قسمت اول مقاله در شماره سوم و صفحه 12 چاپ شده است.

لیلا فرهودی

کارشناس ارشد مهندسی مخابرات- کارشناس پژوهشکده سامانه‌های ماهواره‌ای

در قسمت قبلی این نوشتار مفاهیم کلیدی سازگاری الکترومغناطیسی به اختصار مرور و استانداردهای تجاری و نظامی در این حوزه به صورت خلاصه معرفی شدند. از آن جایی که تمرکز مطالعات نویسنده بیشتر بر روی نسخه‌های استاندارد نظامی MIL-STD-461 است در این قسمت برای فهم بهتر مطلب نتایج یک آزمون تشعشع هدایتی انجام‌شده بر روی یک دستگاه نمونه، بر اساس استاندارد نظامی، مطرح و راه حل به کارگرفته‌شده برای رفع مشکل دستگاه‌ توضیح داده می‌شود. شایان ذکر است که آزمون مثال در این مقاله در سال‌های دور و براساس نسخه‌‌ E استاندارد انجام شده است، در حالی که در سال 2007 نسخه F و به تازگی نسخه‌ی جدیدی از استاندارد با شماره MIL-STD-461G منتشر شده و هم‌اکنون آزمون‌ها در مراکز آزمایشگاهی کشور براساس این نسخه‌ها انجام می‌گیرد. در یکی از سلسله مقالات بعدی تفاوت‌های نسخه‌های مختلف استاندارد نظامی تشریح خواهد شد.

همان‌طور که قبلا گفته شد آزمون‌ها در استاندارد MIL-STD-461 دو دسته‌ی عمده‌ی هدایتی و تشعشعی دارند. آزمون هدایتی می‌تواند انتشار از کابل‌های دستگاه باشد (CE)  یا حساسیت‌پذیری دستگاه از ناحیه کابل‌های متصل به آن (CS) در آزمون بررسی شود. به همین ترتیب آزمون تشعشعی نیز به دو دسته‌ی حساسیت‌پذیری تشعشعی (RS) دستگاه از انتشارات بیرونی و انتشار تشعشعی (RE) دستگاه که در محیط اطراف پخش می‌شود تقسیم‌ می‌گردد. در هر دسته بازه‌ی فرکانسی، دامنه و چیدمان هر آزمون با آزمون‌های دیگر استاندارد متفاوت است.

آزمون CE102 برای تمام دستگا‌ه‌ها الزامی است. این تست هدایتی است و روی خطوط رفت و برگشت تغذیه دستگاه‌ انجام می‌گردد. در آزمون CE102 تشعشعات هدایتی بر روی خط تغذیه به کمک دستگاهی به نام LISN نمونه‌برداری می‌شود‌. این دستگاه در واقع یک فیلتر است که دو کار عمده بر عهده دارد: 1) یکسان‌سازی و پایدارسازی امپدانس خطوط تغذیه‌ی دستگاه‌های مختلف تا تست‌های دستگاه‌های متفاوت تکرارپذیر و مقایسه‌پذیر با حدود مجاز استاندارد باشند 2) فیلترکردن تشعشعات احتمالی خطوط تغذیه برق شهر یا منبع تغذیه‌ی متصل به دستگاه. ساختار داخلی LISN و امپدانس آن در بازه‌های مختلف فرکانسی در استاندارد MIL-STD-461 تعیین شده است که به جهت اجتناب از اطاله کلام در این نوشتار تکرار نمی‌شود.

همان‌طور که در این شکل دیده می‌شود EUT  با فاصله‌ی مناسب مطابق با استاندارد به LISN وصل شده و یک کابل RF، کانکتور نمونه‌برداری LISN را با عبور از دیواره‌ی اتاق تست، در اتاق کنترل به دستگاه گیرنده‌ی تست EMI وصل کرده است. دستگاه گیرنده‌ی تست EMI دستگاهی است که مانند اسپکتروم در حوزه‌ی فرکانس، اندازه‌گیری دامنه را انجام می‌دهد ولی به جای جاروب بازه‌ی فرکانسی آن را اسکن می‌کند.

چیدمان واقعی تست در اتاق EMC در شکل روبرو دیده می‌شود. در این شکل EUT و LISN در اتاق نیمه بی‌بازتاب چیده شده‌اند. آنتن میله‌ای در شکل مربوط به آزمون RE102 است.

قبل از انجام تست، سطح نویز ناشی از منبع تغذیه‌ی متصل به دستگاه در حالتی که که یک بار مقاومتی با جریان معادل دستگاه تحت تست (EUT) به آن متصل است اندازه گرفته می‌شود. این کار باعث می‌شود که از عدم وجود نویز در محیط و نیز عدم وجود نویز دستگاه‌های جانبی مانند خود منبع تغذیه اطمینان حاصل شود.

در شکل بعدی  نتایج تست انجام‌شده دیده می‌شود. نمودار صورتی رنگ در این شکل نمایان‌گر سطح نویزی است که با اتصال بار مقاومتی به منبع تغذیه از روی خط تغذیه خوانده شده است. همان‌طور که دیده می‌شود این سطح نویز بسیار بیشتر از dB6 تعیین‌شده در متن استاندارد از حد مجاز استاندارد (خط قرمز رنگ) پایین‌تر است. بنابراین با اتصال دستگاه تحت تست به مجموعه می‌توان مطمئن بود که تمام نویز خوانده شده مربوط به خود EUT است. در همان شکل سطح نویزی که از روی دو خط فاز و نول دستگاه خوانده شده است دیده می‌شود. مطابق نمودار سطح نویز هدایتی این دستگاه از حدود فرکانس kHz200 در فرکانس‌هایی تا بیش از dB40 از حد مجاز استاندارد بالاتر است.

یکی از متداول‌ترین راه حل‌ها برای حذف نویزهای هدایتی استفاده از فیلترهای فریتی است که به دانه‌های فریت  مشهورند. هر مهندسی که در حوزه EMI-EMC مشغول به کار باشد حتما جعبه‌ای حاوی از انواع هسته‌های فریتی به همراه دارد. این هسته‌ها در بسیاری از موارد راه‌گشا بوده و راه‌حلی ساده و ارزان‌قیمت برای حذف نویزهای مزاحم به شمار می‌روند. این هسته‌ها هم به صورت قطعاتی برای نصب بر روی بردهای PCB و هم به صورت انواع گیره‌هایی که روی کابل‌هایی با اندازه‌های مختلف بسته می‌شوند در بازار موجود هستند. 
ادامه مطلب...