Nhiễu điện từ có thể là một khái niệm mới đối với nhiều người. Trên thực tế, đây là mối quan tâm của rất nhiều người dùng, các hệ thống, thiết bị giám sát như máy đo nhịp tim, máy đo huyết áp (trong lĩnh vực y tế), hệ thống thang máy, cửa tự động, hệ thống camera giám sát, thậm chí cả thiết bị gia dụng. Vậy nhiễu điện từ là gì? Các loại nhiễu điện từ là gì? Hãy hiểu các thuộc tính của chúng và cách chúng ảnh hưởng đến hệ thống của chúng ta!
Phần 1: Tìm hiểu về nhiễu điện từ
I. Triết học:
Nhiễu điện từ hay emi là các tín hiệu điện không mong muốn được tạo ra bởi năng lượng điện trường. Các tín hiệu này có thể làm nhiễu, làm gián đoạn đường truyền hoặc chặn hoặc làm suy giảm tín hiệu điện trong mạch, dẫn đến mất hoặc méo tín hiệu trong hệ thống.
Hai. Danh mục:
Nhiễu điện từ có thể được chia thành ba cách:
- Nguồn tiếng ồn
- Thời gian tiếng ồn
- Băng thông tiếng ồn
- Tiếng ồn tự nhiên bao gồm các tia vũ trụ, mặt trời, tuyết, bão, mưa và sấm sét là những ví dụ về hiện tượng tự nhiên có thể gây nhiễu điện từ cho mạch điện của thiết bị điện tử của bạn. Đây là nguồn gây nhiễu chính và phổ biến trong các hệ thống vô tuyến, hệ thống radar, ứng dụng không gian, hàng không vũ trụ, thiên văn vô tuyến, viễn thông, v.v., vì các loại nhiễu này nằm ngoài tầm kiểm soát của con người. Vì vậy người thiết kế cần xem xét hệ thống yếu tố tự nhiên của mình.
- Có hai loại tiếng ồn do con người tạo ra: cố ý và không cố ý. Nguồn mục tiêu là những nguồn tạo ra sóng điện từ phục vụ cho mục đích của chúng, chẳng hạn như truyền hình, điện thoại và những tín hiệu này rất quan trọng và không thể bị can thiệp. Do đó, tác động của chúng có thể được giảm thiểu bằng cách tập trung vào việc bảo vệ các thiết bị còn lại bị ảnh hưởng bởi nguồn nhiễu. Các nguồn không chủ ý, tạo ra nhiễu điện từ không mong muốn trong quá trình hoạt động của chúng, là nguồn nhiễu phổ biến nhất trong hệ thống. Các nguồn không chủ ý bao gồm động cơ, thiết bị điện, bộ biến tần, bộ chỉnh lưu, v.v. Các nguồn tiếng ồn này phải được triệt tiêu để đảm bảo hoạt động bình thường của phần còn lại của thiết bị.
- Tiếng ồn liên tục là loại tiếng ồn do các nguồn tiếng ồn phát ra liên tục. Loại nhiễu này có thể do tự nhiên hoặc do con người tạo ra, nhưng chúng sẽ tiếp tục xảy ra chừng nào đường dẫn nhiễu giữa nguồn nhiễu và thiết bị thu nhiễu vẫn còn.
- Tiếng ồn xung là tiếng ồn không liên tục hoặc trong thời gian ngắn. Loại xáo trộn này cũng có thể do tự nhiên hoặc do con người tạo ra. Công tắc trong hệ thống là một trong số ví dụ về các nguồn nhiễu xung như vậy.
- Nhiễu băng hẹp là nhiễu bao gồm một tần số đơn và/hoặc dải tần hẹp, có thể do một số dạng dao động hoặc tín hiệu giả gây ra do bù dạng sai trong máy phát . Trong hầu hết các trường hợp, loại nhiễu này ít ảnh hưởng đến thông tin liên lạc hoặc thiết bị điện tử và dễ dàng sửa chữa. Tuy nhiên, chúng cũng là nguồn gây nhiễu hệ thống và phải được giữ trong giới hạn chấp nhận được.
- Nhiễu băng thông rộng là nhiễu không tạo ra một tần số riêng lẻ hoặc rời rạc, chúng chiếm một phần lớn trong phổ từ và tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, cả tự nhiên và nhân tạo. .Các nguyên nhân điển hình như phóng điện hồ quang và hào quang. Một số ví dụ về loại nhiễu này, được gọi là “mất điện mặt trời”, xảy ra khi năng lượng mặt trời cản trở tín hiệu từ các vệ tinh liên lạc. Một ví dụ khác là do hồ quang trong hệ thống đánh lửa, đường dây điện bị lỗi, đèn huỳnh quang kém, v.v.
1. Nguồn tiếng ồn:
Một cách để phân loại nhiễu điện từ là xem xét nguồn gốc của nhiễu. Dựa vào cách tiếp cận này, ta có thể chia nhiễu điện từ thành hai loại: nhiễu tự nhiên và nhiễu do con người tạo ra.
