Tìm hiểu các phương pháp cải thiện EMC khi thiết kế mạch

Tiểu luận EMC TIỂU LUẬN MÔN HỌC TƯƠNG THÍCH TRƯỜNG ĐIỆN TỪ Đề tài: Tìm hiểu phương pháp cải thiện EMC thiết kế mạch Trang: Tiểu luận EMC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ 1.1 Tương thích điện từ gì? 1.2 Các đại lượng điện từ 1.3 Các phương pháp nhận dạng nhiễu 1.4 Nguyên tắc đảm bảo tương thích điện từ thiết bị viễn thông .7 1.5 Các vấn đề quản lý tương thích điện từ CHƯƠNG 2: CÁC BIỆN PHÁP CẢI THIỆN TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ KHI THIẾT KẾ MẠCH 12 2.1 Các biện pháp cải thiện tương thích điện từ thiết kế mạch .12 2.2 Mô hình hóa hệ thống .12 2.3 phương pháp cải thiện EMC 13 2.3.1 Giảm tốc độ hệ thống .14 2.3.2 Giảm tất vòng từ tính mạch in 15 2.3.3 Hủy bỏ vùng từ trường H 20 2.3.4 Giảm độ tự cảm tất linh kiện .22 2.3.5 Giảm điện trở nối tiếp tương đương 30 2.4 Kết luận .30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 Trang: Tiểu luận EMC LỜI MỞ ĐẦU Tương thích điện từ EMC ( Electromagnetic Compatibility) - khả thiết bị điện – điện tử hoạt động tốt có diện thiết bị khác có tín hiệu nhiễu từ môi trường xung quanh tác động vào – quan tâm lớn lĩnh vực thiết kế chế tạo thiết bị công nghệ cao Trước đây, vấn đề chưa quan tâm nhiều độ phức tạp thiết kế chưa cao, với tốc phát triển chóng mặt công nghệ điện tử thiết kế có độ tích hợp, độ phức tạp tốc độ làm việc ngày cao đòi hỏi thiết kế phải tuân thủ qui định tương thích điện từ vận hành tốt mang lại độ xác cao Đồng thời để thiết bị làm việc tương thích mà không gây tác hại, sai lệch cho Trong phạm vi tiểu luận môn học với thời gian nghiên cứu có hạn, đề tài đề cập đến hai vấn đề chính: đề cập nguyên tắc việc đảm bảo khả tương thích điện từ hệ thống, hai tìm hiệu số phương pháp để cải thiện khả tương thích tốt thiết kế mạch Trang: Tiểu luận EMC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ 1.1 TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ LÀ GÌ? EMC: Electromagnetic Compatibility Tương thích điện từ khoa học rõ đặc tính mà thiết bị điện, điện tử, tin học có chúng vận hành tốt môi trường có diện thiết bị khác có tín hiệu nhiễu từ môi trường xung quanh chúng tác động vào Để thực điều này, ta phải dùng kỹ thuật phương tiện cho phép tránh hiệu ứng không mong muốn mà nhiễu gây Khoa học tương thích điện từ rõ toàn kỹ thuật dùng để xử lý đặc tính Theo quy định chung, tính tương thích điện từ EMC hiểu là: Đối với thiết bị vô tuyến điện tử phải: Không gây can nhiễu vượt mức độ cho phép hoạt động bình thường thiết bị vô tuyến điện tử khác Bản thân thiết bị phải làm việc bình thường nguồn tín hiệu khác làm việc Có thể định nghĩa kiểu sở việc tác động qua lại hệ thống • Hiệu ứng thiết bị sinh tác động lên thiết bị khác, tượng giao thoa bên hệ thống • Hiệu ứng môi trường xung quanh sinh tác động lên thiết bị • Hiệu ứng thiết bị sinh tác động lên môi trường