nằm búp sóng anten dọc trục 49 TCVN xxxx:2013 Với gá sử dụng cho phép thử ảnh hưởng chúng ( gá để giữ đầu dị, bị phơi nhiễm trường điện từ gây can nhiễu đến việc hiệu chuẩn) đánh giá đầy đủ Vì , cần có phép thử riêng để đánh giá ảnh hưởng gá I.4.2.1 Sử dụng ghép có hướng để đo cơng suất nguồn đến thiết bị phát Có thể đo công suất nguồn phát đến thiết bị phát ghép hai hướng - cổng, dùng hai ghép đơn hướng - cổng đấu quay lưng ( dạng gọi “ ghép có hướng kép”) Một cách thiết lập phổ biến sử dụng ghép hướng để đo công suất nguồn đến thiết bị phát mô tả Hình I.2 Hình I.2 - Thiết lập phép đo công suất nguồn đến thiết bị phát Các hệ số ghép thuận, ghép ngược ghép truyền xác định theo phương trình đây, trường hợp cổng ghép kết nối với tải nguồn thích hợp : Cfwd = (P3 / P1) Crev = (P4 / P2) Ctrans = (P2 / P1) Với P1 , P2, P3 P4 giá trị công suất tương ứng với cổng ghép có hướng Khi tổng cơng suất nguồn truyền đến thiết bị phát : Pnet = ((Ctrans / Cfwd )PM1) – (PM2 / Crev) Với PM1 PM2 giá trị công suất đọc thiết bị đo công suất theo đơn vị đo tuyến tính Với VSWR anten biết, sử dụng ghép ba cổng đơn Ví dụ, anten có VSWR 1,5 hệ số phản xạ điện áp tương ứng 0,2 Độ xác phép thử chịu ảnh hưởng tính định hướng ghép Tính định hướng số đo khả cách ly tín hiệu thuận ngược ghép Với thiết bị phát có phối ghép tốt, công suất ngược nhỏ công suất thuận nhiều Vì ảnh hưởng tính định hướng quan trọng ứng dụng có tính phản xạ Ví dụ, anten phát có VSWR 1,5 ghép có tính định hướng 20 dB, độ khơng đảm bảo đo cực đại tuyệt đối phép đo cơng suất nguồn tính định hướng hữu hạn 0,22 dB - 0,18 dB = 0,04 dB với phân bố dạng U ( với 0,22 dB suy hao công suất tới biểu kiến VSWR 1,5) Tổng công suất nguồn đến thiết bị phát : Pnet = CfwdPM1(1-VRC2) I.4.2.2 Sử dụng anten horn để thiết lập trường chuẩn Độ tăng ích anten horn xác dịnh phương pháp mô tả I.3.3 Điện trường theo trục (theo V/m) xác định : 50 TCVN xxxx:2013 Với 0= 377  cho không gian tự do, Pnet (theo W) tổng công suất nguồn xác định phương pháp mơ tả I.4.2.1, g độ tăng ích anten xác định theo I.3.3 d (theo m) khoảng cách tính từ loa anten I.4.2.3 Bước tần số dải tần số đánh giá buồng đo Phép kiểm tra VSWR buồng đo phải bao gồm dải tần việc hiệu chuẩn đầu dị xem xét, sử dụng bước tần số hiệu chuẩn giống I.2.3 Các phép kiểm tra VSWR phải thực buồng đo tần số thấp cao dài tần hoạt động anten Khi sử dụng buồng đo băng hẹp, phải kiểm tra VSWR nhiều điểm tần số Cần sử dụng buồng đo để hiệu chuẩn đầu dò dải tần đáp ứng tiêu VSWR I.4.2.4 Thủ tục đánh giá buồng đo Phải đánh giá buồng đo dùng để hiệu chuẩn đầu dò theo thủ tục đấy, ngoại trừ trường hợp điều kiện vật lý buồng đo không cho phép sử dụng để thực phép đo Trong trường hợp vậy, sử dụng phương pháp thay mô tả I.4.2.7 Sử dụng giá đỡ vật liệu có số điện mơi thấp để đặt đầu dị