- Các động cơ điện: Việc thay thế các động cơ điện gây ồn bằng các loại động cơ ít ồn hơn làm giảm khoảng 10 dB (A).
MỘT SỐ ĐẶC THÙ ĐỊA HÌNH VÀ MỘT VÀI BIỆN PHÁP GIẢM NHIỄU ĐIỆN TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HÒA BÌNH
4.4.MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHÍNH ĐO MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA NHIỄU NỘI.
này. Biện pháp khắc phục là dùng các thiết bị đo quét kiểm tra nhiễu để phát hiện sau đó tiến hành đổi tần số khác để các tần số nhiễu lân cận cách xa nhau.
Dùng các bộ Repeater để lắp đặt tại các khu vực bị che khuất, khó xây dựng trạm BTS. Repeater có 2 loại dịch tần số và lặp trực tiếp.
Dịch tần số là sử dụng một tần số của BTS biến đổi thành tần số khác và truyền đi được xa hơn. Trạm lặp trực tiếp là khuếch đại trực tiếp tín hiệu để truyền đi xa hơn, công suất lớn hơn.
Hiện nay trên thị trường có bán rất nhiều thiết bị lặp băng cáp quang, thiết bị này hoạt động theo kiểu dịch tần số.
4.4.MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHÍNH ĐO MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA NHIỄU NỘI. NHIỄU NỘI.
4.4.1.Sơ đồ hệ đo nhiễu:
Hình 4.3: Sơ đồ hệ đo nhiễu nội trong vật liệu linh kiện điện tử
Một cách tổng quan trên hình 4.3 là sơ đồ hệ đo nhiễu nội trong vật liệu linh kiện điện tử. Trong hình này gồm các khối như sau:
- Khối điều kiện tác động vào sensor: khối này tạo ra các tác động phi tuyến để tác động vào khối mẫu đo.
- Khối mẫu đo: là các thiết bị để đo như Laser, transistor, diode.. ở đầu ra của khối này qua một số thủ thuật ta có tín hiệu đua vào khối Khối máy phân tích phổ Fourier FSEA-30A.
- Khối máy phân tích phổ Fourier FSEA-30A: là để phân tích phổ nhận được, khối này đưa ra một tín hiệu phổ để ra kết quả đo như hình 4.4.
Do máy phân tích phổ Fourier FSEA-30 bán trên thị trường là rất đắt do đó ít được sử dụng, mà chủ yếu ta dùng phương pháp khác.
- Khối tiền khuếch đại: khi tín hiệu từ khối mẫu đo ra là rất bé cho nên tín hiệu này được đưa qua khối tiền khuếch đại để khuếch đại đủ lớn.
- Khối khuếch đại Lock-in và Bộ lọc (∆f): Khối này thường dùng trong các kỹ thuật khuếch đại tín hiệu nhỏ ( để tránh hiện tượng trôi áp), tín hiệu được khóa trong dải tần số là ∆f.
- Khối dao động ký và khối đồng hồ: là tạo ra các dao động và đo tín hiệu.
Hình 4.4: Ảnh hưởng của độ ẩm đến phổ của sensor
Như trên hình 4.4 ta thấy rằng: Ở độ ẩm là 0% thì mầu trằng nhiều hơn điều đó có nghĩa là nhiễu nhỏ ( mầu đen nhỏ). Ở độ ẩm là 70 % mầu trắng hầu như còn rất ít mà toàn bộ được bao phủ bởi mầu đen, có nghĩa là nhiễu lớn hơn.
4.4.2.Thiết bị đo
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều chủng loại thiết bị để đo nhiễu nội. Hình 4.5 dưới đây giới thiệu một thiết bị hệ đo nhiễu nội gồm có:
Đồng hồ đo nhiễu (dB), phép đo được trong khoảng từ ±10 dB đến 110 dB. Nguồn phát nhiễu nhiệt để chuẩn. Máy hiện sóng tần số lên đến 60 MHz. Máy phân tích phổ FSFA30A, làm việc trong dải tần số từ 20 Hz ÷ 3 GHz. Máy tính hiển thị kết quả. Thiết bị đo tín hiệu kỹ thuật số ( keithley 2000). Khối Lock-in và bộ lọc.
Hình4.5: thiết bị hệ đo nhiễu nội
4.4.2.2.Thiết bị Agilent E5500 dùng để đo nhiễu pha
Hình 4.6: Cấu hình modull E5500A
Khoảng tần số sóng mang: 50 kHz tới 1.6 GHz, 50k Hz tới 6.6 GHz, 50 kHz tới 18 GHz, 50 kHz tới 26.5 GHz.
Các khoảng tần số lệch: 0.01 Hz tới 2 MHz, 0.01 Hz tới 100 MHz.
R&S®TSMU là hệ thống đo kiểm gọn nhẹ dùng để đo vùng phủ sóng trong mạng thông tin di động (TTDĐ) GSM. Với phần tùy chọn (option) R&S®TSMU- K13, hệ thống sẽ tự động phát hiện nguồn can nhiễu đồng kênh và can nhiễu kênh lân cận trong mạng GSM, đánh giá và hiển thị kết quả đo một cách trung thực.
