PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ THỬ BỨC XẠ ĐỂ ĐẢM BẢO TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ(EMC) TRONG THIẾT BỊ VÔ TUYẾN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TIỂU LUẬN
MÔN: TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ (EMC) VÀ
CÁC HỆ ĐỊNH HƯỚNG
ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ THỬ BỨC XẠ ĐỂ
ĐẢM BẢO TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ(EMC) TRONG
THIẾT BỊ VÔ TUYẾN
GVHD : PGS.TS TĂNG TẤN CHIẾN
HVTH : NGUYỄN XUÂN TÙNG
LỚP : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
KHÓA : K25 (2012-2014)
Đà Nẵng, tháng 11/2013
LỜI MỞ ĐẦU
Tần phổ của sóng điện từ là một tài nguyên quan trọng có giá trị xã hội,
kinh tế và quốc phòng. Sự phát triển không ngừng các phương tiện truyền tin ở
nước ta cũng như trên thế giới đã dẫn đến sự chật chội về phổ tần.
Mọi việc sử dụng các tần số cũng như chế tạo các thiết bị vô tuyến điện tử
phải dựa trên cơ sở khoa học, tức là phải đảm bảo sự tương thích điện từ EMC.
Rất nhiều nước đã ban hành tiêu chuẩn EMC quốc gia, tất cả các nhà sản xuất
thiết bị điện và điện tử phải đảm bảo sản phẩm của họ phù hợp với tiêu chuẩn
EMC.
Uỷ ban Tư vấn quốc tế về Thông tin vô tuyến CCIR chia dải tần phổ từ
10kHz đến 275GHz ra 38 băng tần dùng cho thông tin trên mặt đất và vũ trụ cho
các khu vực lãnh thổ khác nhau. Ngoài ra CCIR còn khuyến nghị kỹ thuật về vấn
đề quy hoạch và sử dụng có hiệu quả phổ của trang thiết bị vô tuyến điện và tính
tương thích của từng loại phương tiện.
Hiện nay, phần lớn các phương tiện vô tuyến điện bức xạ trên tần phổ thấp
hơn 11GHz. Các phương tiện này là thiết bị dẫn đường, ra đa và các thiết bị
công nghiệp khác. Điều này xác định xác suất lớn nhất của các can nhiễu có hại
lên một thiết bị vô tuyến điện. Thí dụ, một trạm rađa có công suất bức xạ xung

lên tới 10
12
W gây ra công suất can nhiễu cho ở nơi rất xa hàng trăm km. Đặc
biệt, đối với các thiết bị vô tuyến điện đặt trong không gian nhỏ như trong con
tàu vệ tinh hoặc phòng thí nghiệm vũ trụ v.v việc đảm bảo tính tương thích
điện từ EMC cho chúng là vấn đề phức tạp.
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
1.1.Tương thích điện từ là gì ?
EMC: Electromagnetic Compatibility
Tương thích điện từ là một khoa học chỉ rõ đặc tính mà những thiết bị
điện, điện tử, tin học có được khi chúng vận hành tốt trong môi trường có sự
hiện diện của các thiết bị khác hoặc có tín hiệu nhiễu từ môi trường xung quanh
chúng tác động vào. Để thực hiện được điều này, ta phải dùng một kỹ thuật như
là một phương tiện cho phép tránh những hiệu ứng không mong muốn mà nhiễu
có thể gây ra.
Khoa học về tương thích điện từ cũng chỉ rõ toàn bộ các kỹ thuật dùng để
xử lý các đặc tính trên.
Theo quy định chung, tính tương thích điện từ EMC được hiểu là: Đối với
bất kỳ thiết bị vô tuyến điện tử nào đều phải:
1. Không được gây ra can nhiễu vượt quá mức độ cho phép đối với sự
hoạt động bình thường của thiết bị vô tuyến điện tử khác.
2. Bản thân thiết bị đó phải làm việc bình thường khi các nguồn tín hiệu
khác đã làm việc.
* Có thể định nghĩa 3 kiểu cơ sở trong việc tác động qua lại giữa các hệ
thống
• Hiệu ứng do thiết bị này sinh ra tác động lên thiết bị khác, hiện tượng
giao thoa bên trong cùng một hệ thống.
• Hiệu ứng do môi trường xung quanh sinh ra tác động lên thiết bị
• Hiệu ứng do thiết bị sinh ra tác động lên môi trường
* Lĩnh vực EMC bao gồm những vấn đề sau:

• Phân tích cơ học cho ra những hiệu ứng nhiễu
• Nghiên cứu sự truyền của nhiễu do bức xạ hoặc truyền dọc theo các
đường dây kim loại nối với các thiết bị
• Định nghĩa các kiểu ghép khác nhau giữa các hệ thống điện, điện tử,
tin học
• Xác định các điều kiện đối với các kiểu ghép
• Đánh giá những hậu quả thực tế của nhiễu khi thiết bị vận hành
• Dự đoán những tình huống xảy ra nhiễu, trong đó một số thiết bị sẽ
không vận hành đúng theo chuẩn
• Sự lọc nhiễu tần số hoặc thời gian
• Những phương tiện cho phép các thiết bị hoạt động không bị ảnh
hưởng của nhiễu
• Tổng hợp những thiết bị dễ bị ảnh hưởng của nhiễu
• Thiết lập các tiêu chuẩn để đưa ra các giá trị giới hạn có thể chấp nhận
được đối với máy phát và máy thu.
Như vậy mục đích của EMC là mang lại sự tương thích về hoạt động của một
hệ thống nhạy cảm với môi trường trường điện từ của nó, các hiện tượng
nhiễu loạn có thể sinh ra từ hệ thống, một phần của hệ thống hoặc bởi từ các
nguồn bên ngoài.
* Phân tích các nguồn nhiễu
Trong lĩnh vực EMC, hai phần tử đóng vai trò chính là nguồn gây nhiễu và hệ
thống bị nhiễu. Phương tiện giao tiếp giữa chúng là đường ghép bởi hai kiểu
ghép:
• Ghép bởi đường dẫn
Nhiễu sinh ra trong kiểu ghép này được gọi là nhiễu dẫn. Đường ghép có
thể là tiếp xúc trực tiếp, hoặc dung kháng bởi điện trường, hoặc cảm
kháng bởi từ trường.
• Ghép bởi bức xạ
Nhiễu sinh ra trong kiểu ghép này được gọi là nhiễu bức xạ. Nhiễu thâm
nhập vào hệ thống bởi hiệu ứng đồng thời của điện trường và từ trường