vị trí đo Hình I.3 Hình I.4 Đầu dị đặt vị trí trường hợp hiệu chuẩn Phải thay đổi phận cực đầu dò vị trí dọc theo ống ngắm anten horn phát để xác định VSWR buồng đo Sử dụng anten phát giống phép kiểm tra VSWR buồng đo hiệu chuẩn đầu dò Việc bố trí anten horn có độ tăng ích chuẩn đầu dị bên buồng đo mơ tả Hình I.3 Phải thiết lập đầu dò anten horn trục nằm ngang với khoảng cách phân tách L tính từ mặt trước anten đến điểm đầu dò Trong trường hợp đầu dò phải đặt theo hướng ngang với trung tâm bề mặt anten horn Hình I.3 - Thiết phép kiểm tra tính xác thực buồng đo Hình I.4 - Chi tiết cho vị trí đo L 51 TCVN xxxx:2013 Các thiết lập mơ tả Hình I.3 Hình I.4, với L-10 cm đến L+20 cm khoảng cách hiệu chuẩn đầu dị, tính từ bề mặt anten horn đến điểm đầu dò trường, L0 cm vị trí Các vị trí đo L - 10 cm, L - cm, L - cm,… , L0, L + cm, L + cm,…, L + 20 cm, L = cm Nếu đầu dò đặt trường gần anten horn phát (khoảng cách nhỏ D2/, với D đường kính lớn anten  chiều dài bước sóng khơng gian tự do), độ tăng ích anten horn thay đổi, cần xác định vị trí điểm đo Công suất không đổi tạo cường độ trường định (ví dụ 20 V/m) khoảng cách m áp dụng cho tất vị trí đầu dò Với anten phát đầu dò phân cực dọc, đọc chị thỉ đầu dò cho tất vị trí tất tần số ghi Lặp lại phép kiểm tra với anten phát đầu dò phân cực ngang Tất số đọc phải thỏa mãn yêu cầu I.4.2.5 I.4.2.5 Chỉ tiêu chấp nhận cho VSWR Phải so sánh kết đo VSWR theo thủ tục Để tính tốn cường độ trường, tham khảo cách tính I.4.2.2 a) Tính tốn cường độ trường Cường độ điện trường miền không gian khoảng cách 90 cm 120 cm tính tốn với bước cm cho tần số Việc tính tốn dựa vào cường độ trường E khoảng cách m sử dụng cho việc đánh giá buồng đo b) Điều chỉnh liệu Điều chỉnh liệu theo q trình đầu dị sử dụng để đo VSWR đưa giá trị đọc khác với cường độ trường tính tốn - giá trị thị cường độ trường E đầu dò khoảng cách 1m phải điều chỉnh đến giá trị cường độ trường tính tốn cho khoảng cách m Sử dụng kết chệnh lệch thị cường độ trường đầu dò giá trị cường độ trường tính giá trị điều chỉnh k áp dụng cho tất liệu vị trí 90 cm 120 cm Ví dụ: so sánh giá trị đo đầu dò Vmv (chẳng hạn 21 V/m) giá trị tính Vcv (chẳng hạn 20 V/m) khoảng cách 1m Trong trường hợp giá trị điều chỉnh k : Vcv - Vmv = - V/m - giá trị điều chỉnh k phải thêm vào số liệu đo vị trí đo từ 90 cm đến 120 cm - áp dụng cách tính tốn tương tự cho tất giá trị đo tất tần số đo Trong trường hợp trên, k = - V/m Vì k = - bổ sung vào tất liệu đo phép đo đầu dị Hình I.5 - Ví dụ điều chỉnh liệu c) So sánh liệu tính tốn liệu đo Nếu kết so sánh đường cong liệu đo đường cong liệu tính tốn vượt q ± 0,5 dB điểm đo buồng đo khơng sử dụng để hiểu chuẩn đầu dò 52 TCVN xxxx:2013 CHÚ THÍCH: tiêu 0,5 dB thiết lập theo độ không đảm bảo đo vài buồng đo có xác nhận phù hợp để hiệu chuẩn đầu dị