Lĩnh vực EMC bao gồm vấn đề sau: • Phân tích học cho hiệu ứng nhiễu • Nghiên cứu truyền nhiễu xạ truyền dọc theo đường dây kim loại nối với thiết bị • Định nghĩa kiểu ghép khác hệ thống điện, điện tử, tin học • Xác định điều kiện kiểu ghép Trang: Tiểu luận EMC • Đánh giá hậu thực tế nhiễu thiết bị vận hành • Dự đoán tình xảy nhiễu, số thiết bị không vận hành theo chuẩn • Sự lọc nhiễu tần số thời gian • Những phương tiện cho phép thiết bị hoạt động không bị ảnh hưởng nhiễu • Tổng hợp thiết bị dễ bị ảnh hưởng nhiễu • Thiết lập tiêu chuẩn để đưa giá trị giới hạn chấp nhận máy phát máy thu Như mục đích EMC mang lại tương thích hoạt động hệ thống nhạy cảm với môi trường trường điện từ nó, tượng nhiễu loạn sinh từ hệ thống, phần hệ thống từ nguồn bên PHÂN TÍCH CÁC NGUỒN NHIỄU Trong lĩnh vực EMC, hai phần tử đóng vai trò nguồn gây nhiễu hệ thống bị nhiễu Phương tiện giao tiếp chúng đường ghép hai kiểu ghép: • Ghép đường dẫn Nhiễu sinh kiểu ghép gọi nhiễu dẫn Đường ghép tiếp xúc trực tiếp, dung kháng điện trường, cảm kháng điện trường • Ghép xạ Nhiễu sinh kiểu ghép gọi nhiễu xạ Nhiễu thâm nhập vào hệ thống hiệu ứng đồng thời điện trường từ trường dạng sóng điện từ truyền không gian Can nhiễu phân ra: can nhiễu thiên nhiên can nhiễu công nghiệp • Can nhiễu thiên nhiên can nhiễu phóng điện khí quyển, tạp âm vũ trụ xạ mặt trời mặt trăng Trang: Tiểu luận EMC • Can nhiễu công nghiệp có loại có phổ tia lửa điện, phóng điện hồ quang Can nhiễu công nghiệp có phổ hẹp thiết bị vô tuyến điện xạ Sự xạ chia xạ (còn gọi xạ sở) xạ phụ Bức xạ đảm bảo cho thiết bị hoạt động bình thường nằm dải tần công tác Bức xạ phụ lại phân chia ra: xạ băng (phụ thuộc vào trình điều chế sóng) xạ phụ nằm xa băng tần công tác (là xạ sóng hài) Can nhiễu có dạng xung dạng sóng liên tục Can nhiễu can nhiễu ngoài, tác động qua anten từ nguồn đặt xa Can nhiễu can nhiễu nội từ nguồn gần (như đường thông tin vô tuyến chuyển tiếp, can nhiễu nội luồng (trunk) siêu cao tần lân cận gây Tiếp theo, ta cần phân biệt can nhiễu phương tiện vô tuyến điện từ công tác dải tần chung với can nhiễu phương tiện công tác dải tần khác Để chống lại can nhiễu thứ ta cải thiện lọc hay che chắn tốt Muốn giảm bớt can nhiễu này, ta cần giảm bớt độ nhạy máy thu dùng tín hiệu đặc biệt có tác dụng giảm nhiễu điều chế vào sóng xạ 1.2 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN TỪ Cơ cấu ghép chất tín hiệu nhiễu xác định đại lượng vật lý đo đơn vị sử dụng Nhiễu xạ Nhiễu xạ thường gọi nhiễu xạ đặc trưng điểm, trường điện từ xác định sau: • Một thành phần điện trường E • Một thành phần từ trường H Hoặc tùy trường hợp, công suất bề mặt dP( mật độ bề mặt công suất xạ) Trong trường hợp sóng phẳng, E thẳng góc với H có quan hệ: E =120πH Trang: Tiểu luận EMC Đối với tần số nhỏ 30MHz, thực hành đo nhiễu xạ, cần phải đo thành phần từ trường điện trường chúng không kiểm tra điều kiện