3I-HUST
2012
Nhiễu và tương thích trường điện từ
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu & EMC

I. Nhiễu, các nguồn nhiễu điện từ cơ bản
II. Tiêu chuẩn đánh giá nhiễu và EMC
III. Yêu cầu trong thiết kế chống nhiễu và EMC

3I-HUST
2012
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu &
tương thích điện từ
I. Nhiễu và các nguồn nhiễu điện từ cơ bản
 Các thiết bị điện, thiết bị thu phát, đường truyền tin chịu sự tác động
rất lớn các sóng điện từ.
 Nguồn tạo ra các sóng điện từ:
 Đèn, rơ-le, động cơ điện 1 chiều, đèn huỳnh quang …
 Đường dây cao thế tạo ra điện từ trường ở tần số 50/60 Hz
 Các thiết bị số (PC, PLC, micro controler, …)
 …
 Ví dụ: Bật đèn neon khi đang nghe radio, xe máy/oto chạy qua khi
đang xem tivi CRT, để loa gần màn hình CRT

3I-HUST
2012
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu & EMC
I. Nhiễu và các nguồn nhiễu điện từ cơ bản
 Yêu cầu thiết kế:
 Thiết bị điện tương thích trường điện từ (ElectroMagnetic

Nguồn
(Bộ phát)
Truyền dẫn
(Đường truyền)
Bộ thu
(Nhận)
 Nhiễu điện từ có thể xuất hiện trên cả 3 khối: Nguồn, truyền dẫn và bộ
thu.
 Việc đánh giá hệ thống EMC hay không dựa trên việc đánh giá hoạt
động của bộ thu.

3I-HUST
2012
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu & EMC
I. Nhiễu và các nguồn nhiễu điện từ cơ bản
 Có nhiều phương pháp chống nhiễu cho hệ thống:
 Tiêu chí lựa chọn phương pháp chống nhiễu
 Hiệu quả chống nhiễu tốt
 Đơn giản và dễ thực hiện
 Chi phí thực hiện thấp
 Khử nhiễu từ nguồn phát
 Thiết kế đường truyền dẫn chống nhiễu tốt
 Chống nhiễu cho bộ thu

3I-HUST
2012
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu & EMC
I. Nhiễu và các nguồn nhiễu điện từ cơ bản
 EMC thường gồm 4 loại
Radiated emissions

 Đồng nhất các thứ nguyên về cùng một thang biến thiên
 Thu hẹp dải biến thiên của các tham số
 Dễ đánh giá sự biến thiên của các tham số

3I-HUST
2012
II. Tiêu chuẩn đánh giá nhiễu và EMC
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu & EMC
 Xét mô hình truyền dẫn tín hiệu
in
in
in
V
P
R
2

 Hệ số truyền đạt công suất:
out
out
L
V
P
R
2

out out in
P
in in L
P V R

out out
VV
in in
VV
KK
VV
10
20 log

  


dB
dB
out out
II
in in
II
KK
II
10
20 log

  


Ví dụ 1.1: Tính hệ số truyền đạt của hệ thống truyền đạt năng lượng và tín
hiệu trong thang dB biết: P
1
= 1mW, P

3
20.10
20 log 54
10.10






dB
I
K dB
10
3
0,5
20log 48
2.10






3I-HUST
2012
II. Tiêu chuẩn đánh giá nhiễu và EMC
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu & EMC
 Giá trị tham số biểu diễn bằng dB cho biết giá trị của tham
số đó so với giá trị đơn vị chuẩn

[W] [W]
dB W dBmW dBm
W mW
10 10
10log ; 10log
11




  





3I-HUST
2012
II. Tiêu chuẩn đánh giá nhiễu và EMC
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu & EMC
 Cường độ điện trường E [V/m], từ trường H [A/m]
[V/m] [V/m]
dB V m dBmV m
V m mV m
10 10
/ 20log ; / 20log
1 / 1 /




;   


3I-HUST
2012
II. Tiêu chuẩn đánh giá nhiễu và EMC
II.1 Tổn hao công suất trên đường truyền
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu & EMC
z j z z j z
z j z z j z
CC
V z V e e V e e
VV
I z e e e e
ZZ
. . .