dưới dạng sóng điện từ truyền trong không gian.
Can nhiễu có thể phân ra: can nhiễu thiên nhiên và can nhiễu công
nghiệp.
• Can nhiễu thiên nhiên là can nhiễu phóng điện khí quyển, tạp âm vũ trụ
bức xạ mặt trời mặt trăng.
• Can nhiễu công nghiệp có loại có phổ như tia lửa điện, phóng điện hồ
quang. Can nhiễu công nghiệp có phổ hẹp do các thiết bị vô tuyến điện
bức xạ ra. Sự bức xạ ra này còn chia ra bức xạ chính (còn gọi là bức xạ cơ
sở) và bức xạ phụ.
Bức xạ chính đảm bảo cho thiết bị này hoạt động bình thường và nằm
trong dải tần công tác. Bức xạ phụ lại phân chia ra: bức xạ ngoài băng (phụ
thuộc vào quá trình điều chế sóng) và bức xạ phụ nằm rất xa băng tần công
tác (là bức xạ của các sóng hài)
Can nhiễu có dạng xung và dạng sóng liên tục. Can nhiễu có thể là can
nhiễu ngoài, tác động qua các anten từ các nguồn đặt ở xa. Can nhiễu có thể
là can nhiễu nội từ các nguồn rất gần (như trên đường thông tin vô tuyến
chuyển tiếp), can nhiễu nội do các luồng (trunk) siêu cao tần lân cận gây ra.
Tiếp theo, ta còn cần phân biệt các can nhiễu do các phương tiện vô tuyến
điện từ cùng công tác trong dải tần chung với các can nhiễu giữa các phương
tiện công tác trong các dải tần khác nhau. Để chống lại các can nhiễu thứ nhất
ta cải thiện các bộ lọc hay che chắn tốt. Muốn giảm bớt can nhiễu này, ta
cũng cần giảm bớt độ nhạy của máy thu hoặc dùng tín hiệu đặc biệt có tác
dụng giảm nhiễu điều chế vào sóng bức xạ.
1.2.Các đại lượng điện từ
Cơ cấu ghép và bản chất của tín hiệu nhiễu xác định các đại lượng vật lý đo
và đơn vị sử dụng.
Nhiễu do bức xạ
Nhiễu do bức xạ thường được gọi là nhiễu bức xạ và được đặc trưng bằng
một điểm, trường điện từ được xác định như sau:
• Một thành phần điện trường E

• Một thành phần từ trường H
Hoặc tùy trường hợp, bởi một công suất bề mặt dP( mật độ bề mặt của công
suất bức xạ)
Trong trường hợp một sóng phẳng, E thẳng góc với H và có quan hệ:
E =120πH
Đối với các tần số nhỏ hơn 30MHz, khi thực hành đo nhiễu bức xạ, cần phải
đo các thành phần từ trường và điện trường vì chúng không kiểm tra các
điều kiện của sóng phẳng.
Tuy nhiên, tốt hơn là đặc trưng thành phần từ trường bởi vì việc đo nó là
ổn định hơn và dễ thực hiện hơn là đo thành phần điện trường.
Như vậy, để đo lường trong lĩnh vực vô tuyến điện, Ủy ban tư vấn quốc tế
về thông tin vô tuyến đã khuyến nghị đo thành phần từ trường nhưng biểu thị từ
trường bằng giá trị điện trường tương đương mà ta có bằng sóng phẳng.
1.3.Các phương pháp nhận dạng nhiễu
Để có thể nhận dạng nhiễu, cần có những biện pháp đánh giá sự lấn phổ
của nhiễu. Trong thực tế, các tín hiệu nhiễu có thể tác động mạnh theo các cách
khác nhau tùy theo tín hiệu dải rộng hoặc dải hẹp. Một thiết bị gây nhiễu hình sin
có thể không ảnh hưởng đến hoạt động của một hệ thống truyền, nếu tần số của
thiết bị này nằm ngoài dải có ích của hệ thống, nhưng nếu tín hiệu nhiễu là loại
dải rộng và bao phủ luôn dải có ích thì chất lượng truyền của hệ thống có thể bị
thoái biến. Để đặc tính hóa sự lấn lên phổ một cách tốt nhất và bản chất của tín
hiệu nhiễu phân tích, ta có thể dùng nhiều phương pháp khác nhau nhờ một máy
thu đo lường hoặc một máy phân tích phổ.
1.4.Nguyên tắc đảm bảo tương thích điện từ trong thiết bị vô tuyến
Khi ta cần đồng thời triển khai nhiều phương tiện vô tuyến khác chủng loại
nhưng chung một dải tần công tác thì ta phải đặt các thiết bị với khoảng cách
không gian đủ xa. Trong không gian này, mỗi thiết bị chiếm một không gian bức
xạ tương ứng với công suất máy phát xạ, dải tần suất và tính phương hướng của
anten, điều kiện truyền sóng v.v

