Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
3 Kỹ thuật Mitigation ( Kỹ thuật làm nhẹ đi):

3 Kỹ thuật Mitigation ( Kỹ thuật làm nhẹ đi):

Tải bản đầy đủ - 0trang

Tiểu luận Tương thích điện từ

cập trong tiêu chuẩn hiện hành là: TDMA Bursting và Ảnh hưởng băng rộng (Wideband

Effects)

 TDMA Bursting:

Hệ thống thông tin di động tế bào hiện tại (GSM, PCN, TETRA) và một số hệ

thống thông tin vô tuyến như DECT sử dụng TDMA như một phần của hệ thống đa

truy cập. UMTS cũng sử dụng một phần TDMA. Trường điện từ nhiễu sinh ra bởi

những hệ thống sử dụng điều chế xung được xác định bởi tham số TDMA, cụ thể là

tốc độ khung và duty cycle. Ví dụ, EN60601-1-2, chỉ cho phép điều chế biên độ với

sóng mang 26MHz tới 1GHz, tại một tần số điều chế, thiết bị xử lý tín hiệu thơng

dải (nếu khơng quy định dải thơng thì xác định dải 1kHz). Khơng có dự phòng cho

điều chế xung chữ nhật từ nguồn TDMA. Thử nghiệm gần nhất tương thích với

EN60601-1-2 là điều chế AM tại tốc độ lặpTDMA, điều này có thể không đầy đủ

nếu một vài hài của tốc độ khung lọt vào những băng tần nhạy của một bộ phận nào

đó của thiết bị.

 Những ảnh hưởng băng rộng ( wideband effects):

Nhiều thiết bị di động hoạt động cùng lúc sẽ kết hợp với nhau tạo nên một tín hiệu

tổng hợp, băng thơng của tín hiệu này xác định dựa vào tần số của những kênh

đường lên (up-link). Nếu những nguồn nhiễu ở những khe thời gian chồng lấn nhau

thì trường nhiễu với những đường bao băng cơ bản phức tạp tại băng thơng này có

thể được tạo ra trong những lúc chồng lấn.

Những tham số vừa được xác định cho thiết bị thử nghiệm chống nhiễu gây ra từ

thiết bị di động gồm:

 Tần số sóng mang của máy thu phát cầm tay ( băng thông của hệ thống viễn

thông tác động vào )

 Băng thông kênh truyền

 Công suất tối đa của thiết bị thu phát cầm tay

 Tham số TDMA: tốc độ xung và duty cycle



26



Tiểu luận Tương thích điện từ

 Số lượng điện thoại di động chồng lấn khe thời gian và ở gần với thiết bị bị ảnh

hưởng.

 Khoảng cách của điện thoại di động tới thiết bị

Để thuận tiện, những tham số hệ thống liên quan sẽ được hệ thống lại trong bảng 9,

với trường điện bức xạ có cường độ đỉnh ở khoảng cách 1m từ thiết bị chịu ảnh

hưởng.

Bảng CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA MÁY DI ĐỘNG Ở MÔI TRƯỜNG BỆNH VIỆN-6 Các

tham số cho hệ thống di động



2.3.2.1Thử nghiệm với trường nhiễu cụ thể

Để xác định rõ một trường hợp kiểm thử thực tế, những giả định đã được đơn giản

hóa phải được xác định về số lượng thiết bị di động và phân bố của chúng. Những

giả định này phải đặt ra mức ngưỡng nhiễu an tồn, trong khi đó thiết bị di động

phải ln ln được giả thiết hoạt động ở mức công suất cao nhất và chồng lấn khe

thời gian, tức luôn đặt trong tình trạng xấu nhất có thể xảy ra.

Mức ngưỡng an tồn có thể được xác định như thể một máy phát hoạt động hết

cơng suất, và khoảng cách từ nó tới thiết bị khoảng 1m. Khoảng cách này đã được

nhắc tới trong những giả định ở phần trước, nó phù hợp để xem xét những ảnh

hưởng của nhiễu điện từ gây ra bởi hệ thống thông tin di động, bởi vì nghiên cứu để

thiết bị chống lại bức xạ mạnh và khó dự đốn từ máy di động cách đó một vài

centimet là khơng cần thiết và khó khăn.