trường (bao gồm tổ chức đo lường hiệu chuẩn quốc gia) Một vài đầu dị trường có hộp kim loại cực, chẳng hạn ắc quy bảng mạch Các khối gây nhiễu phản xạ tần số khoảng cách định Khi sử dụng đầu dò kiểu vậy, phải giảm thiểu ảnh hưởng nhiễu phản xạ, chẳng hạn cách xoay tròn đầu dò thay đổi hướng đầu dò I.4.2.6 Đánh giá giá đỡ đầu dị Giá đỡ đầu dị gây phản xạ trường điện từ hiệu chuẩn đầu dị Vì vậy, ảnh hưởng giá đỡ đến kết hiệu chuẩn phải kiểm tra trước thực hiệu chuẩn Thủ tục kiểm tra quy định điều phải thực cho giá đỡ đầu dò sử dụng Thủ tục : 1) Đặt đầu dò giá đỡ chuẩn làm vật liệu có số điện mơi thấp, nhỏ 1,2 có đường suy hao điện mơi nhỏ 0,005 Vị trí đầu dị giống phép hiệu chuẩn Giá đỡ chuẩn cần nhỏ tốt Bất kỳ cấu trúc đỡ khác nên cách đầu dò tối thiểu 50 cm Nên tránh bố trí cấu trúc đỡ (giữa anten đầu dò) mặt trước mặt sau đầu dò 2) Tạo trường chuẩn giới hạn dải động đầu dị vị trí hiệu chuẩn 3) Ghi lại số đọc đầu dò điểm tần số hiệu chuẩn Xoay đặt lại đầu dò cần thiết để phù hợp với dạng hình học đầu dị cần hiệu chuẩn (đối với đầu dò đẳng hướng trục, cần xử lý riêng cho trục), lặp lại bước 1) 2) Ghi lại giá trị đọc đầu dò cho tất hướng 4) Bỏ giá đỡ chuẩn đi, thay giá đỡ cần hiệu chuẩn, lặp lại bước 2) 3) 5) So sánh giá trị từ bước 3) 4) Kết thu phải nhỏ ± 0,5 dB cho hướng đầu dò I.4.2.7 Thủ tục đánh giá buồng đo thay Sử dụng thủ tục thay không áp dụng thủ tục mô tả I.4.2.4 Đặt đầu dị trường vị trí để hiệu chuẩn Phải thay đổi phận cực đầu dò vị trí dọc theo ống ngắm anten horn phát để xác định VSWR buồng đo Sử dụng anten phát giống phép kiểm tra VSWR buồng đo hiệu chuẩn đầu dò Hình I.6 - Ví dụ bố trí phép thử cho anten đầu dị 53 TCVN xxxx:2013 Hình I.7 - Thiết lập phép kiểm tra hợp lẹ buồng đo Thiết lập phép kiểm tra mơ tả Hình I.6 I.7, khoảng cách hiệu chuẩn đầu dò đo từ bề mặt anten horn đến điểm trung tâm đầu dò, khoảng cách trì cố định, ví dụ m Cần sử dụng giá đỡ đầu dị vật liệu có số điện môi thấp để tránh ảnh hưởng lên phép đo Các giá đỡ đầu dò hiệu chuẩn kiểm tra riêng (xem I.4.2.6) Các vị trí đo L - 30 cm, L - 25 cm, L - 20 cm, …, L0, L + cm, L + 10 cm, …, L + 30 cm, ΔL = cm Một trường khơng đổi, ví dụ 20 V/m, tạo cho tất vị trí Cường độ trường tạo phải nằm dải động đầu dò trường Với anten phát đầu dò phân cực dọc, đọc giá trị thị đầu dò cho tất vị trí tất tần số Lặp lại phép kiểm tra với anten phát đầu dò phân cực ngang Tại tần số, có 26 giá trị đọc độc lập (13 vị trí, hai loại phân cực) Độ phân tán cực đại giá trị đọc tần số phải nhỏ ± 0,5 dB Hình I.8 - Ví dụ liệu đánh giá buồng đo phương pháp thay I.4.3 Thủ tục hiệu chuẩn đầu dò Một vài đầu dị đại có hệ số điều chỉnh để có đáp tuyến tuyến tính Các phịng thí nghiệm hiệu chuẩn điều chỉnh hệ số q trình hiệu chuẩn để có đáp tuyến đầu đò nằm khoảng ± 0,5 dB đáp tuyến lý tưởng Nếu có