Hình 1-Không gian bức xạ
Trong không gian bức xạ (hình 1) hệ thống thông tin được đặc trưng bằng
công suất phát xạ Pph, băng tần Df, tần xuất fx, đồng thời có các nhiễu Pi, fi
ảnh hưởng đến anten thu.
Về phía thu, không gian thu sóng phụ thuộc vào đặc tính của anten thu và độ
nhạy thu. Giả thiết máy thu làm việc bình thường với mức can nhiễu cho phép là
Pcp ta có thể tính ra khoảng cách giữa 2 thiết bị dùng chung tần suất. Nhưng
thực tế xác định được khoảng cách này rất phức tạp với lý do sau:
1. Địa hình mặt đất rất phức tạp
2. Công suất nguồn gây can nhiễu có thể 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 do nguồn nhiễu đó bức
xạ trong thời gian truyền sóng tốt nhất (vào mùa hè).
3. Anten có tính phương hướng nên khi tính toán Pcp phải xét đến hệ số tăng
ích G(q) của anten.
Hình 2 là đường biểu diễn cường độ hướng cho phép Pcp trong toạ độ cực
trên mặt đất. Trên hình có 2 mức can nhiễu cho phép với Pcp2>>Pcp1. Rõ
ràng trong đường cong Pcp1, ta không thể đặt một máy thu nào cho phép làm
việc với mức can nhiễu lớn hơn hay bằng mức Pcp1.
Cũng cần nói thêm, trên địa hình cụ thể đường cong hình 2 còn thay đổi do
tác dụng che chắn của vật chướng ngại hoặc toà nhà cao tầng.
Hình 2-Đường biểu diễn cường độ hướng cho phép Pcp trong toạ độ cực
1.5.Vấn đề quản lý tính tương thích điện từ (EMC)
Trong Pháp lệnh Bưu chính Viễn thông của nước Cộng hoà xã hội chủ
nghĩa Việt Nam ban hành ngày 07/06/2002, điều 69, mục 3 đã nói rõ về quản
lý tương thích điện từ. Nhà nước Việt Nam rất coi trọng việc sử dụng và quản
lý tài nguyên tần phổ sóng điện từ trên con đường công nghiệp hoá và hiện
đại hoá.
Ở các nước phát triển, việc quản lý tương thích điện từ được quy định rõ
ràng. Các nhà sản xuất thiết bị điện và điện từ phải đảm bảo các sản phẩm

của họ thoả mãn những yêu cầu về tiêu chuẩn EMC của nước mà từ nước này
các sản phẩm được xuất đi. Đây là biểu thị trách nhiệm của nhà sản xuất đối
với thị trường. Tại thị trường chung châu Âu EEC và EFTA, nếu một loại sản
phẩm nào bị chê trách về tiêu chí chất lượng EMC thì sản phẩm đó bị loại
khỏi thị trường. Để có sự chấp thuận phù hợp với tiêu chí EMC, sản phẩm
được cơ quan có thẩm quyền kiểm nghiệm và cấp chứng chỉ về đo thử kiểm
nghiệm có 2 nội dung:
- Đo thử sự phát xạ (emissions)
- Đo thử sự vượt nhiễu (Immunity)
1. Thử sự phát xạ như sơ đồ hình 3a. Sóng điện từ EM do bản thân thiết bị
cần đo thử qua dây cáp nối tín hiệu hoặc dây cấp nguồn bức xạ ra không
gian. Các nhiễu này thường là nhiễu liên tục
2. Thử sự vượt nhiễu: Sơ đồ đo như hình 3b. Trong đó thiết bị cần đo, chịu
tác động có sóng chấn tử do một nguồn tạo sóng phát ra.


Hình 3-Đo phát xạ và vượt nhiễu
Trước kia, các quy định EMC chỉ quan tâm đến sự phát xạ điện từ, vì nó là
nguồn gốc gây ra các vấn đề can nhiễu. Tuy nhiên gần đây các nhà lập pháp về
EMC chú ý tới hầu hết các vấn đề của tính vượt nhiễu dù do các hiện tượng quá
độ dòng điện và điện áp, hiện tượng phóng điện tự nhiên (xung sét). Tuy nhiên,
không có mức chính xác của “tính vượt nhiễu” để cho biết là bị hỏng hoặc vẫn
bình thường.
* Biện pháp chung cải thiện tính tương thích điện từ
Vấn đề tương thích điện từ đã được đặt ra từ đầu thế kỷ 20. Ngoài việc
tiếp tục chinh phục dải tần ngày càng cao như đã làm trong các thập kỷ của
thế kỷ 20 vừa qua, hiện nay EMC vẫn đặt ra cho chúng ta các bài toán cần
tiếp tục giải quyết. Đó là:
1. Hoàn thiện phương pháp sử dụng một cách tiết kiệm các băng tần. Người
ta thường áp dụng:

- Nâng cao độ ổn định tần số của nguồn phát xạ.
- Giảm thiểu cường độ bức xạ ngoài băng và bức xạ phụ
2. Đặc tính hóa nguồn nhiễu và xác định các trường nhiễu mà nguồn có thể
bức xạ. Hoàn thiện phương pháp giảm nguồn nhiễu ngay tại nơi chúng
xuất hiện. Chúng ta cần tiếp tục:
- Cải thiện đặc tính các bộ lọc dùng thạch anh và ống dẫn sóng.
- Bọc chắn trường điện từ can nhiễu và nối đất tốt.
Hình 4. Máy đo 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.
CHƯƠNG 2: THỰC HIỆN ĐO VÀ THỬ BỨC XẠ
2.1.Đo và thử trong phòng thí nghiệm
Các phép đo và thử được thực hiện với các công cụ mô phỏng và phân
tích chủ yếu là máy tính. Trước tiên, hệ thống được chia thành các cụm nhỏ để
thử tính tự tương thích rồi sau đó các cụm máy mới kết hợp thành hệ thống
Nếu phân tích mô phỏng được thực hiện trên PCB, liên quan đến trường bức xạ,
kết quả sẽ không phản ánh trung thực như trường hợp nối cáp, đặc biệt sai khác
khi môi trường xung quanh là kim loại. Điều này xảy ra khi xuất hiện các phần
tử ký sinh mà thông thường các kỹ sư không biết, hay hiệu ứng điện dung giữa
PCB và khung kim loại
Mô phỏng theo miền thời gian sẽ tối ưu tính toàn vẹn cho tín hiệu trong mạch số
về chức năng tuy nhiên nỗ lực mô phỏng phát xạ một PCB vận hành với hàng
ngàn chuyển mạch đồng thời trên một phiến không hề dễ dàng và gần như không
thể đạt được.
10
Thực hiện kiểm tra
phát xạ sơ bộ bằng