27



Tiểu luận Tương thích điện từ

Mức an tồn thứ 2 và thứ 3 được định nghĩa với một vài (3) hoặc nhiều (10) máy di

động với khoảng cách 2m và 3m theo thứ tự. Khoảng cách những thiết bị di động

này từ EUT được tăng lên khi số lượng thiết bị di động tăng lên để đảm bảo tính

thực tế. Bởi vì hồn tồn có thể đặt 10 điện thoại di động trong vòng 1m gần thiết bị

chịu ảnh hưởng, nhưng nó khơng phù hợp thực tế. Bảng 10 tóm tắt những mức an

toàn và hệ số nhân với cường độ trường F E, dùng để tính cường độ trường đỉnh cho

mỗi mức an toàn, dựa vào cường độ trường đỉnh áp dụng cho khoảng cách 1m ở

bảng 9. Ví dụ với hệ thống GSM, mức an tồn thứ 3, thì cường độ trường đỉnh là

22V/m ( FE = 2, nhân với cường độ đỉnh 11V/m ở bảng 9).

Bảng CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA MÁY DI ĐỘNG Ở MƠI TRƯỜNG BỆNH VIỆN-7 Xác

định mức nghiêm trọng và Field Multiplier



Áp dụng cách tính đó, từ bảng 2-3 và bảng 2-4, ta có bảng 11, mơ tả cường độ

trường đỉnh ứng với mỗi mức an toàn đối với từng hệ thống thơng tin di động:

Bảng CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA MÁY DI ĐỘNG Ở MÔI TRƯỜNG BỆNH VIỆN-8

Cường độ trường đỉnh cho hệ thống điển hình ở mức nghiêm trọng



28



Tiểu luận Tương thích điện từ

Chú ý rằng những định nghĩa nêu trên sẽ không bao quát được tất cả những trường

hợp nhiễu EM gây ra từ những nguồn thiết bị di động. Nó cụ thể giả định sự chồng

lấn những khe thời gian, gây ra trường hợp nhiễu điện từ xấu nhất có thể.

Những thử nghiệm khả năng kháng nhiễu cho những hệ thống viễn thông cụ thể dựa

trên những định nghĩa nên trên có thể được tiến hành nhờ vào những thiết bị thử

nghiệm EMC tiêu chuẩn. Việc bố trí như đã diễn tả ở mục 2.3.1, sử dụng nhiều

nguồn phát tín hiệu, ghép nối, bộ trộn và bộ điều chế xung. Bảng 11 đưa ra những

mức cường độ trường lớn nhất được áp dụng và tần số sóng mang được chọn từ

những kênh cách đều trên băng tần hệ thống. Có thể dùng điều chế FM tại một tần

số nào đó nhỏ hơn băng thơng kênh truyền để đại diện tạm thời cho phương thức

điều chế của hệ thống.

2.3.2.2 Thử nghiệm với trường nhiễu chung

Những thử nghiệm trên được thiết lập để tạo ra những phép đo chính xác về khả

năng kháng nhiễu EM của thiết bị do ảnh hưởng của những hệ thống viễn thông cụ

thể. Chúng hữu ích để kiểm tra những thiết bị đặt ở những nơi mà ảnh hưởng của hệ

thống viễn thông là khá rõ ràng hoặc biết trước. Ở những quy mơ cao hơn, thì cần

thử nghiệm chung hơn, dựa trên những phương pháp đã nêu trên.

Những đặc trưng chính của trường nhiễu có thể được đại diện vởi hai xung điều chế

áp dụng cho một tín hiệu sóng mang. Xung đầu tiên đại diện cho cấu trúc khung

TDMA của tín hiệu, trong khi xung thứ hai, với tốc độ nhanh hơn, được dùng để đại

diện cho tín hiệu băng gốc ghép vào trong mỗi xung TDMA. Nó tạo ra trường nhiễu

minh họa bởi:

Ethreat(t) = FE. E1m. cos(wt). TDMA(t). Ensemble(t)

Tốc độ lặp lại TDMA có thể quét từ 10Hz đến 250Hz với duty cycle là 12.5% để có

thể

bao quát tất cả các hệ thống TDMA.



29



Tiểu luận Tương thích điện từ

Những đóng góp của tín hiệu thành phần tạo nên tín hiệu nhiễu được minh họa

trong hình 34, và dạng sóng tổng hợp bao gồm cụm những xung sóng mang hẹp

hơn.