điều chỉnh hệ số , phịng thí nghiệm hiệu chuẩn phải báo cáo đặc tính trước sau điều chỉnh Phải tiến hành kiểm tra độ tuyến tính đầu dò cần hiệu chuẩn Tham khảo I.3.2 ảnh hưởng độ tuyến tính lên hệ thống hiệu chuẩn CHÚ THÍCH : khơng thể điều chỉnh đầu dò, người sử dụng phải bù lại phi tuyến thực hiệu chuẩn trường đồng Q trình hiệu chuẩn đầu dị phải áp dụng điều kiện hệ thống/môi trường đo thỏa mãn yêu cầu I.4 I.4.3.1 Thiết lập phép đo Một giá đỡ không đáp ứng đầy đủ yêu cầu I.4.2.6 gây độ khơng đảm bảo đo lớn Vì phải kiểm tra giá đỡ theo I.4.2.6 Tốt thực việc hiệu chuẩn đầu dò trường với hướng đầu dò trường phù hợp với tiêu kỹ thuật nhà sản xuất tiêu kỹ thuật người sử dụng Hướng đầu dò sử 54 TCVN xxxx:2013 dụng phịng thí nghiệm để hạn chế ảnh hưởng đẳng hướng Nếu nhà sản xuất không quy định hướng đầu dị văn bản, thực việc hiệu chuẩn với hướng đầu dò xem “hướng sử dụng bình thường” đầu dị theo hướng phịng thí nghiệm quy định (nơi sử dụng đầu dò) Trong trường hợp nào, báo cáo hiệu chuẩn phải bao gồm hướng sử dụng đầu dị trường thực hiệu chuẩn Hình I.9 I.10 mơ tả ví dụ thiết lập phép đo Hình I.9 - Bố trí hiệu chuẩn đầu dị trường Hình I.10 - Bố trí hiệu chuẩn đầu dị trường (nhìn từ xuống) I.4.3.2 Biên hiệu chuẩn Kết đo có I.4.3.1 phải báo cáo biên hiệu chuẩn Biên hiệu chuẩn phải gồm tối thiểu mục sau : a) môi trường hiệu chuẩn; b) nhà sản xuất đầu dò; c) loại thiết kế; d) số xeri; e) ngày hiệu chuẩn; f) nhiệt độ độ ẩm; g) chi tiết số liệu hiệu chuẩn : - tần số; - cường độ trường áp dụng (V/m) - số đầu dị (V/m) - hướng đầu dị; h) độ khơng đảm bảo đo 55 TCVN xxxx:2013 I.5 Phương pháp mơi trường hiệu chuẩn đầu dị thay Mục mô tả yêu cầu môi trường áp dụng cho vị trí hiệu chuẩn thay thế, ví dụ cần để hiệu chuẩn dải tần số thấp Phải thực hiệu chuẩn môi trường quy định độc lập với môi trường thử quy định tiêu chuẩn Khác với EUT đối tượng để thử miễn nhiễm, đầu dị trường thường nhỏ khơng trang bị cáp dẫn I.5.1 Sử dụng TEM để hiệu chuẩn đầu dị trường Có thể sử dụng TEM hình chữ nhật để tạo trường chuẩn cho việc hiệu chuẩn đầu dò trường Tần số sử dụng mức cao TEM xác định phương pháp mô tả điều 5.1 tiêu chuẩn IEC 61000-4-20 Các tần số mức cao ô TEM thường vài trăm MHz Cường độ trượng trung tâm TEM tính sau : Với Z0 trở kháng riêng TEM (thường 50 Ω), Pnet tổng công suất nguồn tính theo W, cơng suất xác định I.4.2.1, h khoảng cách phân tách vách ngăn mặt phẳng đỉnh mặt phẳng đáy tính theo m VSWR TEM phải trì thấp, ví dụ nhỏ 1,3 để giảm thiểu độ không đảm bảo đo Một phương pháp thay đo Pnet sử dụng TEM hiệu chuẩn, nối cổng TEM với suy hao có VSWR thấp với cảm biễn công suất I.5.2 Sử dụng buồng đo dạng ống dẫn sóng để hiệu chuẩn đầu dị trường Hình I.11 - Mặt cắt buồng đo dạng ống dẫn sóng Các phịng thử nghiệm hiệu chuẩn phải đảm bảo buồng đo dạng ống dẫn sóng