mô phỏng trên máy
tính
Tiến hành phân
tích ban đầu (chưa
đầy đủ tính năng)
Bức xạ phát xạ
( >30MHz)
Bức xạ tần số thấp
(150KHz – 30MHz)
Kiểm tra để xác nhận
lượng phát xạ và tiến
hành khắc phục
Tiếp tục đo kiểm
tra (nếu cần)
Kiểm tra để xác
nhận lượng phát xạ
đã được khắc phục
Hoàn thành kiểm tra
sơ bộ về đầy đủ chức
năng của EUT
2.2.Đo và thử thực tế
Bước đo và thử này được thực hiện với hệ thống đầy đủ và các bước thử
được thiết lập tương tự như những điều kiện thực tế mà thiết bị đó sẽ vận hành
2.3.Đo và thử các tiêu chuẩn chất lương EMC chuẩn
Bước này được thực hiện khi sản phẩm được chứng nhận đạt chất lượng
Vấn đề tương thích điện từ nên được quan tâm ngay từ khi phân tích thiết
kế để có thể dễ dàng thiết kế lại sản phẩm bởi vì ngay khi hệ thống được tiến
hành kiểm định chất lượng chuẩn thì không thể có bất kỳ thay đổi nào nữa. Bất
11
Thực hiện kiểm tra

phát xạ và khả năng
miễn nhiễu trên điều
kiện thực tế
Kiểm tra để xác nhận
lượng phát xạ và tiến
hành khắc phục
Kiểm tra để xác
nhận lượng phát xạ
đã được khắc phục
Tiếp tục đo kiểm tra
(nếu cần)
Hoàn thành kiểm tra
sơ bộ
Các bước kiểm tra
đầy đủ
Báo cáo vấn đề và
tiến hành chứng
nhận
kỳ một trục trặc nào xảy ra lúc này do không đạt tính tương thích của sản phẩm
sẽ gây ra tổn thất nặng nề cho nhà sản xuất
Để tối ưu hóa quá trình phân tích khi phát triển sản phẩm, điều quan trọng là
phải sử dụng tài nguyên một cách hiệu quả. Sau đây là một số khuyến cáo:
1. Thực hiện đo và thử phát xạ trước, sau đó đo vượt nhiễu. Kiểm tra vượt
nhiễu không dễ thành công
2. Chỉ sau khi nhiễu điện từ xuất hiện, ảnh hưởng đến xung đồng hồ ở chế
độ chờ thì việc đánh giá mới nên thực hiện
3. Đo và thử nhiễu phát xạ rất phức tạp đòi hỏi thời gian thực hiện lâu và
phải kiên nhẫn thăm dò tín hiệu từ EUT. Phân tách tín hiệu, về mặt kỹ
thuật đòi hỏi sự khéo léo và kinh nghiệm.
4. Điều chỉnh những sai sót của hệ thống do không đảm bảo tính tương thích

và kiểm tra lại hệ thống.
5. Phối hợp để thay đổi mô hình mới của sản phẩm và lặp lại các bước trên.
Chỉ khi đảm bảo độ ổn định ở mức cao nhất và hệ thống có thể vượt qua
các kiểm tra chỉ tiêu chất lượng chuẩn, sản phẩm nên được kiểm tra khách
quan tại một phòng thí nghiệm khác. Nếu cả hai lần kiểm tra này đều
thành công, tiến hành tiếp kiểm tra vượt nhiễu
2.4.Nghiên cứu kỹ thuật trong phòng thí nghiệm
Tất cả các kỹ sư đều được khuyến cáo thực hiện các bước phân tích một
cách cẩn thận trong chu trình phát triển sản phẩm. Quá trình phân tích bao gồm
phân hóa chức năng, đánh giá khả năng sản xuất và thương mại hóa, đảm bảo
sản phẩm phải tuân thủ các quy định cho trước bao gồm nhiễu EMI và mức vượt
nhiễu cho phép.
Trong chu trình thiết kế, khi không có phần cứng, sử dụng các công cụ mô
phỏng chỉ mang ý nghĩa phân tích
Do đó phần tiếp theo này đề cập đến việc nghiên cứu trong chu trình phát
triển khi có phần cứng
* Đo thực tế
Phép đo này liên quan đến việc kiểm tra tiêu chuẩn EMC sử dụng kỹ thuật
giống như trong trường hợp sản phẩm được đưa đến phòng thí nghiệm để được
12
chứng nhận. Các bước kiểm tra này sử dụng các thủ tục và kỹ thuật được mô tả
trong các tiêu chuẩn liên quan.
Hầu hết các tiêu chuẩn EMC mô tả các phương pháp tự thử hoặc chỉ các bước
thử chi tiết trong các tài liệu khác.
Ví dụ: như mức phát xạ theo tiêu chuẩn Châu Âu liên quan đến các phương pháp
thử được mô tả trong EN 55022 hay EN 55011 (CISPR-22 hay CISPR-11). Bởi
vì hiện nay xung quanh chúng ta có rất nhiều loại nhiễu, đặc biệt với sự gia tăng
nhanh chóng của các hệ thống số phát quảng bá, nên rất khó tìm một vị trí thích
hợp đặt OATS mà không bị ảnh hưởng bởi nhiễu xung quanh. Đối với tình
huống này, phép đo trong phòng có lớp che chắn là rất phù hợp. Tuy vậy, các