.
()
()
   
   






 Xét một đường dây dài đều làm việc ở chế độ xác lập điều hòa
 Phương trình mô tả sóng điện áp và dòng điện trên đường dây có

v z t V e t z V e t z( , ) cos( ) cos( )

       

  
        
CC
tt
ZZ
CC
VV
i z t e t z e t z
ZZ
( , ) cos( ) cos( )
b
z j z
LC
zL
LC
f
ZZ
V z V
n z e e n
ZZ
Vz
V

22
.
.

2012
II. Tiêu chuẩn đánh giá nhiễu và EMC
II.1 Tổn hao công suất trên đường truyền
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu & EMC
 Công suất truyền đạt tại vị trí z trên đường dây
av
P z V z I z
*

1
( ) Re[ ( ). ( )]
2

 Các đường dây có thông số khác nhau (ɛ
r
, μ
r
) sẽ có hệ số truyền
sóng và suy hao công suất trên đường truyền khác nhau.
rr
v
v
0


v
0
: vận tốc truyền sóng trong chân không (3.10
8
m/s)

2




   
 Công suất cung cấp ở đầu đường dây:
C
av Z
C
V
Pz
Z
2
1
( 0) cos
2



 Công suất truyền đến cuối đường dây:
C
L
av Z
C
V
P z L e
Z
2
2

L
dB
Cable loss e L
2
10
_ 10log 8,686


 Hệ số tắt:
dB
loss
P per length
L8,686


 Chú ý:
 Các thông số của cáp (tổn hao công suất, hệ số tắt, …)
thường được tính toán trong điều kiện tải hòa hợp.
 Trong điều kiện không hòa hợp tải, các công thức trên không
đúng.
 Trong nhiều trường hợp, việc tổn hao công suất trên cáp là
nhỏ  trở kháng được coi gần đúng là số thực  tải hòa hợp
được sử dụng là điện trở.
Tổn hao công suất tính trên 1 đơn
vị độ dài của nhà sản xuất

3I-HUST
2012
II. Tiêu chuẩn đánh giá nhiễu và EMC
II.2 Đặc tính nguồn tín hiệu

in
= R
in
= 50Ω
 Cáp xoắn: Z
C
= 50Ω
 Mạch đo: Z
in
= 50Ω
Thỏa mãn điều kiện
hòa hợp tải
out of cable
receive source
in of cable
P
PP
P
.
 Công suất thu:
rec dBm dB source dBm
P Cable gain P  

3I-HUST
2012
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu &
tương thích điện từ
III. Yêu cầu trong thiết kế chống nhiễu và EMC
 Các yêu cầu trong thiết kế EMC gồm 2 nhóm
 Các yêu cầu (chính sách) của các cơ quan nhà nước


3I-HUST
2012
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu &
tương thích điện từ
III. Yêu cầu trong thiết kế chống nhiễu và EMC
 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc thiết kế EMC
 Chống nhiễu đối với các điều kiện làm việc đặc biệt của thiết bị:
 Bộ thu phát AM/FM, radar hoạt động gần các đường dây
truyền tải cao áp, nhiễu từ nguồn cung cấp: Sét, chập mạch,
ngắn mạch, đóng cắt các tải công suất lớn.
 Phóng điện (ESD): Thiết bị số, vi mạch tích hợp, mạch nhớ …
 Chi phí sản xuất cho thiết bị đảm bảo tính cạnh cao của thiết bị
 Khả năng tiêu thụ của sản phẩm: Chất lượng, tính năng, mẫu mã,
giá thành, thói quen tiêu dùng …
 Kế hoạch phát triển sản phẩm: Chiến lược kinh doanh, mẫu mã
mới, tính năng mới …

3I-HUST
2012
Chương 1: Giới thiệu chung về nhiễu &
tương thích điện từ
III. Yêu cầu trong thiết kế chống nhiễu và EMC
 Ưu điểm của thiết kế EMC
 Giảm thiết các chi phí bổ sung khi thiết kế thiết bị phù hợp với các
yêu cầu về EMC
 Đảm bảo kế hoạch phát triển dài hạn sản phẩm
 Đảm bảo sự hoạt động ổn định của sản phẩm trong các điều kiện
thực tế khác nhau