sóng phẳng Tuy nhiên, tốt đặc trưng thành phần từ trường việc đo ổn định dễ thực đo thành phần điện trường Như vậy, để đo lường lĩnh vực vô tuyến điện, Ủy ban tư vấn quốc tế thông tin vô tuyến khuyến nghị đo thành phần từ trường biểu thị từ trường giá trị điện trường tương đương mà ta có sóng phẳng 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG NHIỄU Để nhận dạng nhiễu, cần có biện pháp đánh giá lấn phổ nhiễu Trong thực tế, tín hiệu nhiễu tác động mạnh theo cách khác tùy theo tín hiệu dải rộng dải hẹp Một thiết bị gây nhiễu hình sin không ảnh hưởng đến hoạt động hệ thống truyền, tần số thiết bị nằm dải có ích hệ thống, tín hiệu nhiễu loại dải rộng bao phủ dải có ích chất lượng truyền hệ thống bị thoái biến Để đặc tính hóa lấn lên phổ cách tốt chất tín hiệu nhiễu phân tích, ta dùng nhiều phương pháp khác nhờ máy thu đo lường máy phân tích phổ 1.4 NGUYÊN TẮC ĐẢM BẢO TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ CỦA CÁC THIẾT BỊ VIỄN THÔNG Khi ta cần đồng thời triển khai nhiều phương tiện vô tuyến khác chủng loại chung dải tần công tác ta phải đặt thiết bị với khoảng cách không gian đủ xa Trong không gian này, thiết bị chiếm không gian xạ tương ứng với công suất máy phát xạ, dải tần suất tính phương hướng anten, điều kiện truyền sóng v.v Trang: Tiểu luận EMC Hình 1.1 Không gian xạ Trong không gian xạ (hình 1) hệ thống thông tin đặc trưng công suất phát xạ Pph, băng tần Df, tần xuất fx, đồng thời có nhiễu Pi, fi ảnh hưởng đến anten thu Về phía thu, không gian thu sóng phụ thuộc vào đặc tính anten thu độ nhạy thu Giả thiết máy thu làm việc bình thường với mức can nhiễu cho phép Pcp ta tính khoảng cách thiết bị dùng chung tần suất Nhưng thực tế xác định khoảng cách phức tạp với lý sau: Địa hình mặt đất phức tạp Công suất nguồn gây can nhiễu đến anten thu theo sóng trực tiếp, sóng phản xạ, sóng nhiễu xạ, sóng siêu khúc xạ Nếu muốn xác định trường bị ảnh hưởng can nhiễu, ta cần xét trường nguồn nhiễu xạ thời gian truyền sóng tốt (vào mùa hè) Anten có tính phương hướng nên tính toán Pcp phải xét đến hệ số tăng ích G(q) anten Hình đường biểu diễn cường độ hướng cho phép Pcp toạ độ cực mặt đất Trên hình có mức can nhiễu cho phép với Pcp2>>Pcp1 Rõ ràng đường cong Pcp1, ta đặt máy thu cho phép làm việc với mức can nhiễu lớn hay mức Pcp1 Cũng cần nói thêm, địa hình cụ thể đường cong hình thay đổi tác dụng che chắn vật chướng ngại nhà cao tầng Trang: Tiểu luận EMC Hình 1.2 Đường biểu diễn cường độ hướng cho phép Pcp toạ độ cực 1.5 VẤN ĐỀ QUẢN LÝ TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ EMC Trong Pháp lệnh Bưu Viễn thông nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam ban hành ngày 07/06/2002, điều 69, mục nói rõ quản lý tương thích điện từ Nhà nước Việt Nam coi trọng việc sử dụng quản lý tài nguyên tần phổ sóng điện từ đường công nghiệp hoá đại hoá Ở nước phát triển, việc quản lý tương