2. Thời gian tiếng ồn:
Chúng ta có thể phân loại các loại tiếng ồn theo thời gian xảy ra nhiễu loạn. Dựa trên điều này, tiếng ồn thường được chia thành tiếng ồn liên tục và tiếng ồn xung.
3. Băng thông tiếng ồn:
Chúng tôi cũng có thể phân loại tiếng ồn dựa trên băng thông. Băng thông của EMI là dải tần mà tiếng ồn được tạo ra. Theo đó, nhiễu được chia thành hai loại: nhiễu băng hẹp và nhiễu băng rộng.
Ba. Bản chất của tiếng ồn:
Giao thoa điện từ nói trên là sóng điện từ gồm thành phần điện trường e (điện trường) và từ trường h (từ trường), hai thành phần này dao động vuông góc với nhau. Mỗi thành phần sẽ tương tác khác nhau với các thông số của bảng (ví dụ: tần số, điện áp, dòng điện, khoảng cách). Vì vậy, trước khi làm rõ vấn đề, cần hiểu bản chất của nhiễu điện từ và hiểu tầm quan trọng của các thành phần nhiễu.
Ví dụ, thành phần điện trường của tiếng ồn có thể được giảm hiệu quả bằng các vật liệu dẫn điện cao, nhưng ít ảnh hưởng đến các vật liệu có độ thấm từ cao, điều này sẽ được cải thiện đáng kể. Bao gồm thành phần từ trường của tiếng ồn. Do đó, độ thấm cao tăng lên trong các hệ thống nhiễu loạn từ tính bị chi phối bởi sự suy giảm trường dẫn, nhưng sự suy giảm được cải thiện trong các nhiễu loạn từ tính do từ trường chi phối. Tuy nhiên, do sự tiến bộ của công nghệ sản xuất linh kiện điện tử, điện trường e là thành phần chính của nhiễu điện từ.
Bốn. Khớp nối tiếng ồn được tiến hành:
Ghép nối nhiễu dẫn mô tả đường dẫn mà tiếng ồn được tạo ra từ nguồn tiếng ồn và sau đó được truyền đến máy thu tiếng ồn. Hiểu bản chất của tiếng ồn và cách nó hoạt động trong các mạch điện tử là chìa khóa để giải quyết vấn đề. Nhiễu điện từ bao gồm hai thành phần (từ trường và điện trường) nên nhiễu truyền từ nguồn đến máy thu thông qua 4 phương thức ghép chính: dẫn, bức xạ, ghép điện dung và ghép cảm ứng.
1. Dẫn điện:
Kết nối dẫn điện xảy ra khi tiếng ồn truyền dọc theo dây dẫn (dây điện và cáp) kết nối nguồn tiếng ồn với bộ thu tiếng ồn. Tiếng ồn kết hợp này chủ yếu xuất hiện trên các đường dây cấp điện và có thành phần từ trường chiếm ưu thế. Ghép dẫn sẽ tồn tại ở 2 chế độ: chế độ chung (nhiễu xuất hiện lệch pha trên các đường +v và -v) và chế độ lệch (xuất hiện nhiễu trên 2 đường lệch pha). Một cách phổ biến để hạn chế nhiễu kết hợp dẫn điện là sử dụng bộ lọc và tấm chắn trên cáp.
2. Bức xạ:
Ghép bức xạ là loại ghép phổ biến nhất và thường xảy ra trong ghép nhiễu. Không giống như dẫn truyền, ghép bức xạ không có kết nối vật lý giữa nguồn nhiễu và máy thu mà qua đó nhiễu điện từ sẽ truyền trong không gian.
3. Điện dung:
Ghép nối điện dung là ghép nối xảy ra giữa hai thiết bị được kết nối. Ghép nối xảy ra khi có sự thay đổi điện áp trên một nguồn điện dung dẫn điện tích cho một thiết bị khác.
4. Chạm:
Ghép cảm ứng là ghép nối trong đó dây dẫn gây nhiễu thiết bị ở gần thông qua cảm ứng điện từ.
Tôi đã giới thiệu đến các bạn những kiến thức cơ bản nhất về nhiễu điện từ. Tôi hy vọng bài viết này hữu ích và trả lời câu hỏi của bạn. Hãy theo dõi bài viết thứ hai về giao thoa điện từ! chúc bạn thành công.
trí nguyễn – tập đoàn hw
Tìm hiểu thêm:
[Tapit học trực tuyến: lập trình máy vi tính đơn chip stm32, bộ vi xử lý arm cortex-m] Bạn có thể tìm thêm các hướng dẫn lập trình máy vi tính đơn chip stm32 tại đây. Xem thêm các hướng dẫn về IoT cho nodemcu esp8266 và esp32 tại đây.Tham khảo: Nhiễu điện từ (emi): https://circuitdigest.com/article/electromagnetic-interference-types-standards-and-shielding-techniques
Nhóm vòi – hw