Hình 4.7: Hệ thống tự động phát hiện,phân tích và hiển thị can nhiễu trong mạng GSM
Các thông số cụ thể: Độ nhạy <-112 dBm; mức lỗi ± 1 dB; mức C/I nhỏ nhất để bắt đầu thực hiện giải điều chế CI, MNC, MCC, LAC, ... > 2.5 dB; Tốc độ đo bao gồm cả giải điều chế CI, BSIC, LAC, MNC, MCC 80 kênh/s; thời gian cho một chu kỳ quét (phổ biến/cao nhất) là: GSM900 1.54 s/3 s, GSM1800 4.65 s/9 s, GSM-R 0.25 s/0.5s.
Với những cố gắng nhằm trợ giúp các nhà khai thác dịch vụ, nhà cung cấp các thiết bị và hệ thống đo lường – thử nghiệm hàng đầu châu Âu Rohde & Schwarz
cho ra đời thiết bị phân tích mạng vô tuyến R&S®TSMU (Hình 4.8) có thể thực hiện đo đạc xác định can nhiễu khá đơn giản. Thiết bị được kết hợp với phần mềm
ROMES tạo nên hệ thống đo chuyên dụng cho việc phân tích các tham số thu được trong các mạng vô tuyến di động, tự động phát hiện, phân tích can nhiễu trong quá trình đo kiểm di động (drive test) và hiển thị kết quả một cách trung thực đầy đủ.
Các thành phần cần thiết của hệ thống là: - PC để thực hiện các bài đo.
- Máy phân tích mạng vô tuyến R&S®TSMU.
- Phần mềm đo vùng phủ sóng R&S®ROMES bao gồm các chức năng để phân tích nhiễu trong mạng GSM.
- Máy quét mạng GSM TSMU-K13 (tùy chọn).
- Điện thoại di động có chức năng đo (chẳng hạn Sagem OT90 hỗ trợ đo C/I ) và các phần mềm điều khiển (driver) dùng cho R&S®ROMES.
- Hệ thống GPS và các driver dùng cho R&S ROMES. - Danh sách các trạm gốc GSM của nhà khai thác mạng.
Hình 4.8: Các thành phần cần thiết để phân tích nhiễu trong mạng GSM
Các bước cần thực hiện để phân tích được can nhiễu trong mạng GSM ( xem phụ lục A).
Với tốc độ quét lên tới 80 lần/s, hệ thống sẽ quét toàn bộ các kênh GSM đã được lựa chọn trước. Nó sẽ giải mã các kênh và các mức cũng như các thông số khác như CI, MNC, MCC, LAC và BSIC tham chiếu cả về mặt thời gian và tần số. Các phép đo này không yêu cầu sử dụng thẻ SIM. Nếu hệ thống phát hiện một vài sóng mang BCCH trên cùng một kênh, nó có thể xác định được từng sóng mang – phụ thuộc vào khoảng cách của chúng – bằng số CI cũng như các tín hiệu đồng kênh và hiển thị chúng một cách riêng biệt (Hình 4.9)
Hình 4.9: Các tín hiệu đồng kênh được phát hiện và hiển thị riêng biệt
Trong một cửa sổ thời gian định nghĩa trước, hệ thống phân tích sẽ đo N sóng mang BCCH mạnh nhất và lưu lại. Để phân tích đưa ra kết quả cuối cùng, các giá trị của các tín hiệu nhiễu sẽ được lọc dựa trên mức định nghĩa trước và các kết quả đo được từ thiết bị test. Các giá trị này sẽ được hiển thị cùng với các thông tin trong danh sách trạm gốc. Việc đo dữ liệu và phân tích nhiễu thực hiện trong thời gian thực. Nhiễu phát hiện được cũng như kết quả phân tích sẽ được hiển thị và dữ liệu đo được cũng sẽ được lưu trong quá trình đo. Việc này cho phép người dùng xem được kết quả khi thay đổi các mức ngưỡng chuẩn mà không phải đo lại.
4.4.3.Độ gợn sóng đầu ra và các phương pháp đo nhiễu cho các module nguồn
Đây không phải là chuẩn công nghiệp mở với phép đo độ gợn đầu ra và nhiễu trong các bộ chuyển đổi DC/DC. Các phương pháp và các thiết lập thử nghiệm thay đổi với mỗi nhà cung cấp, đôi khi, gây ra nhầm lẫn. Ví dụ như hãng Ericcson sử dụng phương pháp để tạo ra các kết quả có nghĩa và có khả năng tái tạo với người dùng, nhưng các phương pháp thử nghiệm và các giả thiết là khác nhau với các module nguồn do phạm vi rộng các mức công suất và các ứng dụng người dùng. Để chỉ ra các kỹ thuật thử nghiệm có thể ảnh hưởng đến độ gợn đầu ra và nhiễu của các bộ chuyển đổi DC/DC ta xem xét các sơ đồ thiết kế thực cho các thiết lập thử nghiệm nhằm giảm thiểu nhiễu. Việc sử dụng và thiết kế các bộ lọc thông thấp nhằm tăng tính tái tạo và ý nghĩa của các phép đo nhiễu cũng được xét đến, cũng như việc dùng tụ điện ở đầu ra của các bộ chuyển đổi.