hoạt động chế độ TE10 ưu tiên Phải tránh tần số kích thích chế độ có bậc cao Nhà sản xuất ống dẫn sóng thường quy định dải tần số có chế độ ưu tiên hoạt động Có thể xác định tần số dựa vào kích thước ống dẫn sóng Việc sử dụng buồng đo dạng ống dẫn sóng bị giới hạn dải tần khoảng từ 300 MHz đến 000 MHz với đầu dị có kích thước điển hình Với ống dẫn sóng có kích thước bên a (m) x b (m) (a > b), tần số giới hạn chế độ TE10 : Với µ ɛ độ thẩm từ số điện mơi mơi trường ống dẫn sóng Với ống dẫn sóng điền đầy khí µ = µ0 = 400 nHm-1 ɛ = ɛ0 = 8,854 pFm-1 Tần số giới hạn buồng đo dạng ống dẫn sóng điền đầy khí : Cường độ trường trung tâm ống dẫ sóng : 56 TCVN xxxx:2013 Với f (tính theo MHz) tần số hoạt động, η0 = 377 Ω áp dụng cho ống dẫn sóng khí, Pnet (tính theo W) cơng suất nguồn cung cấp cho ống dẫn sóng, xác định theo I.4.2.1 Lưu ý trường bên buồng đo dạng ống dẫn sóng khơng phải sóng TEM, cường độ trường trung tâm ống dẫn sóng lớn ( với phân bố hình sin, giảm dần tới khơng theo hình chóp nón theo cạnh tường) Khuyến nghị thực phép hiệu chuẩn đầu dò trung tâm ống dẫn sóng, nơi cường phân bố trường thay đổi (có tính đồng hơn) so với vị trí khác Để biết thêm thơng tin chi tiết ống dẫn sóng bao gồm cách tính tần số cắt tham khảo [5] I.5.3 Sử dụng ống dẫn sóng hở để hiệu chuẩn đầu dò trường Tồn giải pháp phân tích giải pháp thực nghiệm để tính tốn độ tăng ích trường gần ống dẫn sóng hở giới thiệu [6] Do khơng có giải pháp lý thuyết đơn giản để tính độ tăng ích trường gần ống dẫn sóng hở, nên sử dụng kỹ thuật tính tốn số tồn sóng cá kỹ thuật đo mơ tả [4] Một xác định độ tăng ích trường gần ống dẫn sóng hở, q trình hiệu chuẩn phải theo thủ tục có I.4.3 I.5.4 Sử dụng phương pháp biến đổi độ tăng ích để hiệu chuẩn đầu dị trường Có thể sử dụng đầu dò chuyển đổi để tạo trường chuẩn thiết bị tạo trường (thiết bị làm việc chuẩn) Có thể xác đinh đáp tuyến đầu dò chuyển đổi tính tốn lý thuyết (các đầu dị hai cực), thực hiệu chuẩn theo phương pháp I.5.1 I.5.2 Hàm truyền thiết bị chuẩn (ví dụ TEM tần số GHz) xác định đầu dò chuyển đổi Phân bố trường thiết bị chuẩn phải ghép với đầu dò chuyển đổi, tức phải tiến hành đo vài vị trí cần thiết để đánh giá tính đồng trường phép thử Một xác định hàm truyền thiết bị chuẩn, thực hiệu chuẩn đầu dị mức công suất khác miễn thiết bị chuẩn tuyến tính Phải hiệu chuẩn đầu dị vị trí giống thực với đầu dị chuyển đổi Phải đáp ứng điều kiện để thực phương pháp chuyển đổi xác : - không thay đổi thiết lập thủ tục hiệu chuẩn thủ tục chuyển đổi; - phải giữ ngun vị trí đầu dị phép đo; - trì cơng suất phát giống nhau; - cấu trúc đầu dò cần đo đầu dò chuyển đổi phải tương tự ( kích thước thiết kế) - cáp kết nối cảm biến phần đọc kết không gây nhiễu thu nhận trường - thiết bị chuẩn buồng đo lớn Tham khảo [7] [8] để có thông tin chi tiết