tiêu chuẩn kiểm tra vẫn phải được thực hiện tại OATS cho dù dữ liệu dữ liệu
nhận từ phòng phát xạ.
Vấn đề cần quan tâm khi tiến hành đo và thử thực tế là phải tuân thủ các
thủ tục đo và lường trước những sai sót có thể xảy ra so với lý thuyết.
Kết quả đo thực nghiệm có thể chính xác hay không tùy thuộc rất nhiều vào khả
năng và kinh nghiệm của những người thực hiện
Hình 5- Các thiết bị đo EMC trong phòng thí nghiệm
Ngoài ra có thể do phương pháp tiến hành không chuẩn theo CISPR-16
hoặc sử dụng các thiết bị đo giá thấp kém chất lượng gây ra sai sót cho kết quả
đo.
Những lỗi này dẫn đến phí thời gian và công sức, kết quả là chậm trễ trong
việc tung sản phẩm ra thị trường và hàng loạt các hậu quả kéo theo khác như:
phải thiết kế lại, tốn chi phí cho sản xuất hoặc các rủi ro về vấn đề tài chính,…
13
Như vậy rõ ràng phép đo giá thành thấp với nhiều sai sót quả là không rẻ chút
nào
Hình 6- Thiết bị đo EMC cho tiết bị cầm tay và Bluetooth
Có hai cách để xác định các lỗi xảy ra trong phép đo thực nghiệm. Một là
thực hiện đầy đủ theo trình tự các thủ tục đo tức là tiến hành đo mức suy giảm,
xác định mức dữ liệu của tất cả các thiết bị, cáp và anten sau đó tính toán kết quả
đo được xem có phù hợp với các thủ tục đo hay không.
Cách thứ hai là so sánh kết quả đo với một sản phẩm đã được kiểm tra tốt trước
đó. Khi thực hiện với hệ thống này, người tiến hành sẽ không cần phải quan tâm
liệu phương pháp đo đang chọn có gây ra nhiều sai số hay không. Hệ thống
chuẩn này phải được lấy ra từ phòng thí nghiệm sau khi đã kiểm tra EMC, chưa
hề được mở ra và phải được bảo quản tốt. Hệ thống như vậy được gọi là đơn vị
“vàng”(tham chiếu)
Sự khác nhau giữa phép đo trong phòng thí nghiệm và phép đo thực tế là
hệ số chính xác. Hệ số chính xác là yêu cầu bắt buộc với tất cả các phép đo thực
nghiệm

Mặt sàn bằng kim loại được thiết kế để làm phần tham chiếu trong các thí
nghiệm.
14
Hình 7- Phòng đo EMC có vỏ chắn bằng kim loại
Mục đích của việc tạo nhiều lớp có chiều cao khác nhau nhằm tối đa hóa
các hướng truyền trực tiếp cũng như phản xạ. Một số kỹ sư sử dụng các thiết bị
đo thực nghiệm không có mặt tham chiếu này, thậm chí không quan tâm tới việc
sử dụng các anten có chiều cao khác nhau theo chuẩn. Để bù cho những thiếu sót
so với các tiêu chuẩn đo họ sẽ giảm đường giới hạn đi 6dB, và tự phụ cho rằng
việc thiếu sàn tham chiếu kim loại và các anten có chiều cao khác nhau đã được
bù hoàn toàn. Việc làm thiếu cân nhắc này đã triệt đi phần trường được tạo ra từ
phản xạ đất và kết quả đã làm thay đổi giá trị đo tới 25dB.
Một số anten dạng kiềng 3 chân hoặc đế bằng có thể tạo chiều cao cố định
hoặc thay đổi được. Giả thiết trong trường hợp tần số xấu nhất, các phép đo được
thực hiện tại tất cả các chiều cao thì phát xạ xấu nhất vẫn được ghi lại cho dù
anten cao hơn không dẫn
Kiểm tra thực nghiệm được tiến hành trong nhà có thể gây ra các lỗi phụ
thuộc tần số do phản xạ không mong muốn, làm cho phép đo thay đổi từ +6 đến
-25dB cho mỗi hướng phản xạ. Thay đổi này có thể diễn ra hằng ngày do mọi
người di chuyển thiết bị và đồ đạc xung quanh. Thiết bị và đồ đạc không được
đặt quá gần khu vực kiểm tra. Trong môi trường như vậy, điều chỉnh hướng
nhiễu và tiến hành đo thử, so sánh với thiết bị tham chiếu hoặc tạo anten theo
kiểu răng lược có thể giải quyết một phần vấn đề nảy sinh.
15
Một vấn đề nữa khi đo thực nghiệm trong nhà là nhiễu gây ra do các thiết bị điện
tử xung quanh. Tiến hành đo ở bên ngoài như bãi đỗ xe, sân bóng, hoặc mô đất
cao có thể giảm được nhiễu từ trong nhà nhưng lại không giải quyết được nhiễu
từ bên ngoài. Điều này có thể giải quyết bằng cách sử dụng bộ phân tích tương
quan để triệt nhiễu trong thời gian thực.
* Tiến hành phân tích thực nghiệm

