งานวิจัยเกี่ยวกับการตรวจจับการปล่อยคลื่นรบกวนแบบนำไฟฟ้าและแบบแผ่รังสีของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ โดยอิงจาก EMI-9KB ระบบทดสอบ

นามธรรม
ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) เป็นตัวชี้วัดหลักสำหรับการเข้าสู่ตลาดและการทำงานที่เสถียรของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ การแผ่รังสีและการปล่อยคลื่นความร้อนโดยองค์ประกอบหลักสองประการของการตรวจจับการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) นั้น บ่งบอกถึงลักษณะการรบกวนของอุปกรณ์ที่แพร่กระจายผ่านสายไฟ/สายสัญญาณ และการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอวกาศ ตามลำดับ โดยพิจารณาจาก... LISUN EMI-9KB โดยใช้ระบบทดสอบการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าแบบนำไฟฟ้าและแผ่รังสีเป็นวัตถุวิจัย บทความนี้อธิบายหลักการตรวจจับและมาตรฐานพื้นฐานของการรบกวนแบบนำไฟฟ้าและแผ่รังสี วิเคราะห์พารามิเตอร์การกำหนดค่า กระบวนการทดสอบ และข้อดีของการใช้งานของระบบดังกล่าว EMI-9KB ระบบนี้อธิบายบทบาทสนับสนุนทางเทคนิคในการทดสอบการปฏิบัติตามมาตรฐาน EMC และการระบุตำแหน่งแหล่งกำเนิดการรบกวนของผลิตภัณฑ์อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการตรวจจับ EMI และการแก้ไข EMC ของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

1. บทนำ
ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของระดับการรวมวงจรและความถี่ในการทำงานของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของอุปกรณ์จึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ การรบกวนแบบนำไฟฟ้า หมายถึง การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายโดยสัญญาณรบกวนผ่านตัวนำ เช่น สายไฟ สายสัญญาณ และสายดิน ซึ่งทำให้ระบบไฟฟ้าปนเปื้อนและรบกวนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อด้วยสายไฟโดยรอบได้ง่าย การรบกวนแบบแผ่รังสี หมายถึง สัญญาณรบกวนที่แพร่กระจายออกไปในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของการสื่อสารไร้สาย เครื่องมือวัดความแม่นยำ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยรอบ

การทดสอบ EMC จำเป็นต้องวัดค่าแอมพลิจูดและลักษณะสเปกตรัมของการปล่อยคลื่นรบกวนแบบนำไฟฟ้าและแบบแผ่รังสีในเชิงปริมาณ เพื่อตรวจสอบว่าสอดคล้องกับข้อจำกัดของมาตรฐานภายในประเทศและสากลหรือไม่ ระบบทดสอบการรบกวน EMI แบบนำไฟฟ้าและแบบแผ่รังสีอัตโนมัตินี้จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสม LISUN EMI-9KB เหมาะสำหรับความต้องการในการตรวจจับของอุปกรณ์แสงสว่าง อุปกรณ์เทคโนโลยีสารสนเทศ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ครอบคลุมการรับและวิเคราะห์สัญญาณรบกวนแบบเต็มย่านความถี่ และได้กลายเป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการปล่อยคลื่นรบกวนแบบนำไฟฟ้าและแบบแผ่รังสีในห้องปฏิบัติการและสายการผลิตขององค์กร

2. หลักการตรวจจับและมาตรฐานการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบนำไฟฟ้าและแบบแผ่รังสี

2.1 หลักการตรวจจับพื้นฐาน
การตรวจจับการแผ่รังสีแบบนำไฟฟ้าเน้นที่ย่านความถี่ต่ำ 9kHz~30MHz โดยใช้เครือข่ายไฟหลักเทียม LISN เพื่อเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าที่รบกวนจากสายไฟของอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบ จับสัญญาณรบกวนแบบนำไฟฟ้า เช่น ฮาร์โมนิกและพัลส์แหลม และวัดความเข้มของการแพร่กระจายของสัญญาณรบกวนไปตามสาย การแผ่รังสีส่วนใหญ่ครอบคลุมย่านความถี่กลางและสูง 30MHz~300MHz โดยอาศัย... CDNE-M316 อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยวงจรเชื่อมต่อ/แยกสัญญาณ เสาอากาศสามวง และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ โดยจะรวบรวมสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่กระจายออกมาจากอุปกรณ์สู่พื้นที่ วิเคราะห์ความแรงของสนามที่แผ่กระจายและการกระจายสเปกตรัม และทำการประเมินลักษณะการรบกวนเชิงพื้นที่ในเชิงปริมาณ