Với những định nghĩa và giả định đã nêu, thì những tham số thử nghiệm gồm:

 Tần số sóng mang: tức là tần số của nguồn gây nhiễu, f;

 Băng thông của nguồn, B;

 Số lượng nguồn nhiễu, N, xác định tùy theo mức an tồn đã nói;

 Cường độ trường đỉnh của nguồn đơn, E 1m: từ đó suy ra cường độ trường đỉnh

của những trường hợp có mức an toàn cao hơn, dựa vào hệ số FE.

Nhiễu này đơn giản có thể được tạo ra từ một nguồn phát tín hiệu ( sóng mang), 2

nguồn tạo xung để kết hợp với nhau qua một cổng AND, thêm một bộ trộn (mixer)

như hình 35:



Hình CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA MÁY DI ĐỘNG Ở MÔI TRƯỜNG BỆNH VIỆN-9 Cấu

hình test Generic



30



Tiểu luận Tương thích điện từ



Hình CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA MÁY DI ĐỘNG Ở MƠI TRƯỜNG BỆNH VIỆN-10

Các dạng sóng điều chế



2.3.3



Giới hạn sử dụng điện thoại di động



Một phương pháp rất rõ ràng làm giảm tiềm năng EM tương tác giữa các điện thoại di

động và thiết bị điện xung quanh là để hạn chế hoặc kiểm soát việc sử dụng điện thoại di

động trong thời hạn nhất định. Về cơ bản có hai cách tiếp cận có thể được thực hiện :





Hạn chế số lượng điện thoại di động trong một khu vực nhất định.







Loại trừ việc sử dụng điện thoại di động hồn tồn từ một số khu vực.



Có những tình huống cần thiết cho người sử dụng di động, ví dụ như bác sĩ ở trong bệnh

viện. Số lượng các thiết bị hoạt động gây ra đe dọa EM, có thể lập luận rằng một hoặc hai

điện thoại sẽ không có nguy cơ cao. Do đó, việc sử dụng các điện thoại di động với số

lượng lớn có thể bị cấm, trong khi đối với các cá nhân có thể tiếp tục sử dụng được. Nếu

các khu vực tồn tại 1 điện thoại di động thì có nguy cơ EM tiềm năng vì vậy u cầu người

sử dụng tránh khơng sử dụng.

Bởi vì truyền tải điện năng tương đối thấp kết hợp với thiết bị thơng tin di động có nguy cơ

EM không mong muốn chỉ xảy ra ở những khoảng cách ngắn, tức là vài mét. Do đó, nó là



31



Tiểu luận Tương thích điện từ

một lựa chọn thực tế để loại trừ việc sử dụng các thiết bị di động trong phạm vi nhất định,

nơi thiết bị nhạy cảm được sử dụng. Phương trình 11 có thể được sử dụng để xác định

khoảng cách tối thiểu yêu cầu:



Với - d: khoảng cách loại trừ tối thiểu (m)

- PT : Công suất phát xạ hiệu dụng của thiết bị di động (W)

- k: nhân tố

- E : cường độ trường tối đa (V/m)

Phương trình 12 có thể được sử dụng để xác định kích thước vùng ngăn chặn cần thiết :



ƯN được sử dụng để đơn giản hóa các đe dọa, các tham số đe dọa và sự thay đổi khoảng

cách từ nguồn đến thiết bị nạn nhân, nhiều hơn một nguồn góp phần vào mối đe dọa.



32



Tiểu luận Tương thích điện từ



4. KẾT LUẬN VÀ CÁC KHUYẾN NGHỊ

2.4



Tổng quát:



Bởi vì mật độ năng lượng EM được tạo ra bởi một thiết bị viễn thơng di động nhanh chóng

giảm khi khoảng cách từ nó được tăng lên, do đó kết luận rằng đối với thiết bị độc lập

nguồn trong vòng 10m cần phải được xem xét khi xác định các mối đe dọa. Đối với hệ

thống phân phối, với hệ thống dây kết nối có một khu vực lớn hơn cho nguồn điện thoại di

động để tương tác với hệ thống. Mặc dù kết nối dây có thể là hàng trăm hoặc thậm chí

hàng ngàn mét chiều dài thì chỉ có 10m đầu tiên gần thiết bị cần phải được xem xét là do

sự suy giảm đặc điểm của kết nối điển hình cáp, ở tần số viễn thơng di động. Cho rằng chỉ

có các nguồn trong vòng 10m của các thiết bị hoặc hệ thống dây điện và chỉ có 10 m cáp

đầu tiên cần đươc xem xét khu vực tương tác tuyệt đối lớn nhất cho một hệ thống phân

phối trong vòng bán kính 20m.