phương pháp I.6 Tài liệu tham khảo cho Phụ lục I [1] STUBENRAUCH, C., NEWELL, C A C., REPJAR, A C A., MacREYNOLDS, K., TAMURA D T., LARSON, F H., LEMANCZYK, J., BEHE, R., PORTIER, G., ZEHREN, J C., HOLLMANN, H., HUNTER, J D., GENTLE, D G., and De VREEDE, J P M International Intercomparison of Horn Gain at X-Band IEEE Trans On Antennas and Propagation, October 1996, Vol 44, No 10 [2] IEEE 1309, Calibration of Electromagnetic Field Sensors and Probes, Excluding Antennas, from kHz to 40 GHz [3] KANDA, M and KAWALKO, S Near-zone gain of 500 MHz to 2.6 GHz rectangular standard pyramidal horns IEEE Trans On EMC, 1999, Vol 41, No 57 TCVN xxxx:2013 [4] NEWELL, Allen C., BAIRD, Ramon C and Wacker, Paul F Accurate measurement of antenna gain and polarization at reduced distances by extrapolation technique IEEE Trans On Antennas and Propagation, July 1973, Vol AP-21, No [5] BALANIS, C A Advanced Engineering Electromagnetics John Wiley & Sons, Inc., 1989, pp 363375 [6] WU, Doris I and KANDA, Motohisa Comparison of theoretical and experimental data for the near field of an open-ended rectangular waveguide IEEE Trans On Electromagnetic Compatibility, November 1989, Vol 31, No [7] GLIMM, J., MÜNTER, K., PAPE, R., SCHRADER, T and SPITZER, M The New National Standard of EM Field Strength; Realisation and Dissemination 12th Int Symposium on EMC, Zurich, Switzerland, February 18-20, 1997, ISBN 3-9521199-1-1, pp 611-613 [8] GARN, H., BUCHMAYR, M., and MULLNER, W Precise calibration of electric field sensors for radiated-susceptibility testing Frequenz 53 (1999) 9-10, Page 190-194 58 TCVN xxxx:2013 Phụ lục J (Tham khảo) Độ không đảm bảo đo thiết bị thử J.1 Tổng quan Phụ lục cung cấp thông tin độ không đảm bảo đo mức thử thiết lập theo yêu cầu cụ thể phương pháp thử quy định tiêu chuẩn Xem [1,2] để biết thêm thông tin chi tiết Phụ lục đưa ví dụ cách chuẩn bị quỹ khơng đảm bảo đo dựa theo mức thử thiết lập Các tham số khác đại lượng nhiễu tần số điều chế, độ sâu điều chế, hài tạo khuếch đại phịng thí nghiệm tính đến theo cách phù hợp Phương pháp luận phụ lục xem áp dụng với tất tham số đại lượng nhiễu Xem xét yếu tố cấu thành độ không đảm bảo đo đến tính đồng trường bao gồm ảnh hưởng vị trí thử J.2 Quỹ khơng đảm bảo đo cho thiết lập mức thử J.2.1 Định nghĩa giá trị đo Giá trị đo cường độ trường điện thử giả định (khơng có EUT) điểm UFA lựa chọn theo bước 6.2.1 bước a) 6.2.2 bước a) tiêu chuẩn J.2.2 Các thành phần tạo nên độ không đảm bảo đo giá trị đo Các sơ đồ ảnh hưởng sau ( Hình J.1) đưa ví dụ ảnh hưởng đến mức thử thiết lập Nó áp dụng cho trình hiệu chuẩn trình thử, cần lưu ý khơng phải sơ đồ đầy đủ Các thành phần quan trọng từ sơ đồ ảnh hưởng lựa chọn cho bảng quỹ không đảm bảo đo J.1 J.2 Ít nhất, phải sử dụng thành phần cấu thành liệt kê Bảng J.1 đến J.2 