โซลูชันด้าน EMC (การลดสัญญาณรบกวน)
EMC คืออะไร ?
ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า
แนวคิดเรื่อง EMC (ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า) เป็นพื้นฐานสำหรับการลดเสียงรบกวน
ด้วยเหตุนี้ การลดเสียงรบกวนและการลดปัญหาการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจึงมักถูกใช้แทนกันได้
EMC มีความเกี่ยวข้องกับคุณอย่างไร?
ในชีวิตประจำวันของเรา มีอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์มากมายนับไม่ถ้วน
พลังงานเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งในการใช้งานเครื่องใช้ในครัวเรือน โครงสร้างพื้นฐานของสายการผลิตในโรงงาน อุปกรณ์ทางการแพทย์ อุปกรณ์สื่อสาร ตลอดจนทางรถไฟ เครื่องบิน และรถยนต์
อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์เหล่านี้อาจทำงานผิดปกติหรือชำรุดเสียหายเนื่องจากสัญญาณรบกวน EMC
มีโอกาสที่จะก่อให้เกิดการบาดเจ็บร้ายแรงหรือเป็นอันตรายถึงชีวิตได้
ดังนั้น การลดเสียงรบกวนจึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้เครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานได้อย่างถูกต้อง
วิธีการระงับสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า
EMC (ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า) คือการรักษาสภาพแวดล้อมที่อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ทนทานต่อสัญญาณรบกวน
มีการนำมาตรการรับมือทั้ง EMI และ EMS มาใช้เพื่อให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะทำงานได้อย่างเสถียร
มีสองวิธีในการลดเสียงรบกวน
*การป้องกัน EMI (สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า) เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนที่ปล่อยออกมาจากอุปกรณ์
*EMS (Electromagnetic Susceptibility) หรือการออกแบบภูมิคุ้มกันมีไว้เพื่อเพิ่มความทนทานของอุปกรณ์จากสัญญาณรบกวนจากภายนอก
การต่อลงดิน
กราวด์ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่เป็นจุดอ้างอิงของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานและทำหน้าที่เป็นเส้นทางกลับของกระแสไฟฟ้า การออกแบบกราวด์ที่ไม่ดีอาจทำให้แรงดันไฟฟ้าอ้างอิงไม่เสถียร ส่งผลให้เกิดการแผ่รังสีที่ไม่ต้องการ อุปกรณ์ทำงานผิดปกติเนื่องจากเสียงรบกวนจากภายนอก และเกิดการคายประจุไฟฟ้าสถิต
โดยทั่วไปแล้ว แผ่นกราวด์ควรมีความกว้างและความยาวไม่มาก เพื่อรักษาระดับแรงดันอ้างอิงให้คงที่
สามารถพบเห็นได้ในกรณีที่ใช้แผงวงจรพิมพ์หลายชั้น (PCB) ที่มีระนาบกราวด์ร่วมกับโครง/ตัวถังโลหะ
ประเด็นสำคัญถัดไปคือวิธีการเชื่อมต่อพื้นดินเข้าด้วยกัน
เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลกลับได้อย่างถูกต้อง จำเป็นต้องต่อสายให้กว้างและสั้น
การต่อสายดินของวงจรไฟฟ้าเข้ากับโครงโลหะเรียกว่า การต่อสายดินกับโครง (Frame Ground หรือ FG)
โดยทั่วไปแล้ว การต่อสายดินเข้ากับโครงสร้างมักใช้เพื่อลดเสียงรบกวน
ประสิทธิภาพของ FG นั้นขึ้นอยู่กับความกว้าง ความสั้น และจำนวน FG ของจุดเชื่อมต่อ
การกรองข้อมูล
การกรองคือกระบวนการจัดเรียงสัญญาณตามคุณลักษณะของสัญญาณเหล่านั้น
ตัวกรองความถี่สูงจะยอมให้สัญญาณที่มีความถี่สูงกว่าความถี่ที่กำหนดผ่านไปได้ ในขณะที่ตัวกรองความถี่ผ่านย่านจะยอมให้สัญญาณเฉพาะในช่วงความถี่ที่กำหนดผ่านไปได้เท่านั้น
การกรองไม่ได้ทำโดยพิจารณาจากความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว
การกรองที่ใช้ประโยชน์จากความแตกต่างในโหมดการส่งสัญญาณเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับการลดเสียงรบกวน
จุดประสงค์ของการกรองคือการแยกสัญญาณออกจากสัญญาณรบกวน
สัญญาณรบกวนฮาร์มอนิกในสัญญาณนาฬิกาของวงจรดิจิทัลและสัญญาณรบกวนจากการสวิตช์ที่เกิดขึ้นในวงจรควบคุมจะแพร่กระจายและแผ่กระจายผ่านวงจรและ/หรือสายเคเบิลในโหมดทั่วไป
ในทางตรงกันข้าม สัญญาณที่ควรส่งผ่านจะถูกส่งผ่านระหว่างอุปกรณ์ในโหมดดิฟเฟอเรนเชียล
แกนเฟอร์ไรต์และขดลวดโช้คแบบคอมมอนโหมดจะแยกสัญญาณออกจากสัญญาณรบกวนโดยการบล็อกสัญญาณในโหมดคอมมอนโหมดและยอมให้เฉพาะสัญญาณในโหมดดิฟเฟอเรนเชียลโหมดผ่านไปได้
การป้องกัน
สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ สัญญาณรบกวนที่แผ่กระจายผ่านอวกาศ และสัญญาณรบกวนที่นำผ่านสายเคเบิลและแผ่นโลหะ การป้องกันเป็นเทคนิคการระงับสัญญาณที่มีประสิทธิภาพสำหรับสัญญาณรบกวนที่แผ่กระจาย
การป้องกันสัญญาณรบกวน หมายถึงการหุ้มส่วนที่เกิดสัญญาณรบกวนในวงจรหรืออุปกรณ์ทั้งหมดด้วยแผ่นโลหะ
วิธีนี้ช่วยจำกัดการแผ่รังสีให้อยู่ภายในพื้นที่ และในทางกลับกันก็ช่วยลดการแผ่รังสีออกสู่ภายนอก
นอกจากนี้ แผ่นโลหะยังสามารถป้องกันสัญญาณรบกวนภายนอกไม่ให้เข้าไปทำให้วงจรไฟฟ้าทำงานผิดปกติได้
การป้องกันอย่างมีประสิทธิภาพช่วยควบคุมเสียงรบกวนทั้งจากแหล่งกำเนิดและตัวรับ แต่สิ่งสำคัญคือต้องป้องกันไม่ให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเล็ดลอดหรือผ่านเข้ามาได้
จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องที่รอยต่อของตัวเรือนโลหะ ช่องเปิด รูระบายอากาศ และการเชื่อมต่อระหว่างฉนวนสายเคเบิลกับกล่องหุ้มโลหะ
เพื่อควบคุมสัญญาณรบกวน EMC ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้วัสดุแก้ปัญหาต่างๆ เช่น ปะเก็น FoF ที่นำไฟฟ้าได้ เทปป้องกัน ตาข่ายลวด (แผ่นลวด) ฉนวนสายเคเบิลที่นำไฟฟ้าได้ และแคลมป์ที่นำไฟฟ้าได้