thích điện từ quy định rõ ràng Các nhà sản xuất thiết bị điện điện từ phải đảm bảo sản phẩm họ thoả mãn yêu cầu tiêu chuẩn EMC nước mà từ nước sản phẩm xuất Đây biểu thị trách nhiệm nhà sản xuất thị trường Tại thị trường chung châu Âu EEC EFTA, loại sản phẩm bị chê trách tiêu chí chất lượng EMC sản phẩm bị loại khỏi thị trường Để có chấp thuận phù hợp với tiêu chí EMC, sản phẩm quan có thẩm quyền kiểm nghiệm cấp chứng đo thử kiểm nghiệm có nội dung: - Đo thử phát xạ (emissions) - Đo thử vượt nhiễu (Immunity) Thử phát xạ sơ đồ hình 3a Sóng điện từ EM thân thiết bị cần đo thử qua dây cáp nối tín hiệu dây cấp nguồn xạ không gian Các nhiễu thường nhiễu liên tục Thử vượt nhiễu: Sơ đồ đo hình 3b Trong thiết bị cần đo, chịu tác động có sóng chấn tử nguồn tạo sóng phát Trang: Tiểu luận EMC Hình 1.3 Đo phát xạ vượt nhiễu Trước kia, quy định EMC quan tâm đến phát xạ điện từ, nguồn gốc gây vấn đề can nhiễu Tuy nhiên gần nhà lập pháp EMC ý tới hầu hết vấn đề tính vượt nhiễu dù tượng độ dòng điện điện áp, tượng phóng điện tự nhiên (xung sét) Tuy nhiên, mức xác “tính vượt nhiễu” biết bị hỏng bình thường BIỆN PHÁP CHUNG CẢI THIỆN TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ Vấn đề tương thích điện từ đặt từ đầu kỷ 20 Ngoài việc tiếp tục chinh phục dải tần ngày cao làm thập kỷ kỷ 20 vừa qua, EMC đặt cho toán cần tiếp tục giải Đó là: Hoàn thiện phương pháp sử dụng cách tiết kiệm băng tần Người ta thường áp dụng: - Nâng cao độ ổn định tần số nguồn phát xạ - Giảm thiểu cường độ xạ băng xạ phụ Đặc tính hóa nguồn nhiễu xác định trường nhiễu mà nguồn xạ Hoàn thiện phương pháp giảm nguồn nhiễu nơi chúng xuất Chúng ta cần tiếp tục: - Cải thiện đặc tính lọc dùng thạch anh ống dẫn sóng - Bọc chắn trường điện từ can nhiễu nối đất tốt Trang: 10 Tiểu luận EMC Hình 2.5 Cấu trúc điện cảm ký sinh Điện cảm tổng cộng: Với L1, L2 điện cảm dây dẫn Mk độ tự cảm chúng Nếu Vcc Vss có điện cảm giống LT giảm xuống: Nếu hệ số ghép từ tính k hai dây dẫn đơn vị điện cảm tự cảm điện cảm dây dẫn: Mk=L1, điện cảm tổng vòng kín Vì để giảm đến mức nhỏ điện cảm tổng đường dẫn, điện cảm tự cảm dây dẫn phải đạt cực đại Bởi hai dây dẫn cần phải đặt gần để giảm khoảng cách chúng Hình 2.6 hình 2.7 đưa điện cảm tự cảm vởi khoảng cách khác Trang: 17 Tiểu luận EMC Hình 2.6 Điện cảm tự cảm với l = 10 cm h = 1,6 mm Công thức cấu hình thích hợp dòng trực tiếp hồi tiếp qua hai đường mạch Hình 2.7 cho thấy giá trị Mk khác cho kích thước đường mạch khác PCB Hình 2.7 Điện cảm tự cảm so với chiều dài chiều cao đường mạch PCB Nếu mặt chuyên dụng cho nguồn nên giữ đường mạch gần tốt để giảm vòng bề mặt điện cảm kí sinh hình 2.8 Trang: 18 Tiểu luận EMC Hình 2.8 Bề mặt mạng VCC VSS giảm c Rút ngắn đường vòng xung quanh dao động thạch anh Hình 2.9 cho thấy mô hình điện dao động chung thực vi điều khiển Tại nơi cộng hưởng dòng i1 i2 có biên độ Các vòng gần dao động làm ổn