để tính tốn quỹ khơng đảm bảo đo để so sánh quỹ không đảm bảo đo điểm thử phịng thí nghiệm khác Lưu ý phịng thí nghiệm có bổ sung thêm thành phần cấu thành khác, tính tốn độ khơng đảm bảo đo dựa sở điều kiện cụ thể Hình J.1 – Ví dụ ảnh hưởng lên thiết lập mức đo J.2.3 Ví dụ tính tốn độ không đảm bảo đo mở rộng Cần phải nhận thấy thành phần cấu thành áp dụng cho việc hiệu chuẩn thử nghiệm không giống Điều dẫn đến quỹ khác độ không đảm bảo đo cho trình 59 TCVN xxxx:2013 Trong tiêu chuẩn sở này, trường bên buồng thử hiệu chuẩn trước thử EUT Phụ thuộc vào cấu hình thử, vài thành phần cấu thành khơng xét đến tính tốn độ khơng đảm bảo đo Các ví dụ có thành phần bù điều khiển mức công suất đầu khuếch đại không thay đổi việc hiệu chuẩn thử (mất phối hợp anten khuếch đại) Đầu dò trường thiết bị giám sát cơng suất (có tính lặp lại độ tuyến tính độ xác phép đo) không bao gồm điều khiển mức công suất đầu thành phần cấu thành cần xem xét việc đánh giá độ không đảm bảo đo Bảng J.1 J.2 đưa ví dụ quỹ khơng đảm đo mức thiết lập Quỹ không đảm bảo đo gồm phần, độ không đảm bảo đo hiệu chuẩn phép thử Bảng J.1 – Quá trình hiệu chuẩn Ký Nguồn U(xi) hiệu khơng đảm Đơn vị Phân bố Ước số u(xi) Đơn vị ci ui(y) Đơn ui(y) vị bảo Xi FP chuẩn Hiệu đầu 1,7 dB dò Chuẩn 0,85 dB 0,85 dB 0,72 1,73 0,17 dB 0,17 dB 0,03 1,73 0,12 dB 0,12 dB 0,01 1,73 0,35 dB 0,35 dB 0,12 k=2 trường Đồng hồ đo PMc 0.3 dB công suất PAc Chữ nhật Biến đổi nhanh độ khuếch đại khuếch đại 0,2 dB Chữ nhật công suất Độ xác SWc 0,6 dB thiết lập mức Chữ nhật SW Σui(y) 0,88 √Σui(y) 0,94 Độ không đảm bảo đo mở rộng U(y)(CAL) k = 1,88 dB Bảng J.2 – Mức thiết lập Ký hiệu Nguồn U(xi) Đơn vị Phân bố Ước số u(xi) Đơn vị ci ui(y) không đảm Đơn ui(y) vị bảo Xi Hiệu chuẩn CAL đầu 1,88 dB dò Chuẩn 0,94 dB 0,94 dB 0,89 0,38 dB 0,38 dB 0,14 1,73 0,17 dB 0,17 dB 0,03 1,73 0,12 dB 0,12 dB 0,01 k=2 trường AL 0,38 dB Chữ nhật PMt a) Đồng hồ đo 0,3 dB công suất PAt Chữ nhật 0,2 dB Chữ nhật 60 TCVN xxxx:2013 Ký hiệu Nguồn U(xi) Đơn vị Phân bố Ước số u(xi) Đơn vị ci ui(y) không đảm Đơn ui(y) vị bảo Xi SWt Độ 0,6 dB xác thiết lập Chữ 1,73 0,35 dB 0,35 dB 0,12 1,73 0,08 dB 0,08 dB 0,01 nhật mức SW SG Tính ổn định 0,13 máy dB Chữ nhật phát tín hiệu Σui(y) 2 1,20 √Σui(y) 1,10 Độ không đảm bảo đo mở rộng U(y)(CAL) k = 2,19 dB a) Nếu mức điều khiển mức đầu tạo tín hiệu dựa máy đo công suất sử dụng, PMt nhập vào bảng, không, độ ổn định độ trôi tạo tín hiệu khuếch đại cơng suất phải tính đến Trong ví dụ này, khuếch đại cơng suất khơng góp phần vào quỹ khơng đảm bảo đo phần điều khiển đầu khuếch đại công suất, cần xét đến đóng góp máy đo cơng suất đủ J.2.4 Giải thích thuật ngữ FP – độ không đảm bảo đo hiệu chuẩn, khơng cân đầu dị trường, đáp tuyến tần số độ nhạy nhiệt độ đầu dị trường Thơng thường, số liệu thu từ bảng liệu đầu dò