Khi tiến hành kiểm tra phát xạ, phải sử dụng các anten có chiều cao khác
nhau. Có nhiều cách để tiến hành kiểm tra, đối với trường hợp chẩn đoán hiện
tượng thậm chí kiểm tra chất lượng, việc sử dụng kẹp dòng hoặc các thiết bị đo
vượt nhiễu sẽ giúp khoanh vùng đo rất nhanh. Một ví dụ dùng đầu đo dòng để đo
phát xạ được thể hiện trong hình
Trong sơ đồ kiểm tra, kiểm tra vượt nhiễu được thực hiện trước. Tại sao
người ta thường kiểm tra vượt nhiễu trước khi đo phát xạ? Câu trả lời rất đơn
giản, rất dễ xảy ra hiện tượng đánh thủng ETU do một sự kiện bên ngoài so với
xác định hiện tượng phát xạ.
Thực hiện kiểm tra vượt nhiễu sớm trong quá trình thiết kế sẽ rút ngắn chu
kỳ thiết kế. Phát xạ và vượt nhiễu là mặt trái ngược nhau bởi vì năng lượng RF
vào và ra cùng một sản phẩm. Giải quyết một vấn đề sẽ ngăn chặn vấn đề kia
nảy sinh
Kiểm tra vượt nhiễu thường dễ hơn so với kiểm tra phát xạ tuy nhiên nó đòi
hỏi công cụ đo và môi trường đo đặc biệt
16
CHƯƠNG 3: ĐO VÀ THỬ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
TRONG TRƯỜNG HỢP PHÓNG TĨNH ĐIỆN
3 1Đối tượng đo
Thiết bị điện, điện tử đối với hiện tượng phóng tĩnh điện trực tiếp từ người
khai thác sử dụng và từ các đối tượng kề bên tương ứng với các điều kiện lắp
đặt, điều kiện môi trường khác nhau.
3 2Các điều kiện cần thiết khi tiến hành đo và thử
Phép thử bao gồm máy phát tín hiệu thử, EUT và các thiết bị phụ trợ khác
để thực hiện các tác động trực tiếp hoặc gián tiếp phóng điện vào EUT theo cách
sau:
a) Phóng điện tiếp xúc vào các mặt dẫn điện và mặt phẳng ghép;
b) Phóng điện qua không khí vào các mặt cách điện.
Có thể phân biệt hai dạng phép thử khác nhau:
- Các phép thử được thực hiện trong phòng thí nghiệm (kiểm tra tính

tuân thủ);
- Các phép thử sau khi lắp đặt được thực hiện trên thiết bị trong các điều
kiện lắp đặt sau cùng của thiết bị đó.
- Phương pháp được ưu tiên áp dụng là thực hiện các phép thử trong
phòng thí nghiệm.
EUT phải được bố trí phù hợp với hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất (nếu có)
3.2.1. Các điều kiện chuẩn trong phòng thí nghiệm
Để tối thiểu hoá tác động của các tham số môi trường vào kết quả thử
nghiệm, phép thử phải được thực hiện trong điều kiện chuẩn về khí hậu và điện
từ
*Điều kiện về khí hậu
Trường hợp thực hiện phóng điện qua không khí, các điều kiện về khí hậu
phải nằm trong phạm vi qui định
- Nhiệt độ môi trường xung quanh:
- Độ ẩm tương đối:
17
- Áp suất khí quyển:
EUT phải làm việc trong các điều kiện khí hậu đã qui định cho nó.
*Điều kiện về điện từ
Môi trường điện từ của phòng thí nghiệm phải không được ảnh hưởng đến
các kết quả thử nghiệm.
*Trạng thái làm việc của EUT
Phần mềm và chương trình thử phải được lựa chọn sao cho thực hiện được
tất cả các chế độ làm việc danh định của EUT. Khuyến khích việc sử dụng phần
mềm khai thác đặc biệt, nhưng chỉ được phép khi phần mềm đó thể hiện được
rằng EUT đang ở trạng thái làm việc hoàn toàn.
Đối với các phép thử để kiểm tra tính phù hợp, EUT phải làm việc liên tục
trong chế độ nhạy cảm nhất của nó (chu trình chương trình), chế độ làm việc này
được xác định bằng các phép thử khảo sát trước.
Nếu cần phải có thiết bị giám sát để kiểm tra EUT, thì thiết bị giám sát này

phải được cách biệt (bằng mạch tách) để giảm khả năng chỉ thị sai
3.2.2. Cấu hình để thực hiện phép thử trong phòng thí nghiệm
Những yêu cầu dưới đây áp dụng cho các phép thử được thực hiện trong
phòng thí nghiệm với các điều kiện môi trường chuẩn.
Phải có một mặt đất chuẩn được đặt trên sàn của phòng thí nghiệm. Mặt đất
chuẩn này phải là một tấm kim loại (bằng đồng hoặc nhôm) có độ dày tối thiểu
là 0,25 mm; có thể sử dụng các loại vật liệu kim loại khác nhưng phải có độ dày
tối thiểu là 0,65 mm.
Kích thước tối thiểu của mặt đất chuẩn là 1 m
2
, kích thước chính xác của nó
phụ thuộc vào kích thước của EUT. Mặt đất chuẩn phải lớn hơn EUT hoặc mặt
phẳng ghép, tất cả các chiều, ít nhất là 0,5 m và phải được nối với hệ thống đất
bảo vệ.
Cấu hình phép thử phải đáp ứng được các qui định về an toàn của nơi thực
hiện phép thử.
EUT phải được bố trí và kết nối theo các yêu cầu chức năng của nó.
Khoảng cách tối thiểu giữa EUT và tường của phòng thí nghiệm và bất kỳ
18
vật thể kim loại nào phải là 1 m.
EUT phải được nối với hệ thống đất theo chỉ tiêu kỹ thuật về lắp đặt của nó.
Ngoài ra, không được có bất kỳ một kết nối đất nào khác.
Bố trí các cáp nguồn, cáp tín hiệu phải giống như trong lắp đặt thực tế.
Cáp hồi tiếp phóng điện của máy phát ESD phải được nối với mặt đất
chuẩn. Tổng độ dài của cáp này thông thường là 2 m.
Trong trường hợp độ dài này lớn hơn độ dài cần thiết để thực hiện phóng
điện tới điểm đã chọn, thì phần dư ra này phải được đặt cách xa mặt đất chuẩn
(không tạo cảm ứng) và phải cách các phần dẫn điện trong cấu hình phép thử ít
nhất là 0,2 m.
Kết nối của các cáp nối đất với mặt đất chuẩn và tất cả các liên kết phải có