định vùng bão hòa khuếch đại mà tạo số hài tần số cao Vì vòng đầu ( X2, C2, Và VSS) phải tối ưu hóa trước tiên sau vòng đầu vào ( X1, C1 VSS) Trong hai trường hợp chúng phải nhỏ tốt Hình 2.9 Cách layout cho dao động Trang: 19 Tiểu luận EMC 2.3.3 Hủy bỏ vùng từ trường H a Bố trí vòng từ trường đối diện Những mạch giống phải thực hình 2.10 Trong cách bố trí này, bề mặt vòng từ tính giống trường H tạo mặt đối diện có khuynh hướng triệt tiêu lẫn Có thể dùng cách bố trí khác với cách cần dùng tụ nối cho chip Hình 2.10 Hủy bỏ từ trường H b Chọn Package cho Vcc Vss gần nhau: Khi chân Vcc Vss gần nhau, hệ số kết hợp từ tính gần 0.8 nên điện cảm tự cảm gần với điện cảm chân nên từ tính tổng điện cảm đường Vcc Vss không Điều i Vcc iVss có biên độ pha trường hợp dòng chạy lõi IC, hoàn toàn không cho vùng đệm bên Trang: 20 Tiểu luận EMC Hình 2.11 Chân Vcc Vss bố trí gần để hủy trường H c Chọn package với vài chân Vcc hoặcVss đặt đối diện nhau: Tăng số chân Vcc Vss lên gấp đôi giảm điện cảm tương đương giảm 6dB từ trường H Nếu chân đặt vị trí đối diện từ trường H giảm nhiều từ  dB phần từ trường H bị hủy hình 2.12 biểu đồ 2.13 Hình 2.12 Hai chân Vss bố trí đối diện giảm 34dB từ trường H Hình 2.13 Chân Vss đôi đối diện giảm phát xạ đến 10dB Trang: 21 Tiểu luận EMC 2.3.4 Giảm độ tự cảm tất thành phần (các đường mạch PCB, dạng vỏ IC, tụ,…) a Tăng độ rộng kết nối PCB: Do tính không lý tưởng, đường nối đến nguồn không hoàn toàn ngắn mạch mà chứa thành phần kí sinh điện trở điện cảm Hình 2.14 Mô hình đường mạch PCB Đường mạch PCB trở kháng phức tạp có giá trị thay đổi theo tần số Hình 2.14 mô tả thay đổi trở kháng theo tần số ba đường mạch với độ rộng khác với chiều dài độ dày 10 cm 36 µm b Sử dụng mặt phẳng nguồn mass: Điện cảm tổng cộng vòng mạch (LT) giảm nhanh dùng mặt phẳng Vss điện cảm tương đương mặt phẳng nhỏ nhiều so với điện cảm đường mạch PCB thể hình 2.15 Có điều đường bao tạo Trang: 22 Tiểu luận EMC từ trường H lớn nhiều so với đường bao xung đường tín hiệu Cả hai điện cảm độc lập xác định riêng rẻ Điện cảm mặt phẳng Mass không bị ảnh hưởng độ rộng đường mạch PCB tính toán sử dụng công thức sau: Công thức tính điện cảm đường mạch PCB: Điện cảm độc lập với độ rộng Mass bảng mạch in Ví dụ đường mạch có độ dài 10 cm, rộng 1mm tách mặt phẳng mass dày 1.6 mm tạo điện cảm 51nH Một mặt phẳng kích thước độ rộng 10 cm tạo điện cảm 0.8 nH Một đường mạch giống mà mặt phẳng mass điện dẫn 115 nH Như nhờ mặt phẳng điện cảm đường mạch tạo giảm đến 2.5 lần Hình 2.15 Một mặt phẳng Vss có điện cảm nhỏ giảm điện cảm phát đường mạch Trang: 23 Tiểu luận EMC Đây cách giải tốt để giảm yếu tố kí sinh, điện cảm kí sinh nhỏ đường biên lớn yếu tố ghép từ tốt Nó mô hình hóa mạch LC kích thước lớn nguồn tải nhỏ 1/10 độ dài sóng nhỏ Mặt khác PCB hoạt động đường dây anten Hình 2.16 Mặt phẳng nguồn mass mô hình LC Tụ PCB gồm hai mặt đồng, lớp điện môi