và/ giấy chứng nhận hiệu chuẩn PMc – độ không đảm bảo đo máy đo công suất, bao gồm cảm biến nó, lấy từ đặc tính nhà sản xuất chứng nhận hiệu chuẩn PAC – độ không đảm bảo đo phát sinh từ biến đổi nhanh độ khuếch đại khuếch đại công suất sau đạt trạng thái ổn định SWC – độ không đảm bảo đo phát sịnh từ bước tần số rời rạc tạo tần số phần mềm cho việc thiết lập mức q trình hiệu chuẩn Thơng thường, phần mềm điều chỉnh phịng thử nghiệm CAL – độ không đảm bảo mở rộng liên quan đến trình hiệu chuẩn SG – độ trơi tạo tín hiệu thử thời gian quét AL – độ không đảm bảo đo phát sinh từ việc tháo bỏ thay anten hấp thụ (absorbers) Theo Hướng dẫn 98-3 ISO/IEC, thay đổi vị trí anten vị trí hấp thụ thành phần cấu thành phân bố loại A, có nghĩa độ khơng đảm bảo đo chúng đánh giá phân tích thống kê chuỗi kiện quan trắc Thông thường, phân bố loại A phần độ không đảm bảo đo thiết bị đo, nhiên, phân bố xét đến tầm quan trọng chúng mối liên quan chặt chẽ chúng với thiết bị đo PMt – độ không đảm bảo đo máy đo công suất, bao gồm cảm biến, lấy từ đặc tính nhà sản xuất (được xem dạng phân bố chữ nhật) giấy chứng nhận hiệu chuẩn (được xem như dạng phân bố chuẩn) Nếu sử dụng máy đo công suất cho hiệu chuẩn đo thử, thành phần cấu thành giảm xuống tính lặp lại tuyến tính khuếch đại công suất Cách tiếp cận áp dụng bảng Thành phần bỏ qua nêu sử dụng cấu hình đo khơng có điều khiển đầu khuếch đại cơng suất (ngược lại với Hình tiêu chuẩn này) Trong trường hợp này, độ khơng đảm bảo đo tạo tín hiệu khuếch đại công suất phải kiểm tra lại PAt –độ không đảm bảo đo phát sinh từ biến đổi nhanh độ khuếch đại khuếch đại công suất sau đạt trạng thái ổn định 61 TCVN xxxx:2013 SWt – độ không đảm bảo đo phát sinh từ bước tần số rời rạc máy phát tín hiệu phần mềm cho việc thiết lập mức q trình hiệu chuẩn Thơng thường, phần mềm điều chỉnh phịng thử nghiệm SG – độ trơi phát tín hiệu thử thời gian quét J.3 Ứng dụng Độ khơng đảm bảo đo tính tốn (độ khơng đảm bảo đo mở rộng) sử dụng cho nhiều mục đích, ví dụ định tiêu chuẩn sản phầm cho phòng thử nghiệm hợp chuẩn Khơng sử dụng kết tính tốn để điều chỉnh mức thử áp dụng cho EUT trình thử nghiệm J.4 Tài liệu tham khảo Phụ lục J [1] IEC TC77 document 77/349/INF, General information on measurement uncertainty of test instrumentation for conducted and radiated r.f immunity tests [2] UKAS, M3003, Edition 2, 2007, The Expression of Uncertainty and Confidence in Measurement, free download on www.ukas.com [3] ISO/ IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement – Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995) 62 TCVN xxxx:2013 Thư mục tài liệu tham khảo [1] IEC 61000-4-3 “Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-3 : Testing and measurement techniques – Radiated, radio – frequency, electromagnetic field immunity test” 63