Hình 4.10: Độ gợn và nhiễu
Các bộ chuyển đổi công suất kiểu chuyển mạch với điện áp một chiều đầu ra sẽ tồn tại các thành phần gợn và nhiễu tại đầu ra. Nhiễu và gợn được thấy như là dạng sóng AC thêm vào điện áp DC. Biên độ đỉnh đỉnh của điện áp này nằm trong khoảng 10 đến vài trăm milivolt.
Độ gợn là thành phần cơ bản và dễ dự đoán hơn. Tần số của dạng sóng gợn luôn bằng với tần số làm việc cơ bản của bộ chuyển đổi hay bằng bội số phụ thuộc và cấu trúc được dùng. Vì thế, bộ chuyển đổi hoạt động tại tần số 100KHz có thể có tần số gợn là 100K hay 200KHz. Dạng sóng gợn thể hiện sự nạp và phóng của điện dung bộ lọc đầu ra (cả trong và ngoài).
Với bộ chuyển đổi có các linh kiện lý tưởng, độ gợn đầu ra chỉ có thành phần AC. Vì các linh kiện này không lý tưởng, do đó, có các thành phần điện áp AC khác, được coi là nhiễu. Vì tất cả các linh kiện bán dẫn và tụ điện đều có cùng thành phần cảm kháng ký sinh liên quan đến cấu trúc, cách đóng gói và liên kết nội, nên sẽ có một điện áp đột biến hình thành mỗi khi dòng thay đổi. Do cần thiết có sự thay đổi nhanh, nên nhiễu phát sinh là đáng kể. Điện dung ký sinh do đế mạch có thể đưa nhiễu vào các thành phần mạch khác. Trong khi, nhiều loại nhiễu bị suy yếu trong bộ chuyển đổi, vẫn còn một vài loại xuất hiện ở đầu ra. Điển hình, nhiễu xuất hiện ở tần số cao, hay tại thời điểm thay đổi của dạng sóng gợn. Do đó, nếu phép đo đỉnh đỉnh được thực hiện với nhiễu và gợn thì biên độ nhiễu thường được thêm vào gợn như hình 4.10.
Độ gợn khá mạnh và chỉ có thể suy giảm bằng cách thêm tụ điện tại đầu ra. Thành phần nhiễu có mức năng lượng thấp hơn nhiều và có thể suy giảm bằng việc dùng tụ điện ở đầu ra của bộ chuyển đổi và tại đầu vào của tải. Điện dung này cùng với thành phần điện trở và điện cảm của mạch tạo nên bộ lọc thông thấp. Thực tế, thường dùng tụ gốm có giá trị tối thiểu 0,1uF tại đầu ra để giảm nhiễu.
4.4.3.2.Thiết kế bộ lọc RC và tính năng của bộ lọc
Điện dung ghép cùng với điện trở và cuộn cảm tạo thành bộ lọc thông thấp tại đầu ra bộ chuyển đổi DC/DC. Nhiễu đầu ra và gợn thường được đo trong một dải tần hữu hạn. Những tóm tắt sau về việc thiết kế và tính năng của bộ lọc thông thấp
RC sẽ chỉ ra cách bộ lọc được xây dựng để xác định nhiễu và gợn. Tầng lọc RC đơn thường được sử dụng. Tần số Fc bằng: Fc = RC π 2 1 (4.1) trong đó: Fc : là tần số đơn vị Hz. R: là điện trở đơn vị Ω. C: là điện dung đơn vị F Ví dụ, ta có thể thiết kế một bộ lọc với tần số cắt 5 MHz. Đầu tiên, chọn R=2.2 Ω. Giá trị điện dung là:
g = ( ) ( )2 1 2 1 1 RC ω + (4.2) trong đó: ω là tần số góc.
Đáp ứng của bộ lọc được cho trong hình 4.13. Nếu bộ lọc này dùng cho bộ chuyển DC/DC với tần số làm việc và tần số gợn là 100KHz, tuy nhiên, nhớ rằng, bộ lọc không làm giảm đáng kể dạng sóng gợn. Nó chỉ là giảm thành phần tần số cao của nhiễu đầu ra.
Hình 4.11:Thiết lập cấu hình kiểm tra bộ lọc RC
Thay vì việc sử dụng bộ lọc riêng biệt thì một lựa chọn khác là xây dựng bộ lọc giống như trong các máy hiện sóng.
Hình 4.12: Thiết lập kiểm tra cho một số Modull công suất cao của Eicsson
Các phương pháp thử nghiệm thường dùng củaEriccson trong phụ lục B.
Các phương pháp thử nghiệm hay dùng trong công nghiệp và trong các module của Ericsson. Bộ lọc 20MHz, bộ lọc được dùng phổ biến nhất trong chuyển đổi công suất để giới hạn băng tần là bộ lọc thông thấp RC với tần số cắt 20MHz. Bộ lọc này có thể được xây dựng từ các thành phần ngoài như trong hình 4.11 (với các giá trị R, C khác nhau)