trở kháng thấp, ví dụ như sử dụng các thiết bị vòng kẹp đối với các ứng dụng tần
số cao.
Khi các mặt phẳng ghép được sử dụng, ví dụ như để thực hiện phóng điện
gián tiếp, thì nó phải có cùng loại vật liệu và có cùng độ dày như mặt đất chuẩn
và phải được nối với mặt đất chuẩn thông qua cáp nối có một điện trở 470 kΩ tại
mỗi đầu. Các điện trở này phải có khả năng chịu được điện áp phóng điện và
phải được cách ly để tránh xảy ra ngắn mạch với mặt đất chuẩn khi cáp nằm trên
đó.
* Loại thiết bị để bàn
Cấu hình phép thử bao gồm một bàn gỗ có độ cao 0,8 m trên mặt đất chuẩn.
Trên bàn phải đặt một mặt phẳng ghép nằm ngang (HCP) có diện tích
1,6 × 0,8 (m). EUT và các cáp nối phải được cách ly với mặt phẳng ghép bằng
một lớp cách điện có độ dày 0,5 mm.
Nếu EUT quá lớn, tất cả các mặt của EUT không cách các cạnh của HCP
tối thiểu là 0,1 m, thì phải sử dụng thêm một HCP tương tự, đặt cách HCP thứ
nhất 0,3 m với các cạnh ngắn kề nhau. Bàn phải được mở rộng ra hoặc có thể sử
dụng hai bàn. Các mặt phẳng ghép không được nối với nhau ngoài kết nối tới
mặt đất chuẩn bằng cáp nối có điện trở.
19
Nếu EUT có bất kỳ chân đỡ nào thì phải để nguyên tại vị trí của nó.
Hình 8- Cấu hình phép thử trong phòng thí nghiệm đối với thiết bị để bàn
*Thiết bị đặt sàn nhà
EUT và các cáp nối phải được cách ly với mặt đất chuẩn bằng một giá đỡ
cách điện có độ dày khoảng 0,1 m.
Trong hình 6 là ví dụ về cấu hình phép thử cho thiết bị đặt sàn nhà.
Nếu EUT có bất kỳ chân đỡ nào thì phải để nguyên tại vị trí của nó.
20
Hình 9-Cấu hình phép thử cho thiết bị đặt ở sàn nhà
3.2.3. Cấu hình cho các phép thử sau khi lắp đặt
Các phép thử sau khi lắp đặt là tuỳ chọn, không bắt buộc đối với các phép

thử để cấp chứng chỉ. Các phép thử này có thể chỉ áp dụng khi có sự thoả thuận
giữa nhà sản xuất và đối tượng sử dụng thiết bị. Phải cân nhắc trường hợp thiết
bị khác cùng đặt tại vị trí đó có thể bị ảnh hưởng không thể chấp nhận được.
Thiết bị hoặc hệ thống phải được thử nghiệm trong điều kiện lắp đặt sau
cùng của nó.
Để tạo điều kiện kết nối cáp hồi tiếp phóng điện, mặt đất chuẩn phải được
đặt trên sàn của vị trí lắp đặt và cách EUT khoảng 0,1 m. Mặt đất chuẩn nên
bằng đồng hoặc bằng nhôm có độ dày không nhỏ hơn 0,25 mm. Có thể sử dụng
các loại vật liệu kim loại khác, nhưng độ dày tối thiểu là 0,65 mm. Nếu vị trí lắp
đặt cho phép, mặt đất chuẩn nên có kích thước khoảng 0,3 m chiều rộng và 2 m
21
chiều dài.
Mặt đất chuẩn này nên nối với hệ thống đất bảo vệ. Nếu tại vị trí lắp đặt cụ
thể nào đó mà không thực hiện được kết nối này, thì nên nối mặt đất chuẩn với
đầu cuối đất của EUT (nếu có).
Cáp hồi tiếp phóng điện của máy phát ESD phải được nối tới mặt đất chuẩn
tại vị trí gần EUT. Nếu EUT được lắp đặt trên một bàn kim loại, thì bàn kim loại
này phải được nối với mặt đất chuẩn qua cáp nối có một điện trở 470 kΩ tại mỗi
đầu để phòng ngừa sự tích điện.
Hình 10- Cấu hình phép thử sau khi lắp đặt của thiết bị đặt sàn nhà
3 3Thực hiện phép đo và thử
Thực hiện phép thử bằng cách phóng điện trực tiếp và phóng điện gián tiếp
vào EUT theo một kế hoạch thử. Kế hoạch thử bao gồm:
- Các điều kiện làm việc đặc trưng của EUT;
- Thực hiện phép thử đối với EUT như thiết bị để bàn hay thiết bị đặt
sàn nhà;
- Các điểm để thực hiện phóng điện vào đó;
22
- Tại mỗi điểm, thực hiện phóng điện tiếp xúc hay phóng điện qua
không khí;

- Mức thử được áp dụng;
- Số lần phóng điện tại mỗi điểm đối với phép thử kiểm tra tính tuân thủ;
- Kiểm tra điều kiện lắp đặt EUT trong thực tế để thực hiện các phép thử
sau khi lắp đặt.
Nếu cần, có thể thực hiện một số phép thử khảo sát trước để lập kế hoạch
thử.
* Tác động trực tiếp của phóng tĩnh điện vào EUT
Chỉ thực hiện phóng tĩnh điện vào EUT tại các điểm và các bề mặt mà con
người có thể tiếp cận được khi khai thác sử dụng bình thường.
Phía trong EUT, chỉ thực hiện phóng tĩnh điện vào các điểm và/hoặc các bề
mặt mà con người phải tiếp cận khi thực hiện các thao tác bảo dưỡng của khách
hàng ngoại trừ trường hợp có các hướng dẫn rõ ràng về việc phòng ngừa hiện
tượng phóng tĩnh điện (ví dụ như sử dụng vòng cổ tay chống tĩnh điện) của nhà
sản xuất.
Không được thực hiện phóng tĩnh điện vào bất kỳ điểm nào của thiết bị mà
điểm đó chỉ được tiếp cận với mục đích bảo dưỡng.
Điện áp thử phải tăng từ mức tối thiểu đến mức thử đã được chọn để xác
định được bất kỳ ngưỡng sai hỏng nào của EUT. Mức điện áp thử cuối cùng
không nên vượt quá giá trị được xác định trong chỉ tiêu kỹ thuật của thiết bị để
tránh làm hư hỏng thiết bị.
Phải thực hiện phép thử với các lần phóng điện đơn. Tại mỗi điểm đã chọn,
phải thực hiện ít nhất 10 lần phóng điện đơn.
Đối với khoảng thời gian giữa các lần phóng điện đơn liên tiếp, giá trị ban
đầu là 1 giây được khuyến nghị. Có thể cần các khoảng thời gian lớn hơn để xác
định xem sai hỏng của hệ thống đã xảy ra hay không.
Máy phát ESD phải được giữ vuông góc với mặt phẳng để thực hiện phóng
điện vào đó. Thực hiện điều này để tăng khả năng tái tạo lại kết quả.
Cáp hồi tiếp phóng điện của máy phát phải cách EUT, ít nhất là 0,2 m trong
23
khi đang thực hiện phóng điện.