Giá trị điện dung tính hình 2.16 Ví dụ, mặt phẳng có kích thước 10x10 cm, có độ dày 36µm, với lớp điện môi dày 1.6mm có điện cảm tổng cộng 0.05nH điện dung 271 pF Tần số cổng hưởng mặt phẳng 1.4Ghz, kỹ thuật mặt phẳng nguồn có hiệu tần số cao khoảng cách nguồn tải ngắn Mặt phẳng tác dụng tần số thấp điện dung tương đương không cao trở kháng tăng lên, mức phát xạ thấp Ở dãi tần số thấp trung bình ta thêm tụ nối để giữ cho trở kháng mức thấp Trang: 24 Tiểu luận EMC Hình 2.17 Đặc tuyến mặt phẳng nguồn cung cấp Bảng cho thấy giá trị điện cảm PCB cho cấu hình khác Mặt phẳng Vcc Mass cho kết tốt điện dung kết nối lớn c Sử dụng tụ thoát phù hợp với tần số làm việc mạch: Một tụ không lý tưởng mô mạch RLC, linh kiện gắn bề mặt có điện cảm bên bên nhỏ phải chọn để có kết tốt Hình 18 cho thấy mô hình mạch điện tương đương đáp ứng tần số tụ có điện dung 100nF Tụ điện hoạt động giống tụ, điện trở hay cuộn cảm phụ thuộc vào dãi tần số làm việc - Dãy tần số trung gian: Hz tới MHz: tụ tụ lý tưởng Tần số cộng hưởng: 6-7 MHz : Tụ điện trở Tần số cao: > MHz: tụ điện cảm lý tưởng Hình 2.18 Tần số cộng hưởng tụ Trang: 25 Tiểu luận EMC Đặc tính tần số phụ thuộc vào loại tụ Bảng sau cho thấy đặc tính điện loại tụ khác Hình 2.19 Đáp ứng tần số vài loại tụ Giả sử dải tần số nhiễu nằm khoảng 10 MHz đến 100 MHz tương thích với trở kháng mạch phải thấp -10dBohms Hình 2.20 vẽ trở kháng mạch nguồn theo tần số tác động tụ nối đến trở kháng mạch Năm tụ nối thêm vào để giảm -10dBohms Trang: 26 Tiểu luận EMC Hình 2.20 Ảnh hưởng tụ nối đến mạch d Rút ngắn đường kết nối tụ: Khi giá trị tụ cho không đổi, tần số cộng hưởng phụ thuộc vào điện cảm Tổng điện cảm mạch bao gồm điện cảm bên tụ điện cảm kết nối, giá trị điện cảm cao tần số cổng hưởng thấp Nên rút ngắn tối đa độ dài kết nối Trang: 27 Tiểu luận EMC Hình 2.21 Các đường kết nối làm tăng trở kháng tần số cao Hình 2.21 vẽ trở kháng tụ theo độ dài đường dây kết nối khác nhau, tần số cộng hưởng thay đổi thay đổi từ  30MHz độ dài đường kết nối thay đổi từ  5cm e Chọn loại đế cắm nhỏ có thể: Đế cắm dùng để nối vùng board mạch với chân cắm, kết nối bao gồm điện cảm điện trở Vùng board mạch chứa giá trị điện dung bên Các đế cắm mắc với vùng board mạch mô hình hóa giống mạch RLC có tần số cộng hưởng riêng Nên chọn đế cắm nhỏ để giảm hệ số Q (Hệ số phẩm chất mạch) Hình 2.22 ảnh hưởng lên hệ số phẩm chất Q đế cắm loại PIL DLCC loại đế cắm (COB) Trang: 28 Tiểu luận EMC Hình 2.22 Trở kháng đế cắm DIL, PLCC COB Biểu đồ 2.23 so sánh mức độ xạ loại chân cắm DIL PLCC Độ xạ giảm xuống 7dB dãi tần 0.15MHz đến 400MHz sử dụng đế cắm PLCC thay cho DIL Hình 2.23 Ảnh hưởng đế cắm đến độ phát xạ Trang: 29 Tiểu luận EMC 2.3.5 Giảm điện trở nối tiếp tương đương: Nếu giá trị trở kháng mạch nguồn vượt giá trị xác định vài dãi tần số, giảm giá trị điện trở nối tiếp tương đương cách nối song song giá trị tụ có giá trị