Phương pháp đơn giản nhất để làm giảm khả năng của các tương tác không mong muốn là

để giới thiệu một điện thoại di động loại trừ khu vực xung quanh thiết bị nhạy cảm. Loại

trừ một khu vực có bán kính từ 2 đến 3 mét sẽ cung cấp một mức độ bảo vệ cao đến tất cả,

những trường hợp cực đoan nhất.

Có thể kết luận rằng tương lai mối đe dọa EM từ các thiết bị viễn thông di động sẽ thực sự

được ít hơn so với các mối đe dọa hiện tại, mặc dù số lượng các thiết bị sử dụng sẽ tăng.

Đây







bởi vì các thiết bị cầm tay trong tương lai sẽ sử dụng truyền tải điện năng thấp hơn và sẽ

khơng có sự bùng nổ đặc điểm của TDMA. Ngoài ra hệ thống tương lai sẽ hoạt động ở tần

số cao hơn, do đó cáp suy giảm, hệ thống phân phối, sẽ cao hơn. Mặc dù số lượng thiết bị

sẽ tăng và do đó số lượng của các thiết bị góp phần hướng tới một mối đe dọa được dự

kiến sẽ vẫn giữ nguyên cho các hệ thống trong tương lai.



33



Tiểu luận Tương thích điện từ



2.5



Cho nhà thiết kế và các nhà sản xuất thiết bị :



Các nhà sản xuất thiết bị cần phải nhận thức được rằng hiện nay tiêu chuẩn EMC kiểm tra

miễn dịch không đảm bảo rằng thiết bị sẽ được miễn dịch đối với hệ thống thông tin di

động hiện tại và tương lai.

Máy phát di động có thể được đưa vào rất gần với các thiết bị, tạo ra cường độ trường điện

từ 10V / m trở lên. Thiết kế thiết bị cần phải nhận thức các dải tần số được sử dụng bởi hệ

thống hiện tại và tương lai và các mối đe dọa của những dải tần này. Hệ thống hiện tại đã

sử dụng tần số trong băng tần 1.8GHz. Việc chuyển sang hệ thống thế hệ thứ ba sẽ có

nghĩa là có nhiều thiết bị phát sóng di động tại 2GHz và trên. Khẩu độ và dây cáp có kích

thước đặc trưng 80mm và ít có thể trở thành cộng hưởng thu của RFI tại các tần số. Thiết

bị hoặc hệ con sử dụng logic điện năng thấp yêu cầu thiết kế cẩn thận EMC. như vậy hệ

thống có thể có miễn dịch thấp hơn nhiều để RFI hơn so với các hệ thống so sánh bằng

cách sử dụng điện logic Power cao hơn trừ khi chăm sóc được thực hiện để giảm các khớp

nối giữa các hệ thống và môi trường điện từ, đặc biệt là ở tần số cao (1,8-2.5GHz). Việc sử

dụng logic tốc độ cao làm tăng băng thơng của các mạch kỹ thuật số và do đó làm tăng

phạm vi của tần số dễ bị nhạy cảm.



2.6



Đối với việc vận hành hệ thống viễn thông di động:



Các thành phần tần số thấp trong các trường bức xạ là nguyên nhân chính của các vấn đề

EMC với thiết bị phát sóng điện thoại di động và nên tránh nếu có thể. Giải điều chế biên

độ

tín hiệu của các thiết bị phi tuyến tính có thể tạo ra các tín hiệu trong các dải thơng cho các

thiết bị. Tần số y sinh (DC-100Hz) đặc biệt cần phải tránh.



2.7



Đối với tiêu chuẩn của các tổ chức :



Tiêu chuẩn miễn nhiễm hiện nay không bao gồm các tần số của hiện tại (PCN) và máy

phát điện thoại di động thế hệ tiếp theo (UMTS).

Tiêu chuẩn miễn nhiễm hiện tại không cung cấp đánh giá đầy đủ tính nhạy cảm của kỹ

thuật số



34



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

3 Kỹ thuật Mitigation ( Kỹ thuật làm nhẹ đi):

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×