Trong trường hợp phóng điện tiếp xúc, đầu của điện cực phóng điện phải
tiếp xúc với EUT trước khi bật công tắc phóng điện.
Trong trường hợp vật liệu nền dẫn điện được bao phủ bằng các lớp sơn,
phải áp dụng các thủ tục dưới đây:
Nếu nhà sản xuất không tuyên bố các lớp sơn này là lớp vỏ cách điện, thì
đầu điện cực phóng điện của máy phát phải xuyên thủng lớp sơn này để tiếp xúc
với vật liệu nền dẫn điện bên trong. Nếu nhà sản xuất tuyên bố các lớp sơn này là
lớp vỏ cách điện, thì phải thực hiện phóng điện qua không khí. Không được thực
hiện phóng điện tiếp xúc đối với các loại mặt phẳng như vậy.
Trong trường hợp phóng điện qua không khí, đầu phóng điện tròn của điện
cực phóng phải được chuyển lại gần (nhanh tối đa nhưng không gây ra hư hỏng
cơ khí) và tiếp xúc với EUT. Sau mỗi lần phóng điện, điện cực phóng của máy
phát ESD phải được đưa ra khỏi EUT. Tiếp theo, máy phát ESD được kích hoạt
lại cho lần phóng điện mới. Lặp lại thủ tục này cho đến khi hoàn thành các lần
phóng điện. Phải đóng công tắc phóng điện (được sử dụng khi phóng điện tiếp
xúc) trong trường hợp phóng điện qua không khí.
*Tác động gián tiếp của phóng tĩnh điện
Mô phỏng sự phóng tĩnh điện vào các đối tượng được đặt hoặc lắp đặt gần
EUT bằng cách phóng tĩnh điện vào mặt phẳng ghép từ máy phát ESD theo
phương pháp phóng điện tiếp xúc.
*Mặt phẳng ghép nằm ngang (HCP) dưới EUT
Thực hiện phóng tĩnh điện vào cạnh của HCP theo phương nằm ngang.
Thực hiện ít nhất 10 lần phóng điện đơn (với cực tính nhạy cảm nhất) tại
cạnh trước của mỗi HCP, đối diện với điểm giữa của mỗi khối (nếu có thể áp
dụng) của EUT và cách mặt trước của EUT 0,1 m. Trục dài của điện cực phóng
điện phải vuông góc với cạnh trước và nằm trong cùng mặt phẳng của
HCP trong khi phóng điện.
Điện cực phóng điện phải tiếp xúc với cạnh của HCP.
24
Nên thực hiện phép thử này đối với tất cả các mặt của EUT.

*Mặt phẳng ghép thẳng đứng
Thực hiện ít nhất 10 lần phóng điện đơn (với cực tính nhạy cảm nhất) tại
điểm giữa của một cạnh thẳng đứng của mặt phẳng ghép. Mặt phẳng ghép, có
kích thước 0,5 × 0,5 (m), được đặt song song và cách EUT 0,1 m.
Thực hiện phóng tĩnh điện vào mặt phẳng ghép với đủ các vị trí khác nhau
sao cho cả 4 mặt của EUT được chiếu xạ hoàn toàn.
3 4Xử lý kết quả đo
Mục này hướng dẫn việc đánh giá kết quả phép thử và biên bản thử nghiệm.
Sự khác nhau và sự đa dạng của các hệ thống và thiết bị được thử nghiệm
đã làm cho việc xác định ảnh hưởng của phép thử đối với các hệ thống, thiết bị
trở nên khó khăn.
Kết quả phép thử phải được phân loại dựa trên điều kiện làm việc và các
chỉ tiêu chức năng của EUT như dưới đây (trừ phi có các qui định khác trong chỉ
tiêu kỹ thuật thiết bị):
1) Đặc tính nằm trong các giới hạn chỉ tiêu kỹ thuật cho phép;
2) Chức năng hoặc đặc tính bị suy giảm tạm thời hoặc kém đi nhưng tự
khôi phục lại được;
3) Chức năng hoặc đặc tính bị suy giảm tạm thời hoặc bị mất, việc khôi
phục lại đòi hỏi sự can thiệp của người khai thác hoặc khởi động lại hệ
thống;
4) Chức năng bị suy giảm hoặc bị mất, không thể khôi phục lại được do hư
hỏng thiết bị (hoặc các thành phần của thiết bị) hoặc phần mềm hoặc
mất số liệu.
Thiết bị không được trở nên nguy hiểm hoặc mất an toàn do thực hiện các
phép thử được xác định trong tiêu chuẩn này.
Đối với các phép thử nghiệm thu, chương trình thử và cách xử lý kết quả
phải được mô tả trong tiêu chuẩn kỹ thuật thiết bị.
Kết quả phép thử là đạt nếu thiết bị thể hiện được khả năng miễn nhiễm của
25