thích hợp Trở kháng giảm hai lần giá trị tụ tăng lên gấp đôi Xem hình 2.24 Hình 2.24 Giá trị điện trở giảm nối tụ song song 2.4 Kết luận: Với tốc độ phát triển ngày cao mạch tích hợp, nhu cầu tốc độ làm việc ngày cao hệ thống, nên vấn đề tương thích điện từ thiết kế cần phải đặc biệt xem trọng Để đảm bảo độ làm việc xác giảm khả ảnh hưởng đến mức thấp đến thiết bị hệ thống khác hoạt động xung quanh ta cần quan tâm đến nhiều phương pháp khác nhau, từ phần lựa chọn công nghê, thiết kế, tính toán, chọn linh kiện, cách layout, che chắn Trong phạm vi tiểu luận môn học, đề tài quan tâm đến khâu tính toán chọn lựa linh kiện thiết kế mạch Như đề cập trên, khó dự đoán khả tương hợp hệ thống, triệt để đảm bảo độ tương thích hệ thống, ta giảm bớt rủi ro đến mức thấp cách tuân theo qui tắc thiết kế kĩ thuật đa số ứng dụng Hầu hết phương pháp cải Trang: 30 Tiểu luận EMC tiến tương thích điện từ tiểu luận biết qua tuân thủ Không có phương pháp để cải tiến EMC hệ thống, tuân thủ nhiều nguyên tắc tương thích tốt Do vậy, yêu cầu người thiết kế phải nằm lòng nguyên tắc đảm bảo thực Trang: 31 [...]... EMC Ngoài ra bằng máy tính điện tử thành lập phương pháp mô hình hoá môi trường điện từ” có xét tới các thiết bị điện từ cụ thể Máy tính có thể đưa ra các tham số (có xét tới độ bất ổn định) của máy thu, máy phát và anten Mô hình hoá có thể đưa ra các khuyến nghị giảm nhỏ các nguy hại của can nhiễu trên các thiết bị cụ thể Trang: 11 Tiểu luận EMC CHƯƠNG 2 CÁC BIỆN PHÁP CẢI THIỆN EMC KHI THIẾT KẾ MẠCH... dao động và thạch anh Hủy bỏ vùng từ trường H o Thiết lập các vòng từ tính đối diện nhau o Chọn một gói với các một Vcc và các chân Vss gần nhau o Chọn một gói với vài Vss và các chân Vcc được nối đối diện nhau Trang: 13 Tiểu luận EMC - - Giảm bớt điện cảm ký sinh của tất cả các thiết bị (các dây nối của PCB, các gói, các tụ điện…) o Tăng độ rộng các đường kết nối của PCB o Sử dụng mass và nguồn phẳng... dài các đường dây kết nối khác nhau, tần số cộng hưởng thay đổi thay đổi từ 7  30MHz khi độ dài các đường kết nối thay đổi từ 0  5cm e Chọn loại đế cắm nhỏ nhất có thể: Đế cắm được dùng để nối vùng board mạch với các chân cắm, nhưng kết nối này bao gồm cả điện cảm và điện trở Vùng board mạch chứa các giá trị điện dung bên trong Các đế cắm mắc với vùng board mạch được mô hình hóa giống như một mạch. .. thiết kế kĩ thuật trong đa số các ứng dụng Hầu hết các phương pháp cải Trang: 30 Tiểu luận EMC tiến tương thích điện từ trong tiểu luận này chúng ta có thể đã từng biết qua nhưng ít khi tuân thủ đúng Không có một phương pháp duy nhất nào để cải tiến EMC của hệ thống, chúng ta càng tuân thủ nhiều nguyên tắc thì sự tương thích càng tốt Do vậy, yêu cầu đối với người thiết kế phải nằm lòng những nguyên... 26 Tiểu luận EMC Hình 2.20 Ảnh hưởng của tụ nối đến mạch d Rút ngắn đường kết nối tụ: Khi giá trị của tụ được cho là không đổi, tần số cộng hưởng phụ thuộc vào điện cảm Tổng điện cảm của mạch bao gồm điện cảm bên trong tụ và điện cảm của các kết nối, giá trị điện cảm càng cao thì tần số cổng hưởng càng thấp Nên rút ngắn tối đa độ dài các kết nối Trang: 27 Tiểu luận EMC Hình 2.21 Các đường kết nối làm... giảm được phát xạ đến 10dB Trang: 21 Tiểu luận EMC 2.3.4 Giảm độ tự cảm của tất cả các thành phần (các đường mạch PCB, dạng vỏ IC, tụ,…) a Tăng độ rộng của các kết nối PCB: Do tính không lý tưởng, các đường nối đến nguồn không hoàn toàn ngắn mạch mà còn chứa các thành phần kí sinh như điện trở và điện cảm Hình 2.14 Mô hình một đường mạch của PCB Đường mạch PCB này là một trở kháng phức tạp có giá trị... cao của mạch tích hợp, cũng như nhu cầu tốc độ làm việc ngày càng cao của các hệ thống, nên vấn đề tương thích điện từ khi thiết kế cần phải được đặc biệt xem trọng Để đảm bảo độ làm việc chính xác cũng như giảm khả năng ảnh hưởng đến mức thấp nhất đến các thiết bị và hệ thống khác cùng hoạt động xung quanh nó ta cần quan tâm đến nhiều phương pháp khác nhau, từ phần lựa chọn công nghê, thiết kế, tính... điều khi n một dòng i(t) Dòng này chạy qua đường ghép nối bên trái (như ghép nối PCB ) và gây ra sự sụt áp Sự hổn loạn điện áp này được truyền tới vật bị tác dụng thông qua đường ghép nối bên phải và có thể gây ra loạn chức năng nếu mức đủ cao Để cải thiện một cách đáng kể chất lượng EMC thông qua việc thiết kế môi trường EMC phù hợp ta phân phân tích các phần tử này 2.3 Các phương. .. thể không tương hợp với những tiêu chuẩn EMC khác nhau và không thể nào dự đoán được sự tương hợp của một hệ thống Tuy nhiên có thể làm giảm bớt sự rủi ro bằng cách thực hiện những quy tắc và thiết kế kĩ thuật trong đa số những ứng dụng Trong tiểu luận này ta sẽ tìm hiểu những phương pháp chính để cải thiện khả năng EMC và giải thích cách dùng một vài kỹ thuật cơ bản để giảm... linh kiện, cách layout, che chắn Trong phạm vi của một tiểu luận môn học, đề tài này chỉ mới quan tâm đến khâu tính toán và chọn lựa linh kiện khi thiết kế mạch Như đã đề cập ở trên, rất khó dự đoán khả năng tương hợp của một hệ thống, cũng như không thể triệt để đảm bảo độ tương thích của hệ thống, ta chỉ có thể giảm bớt sự rủi ro đến mức thấp nhất bằng cách tuân theo các qui tắc và thiết kế kĩ thuật ... chức nếu mức đủ cao Để cải thiện cách đáng kể chất lượng EMC thông qua việc thiết kế môi trường EMC phù hợp ta phân phân tích phần tử 2.3 Các phương pháp cải thiện EMC: Các qui tắc để giảm nhiễu... từ thiết bị viễn thông .7 1.5 Các vấn đề quản lý tương thích điện từ CHƯƠNG 2: CÁC BIỆN PHÁP CẢI THIỆN TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ KHI THIẾT KẾ MẠCH 12 2.1 Các biện pháp cải thiện. .. cách tuân theo qui tắc thiết kế kĩ thuật đa số ứng dụng Hầu hết phương pháp cải Trang: 30 Tiểu luận EMC tiến tương thích điện từ tiểu luận biết qua tuân thủ Không có phương pháp để cải tiến EMC