EMI-9KB รับการทดสอบ EMI

2.2 มาตรฐานการปฏิบัติตามที่เกี่ยวข้อง
การตรวจวัดการปล่อยคลื่นรบกวนทางไฟฟ้าและการแผ่รังสีต้องปฏิบัติตามมาตรฐานทั่วไปทั้งในระดับสากลและภายในประเทศอย่างเคร่งครัด EMI-9KB ระบบมีฐานข้อมูลมาตรฐานในตัวที่สามารถจับคู่กับขีดจำกัดการตรวจจับได้โดยตรง มาตรฐานหลักที่เกี่ยวข้องแสดงอยู่ในตารางด้านล่าง:

3. การกำหนดค่าและพารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักของ EMI-9KB ระบบทดสอบ

3.1 การกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ของระบบ
LISUN EMI-9KB ระบบทดสอบการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าแบบนำไฟฟ้าและแผ่รังสี (EMI Conducted and Radiated Interference Test System) เป็นอุปกรณ์ทดสอบอัตโนมัติแบบครบวงจร การกำหนดค่าที่สมบูรณ์ประกอบด้วย: EMI-9KB เครื่องรับสัญญาณ EMI (9kHz~300MHz), เครือข่ายไฟหลักเทียม LISN CDNE-M316 ประกอบด้วยวงจรต่อ/แยกสัญญาณ หม้อแปลงแยกสัญญาณ ตัวลดทอนสัญญาณ และสายเคเบิลโคแอกเซียล สามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์เสริมเพิ่มเติมได้ เช่น SDR-2000B ห้องป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI shielding room) VVLA-30M เสาอากาศแบบสามวงและ AB-CLP แคลมป์ดูดซับเพื่อตอบสนองความต้องการการตรวจจับที่ละเอียดขึ้นของการปล่อยคลื่นรบกวนแบบนำไฟฟ้าและแบบแผ่รังสีในสถานการณ์ต่างๆ

3.2 พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลัก
ด้วยการออกแบบฮาร์ดแวร์ที่มีความแม่นยำสูง EMI-9KB ระบบนี้รับประกันความแม่นยำในการวัดการแผ่รังสีและการนำไฟฟ้า พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญมีดังต่อไปนี้:
• ช่วงความถี่: 9kHz~300MHz ครอบคลุมย่านความถี่ทั้งหมดของการปล่อยคลื่นผ่านตัวนำ และช่วงความถี่กลางและต่ำหลักของการปล่อยคลื่นผ่านระบบแผ่รังสี
• ความเสถียรของความถี่: 1×10⁻⁶; ความละเอียดของความถี่ถูกกำหนดตามช่วง: 30Hz สำหรับ 9kHz~150kHz และ 1kHz สำหรับ 150kHz~30MHz;
• ค่าความคลาดเคลื่อนในการทดสอบ: ±2dB ซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำของการวัดทางอุตสาหกรรม
• โหมดการตรวจจับ: รองรับโหมด Peak (PK), Quasi-Peak (QP) และ Average (AV) ซึ่งตรงกับกฎการตัดสินขีดจำกัดมาตรฐาน
• ช่วงการวัดระดับ: 20dBμV~140dBμV เหมาะสำหรับการตรวจจับสัญญาณรบกวนที่มีแอมพลิจูดสูงและต่ำ
• ความเข้ากันได้ของซอฟต์แวร์: ซอฟต์แวร์มีให้ใช้งานทั้งภาษาจีนและภาษาอังกฤษ เข้ากันได้กับระบบ Win7 ถึง Win11 และสร้างรายงานการทดสอบโดยอัตโนมัติในรูปแบบมาตรฐานสากล
• ในขณะเดียวกัน อุปกรณ์นี้ใช้ตัวเครื่องที่ทำจากวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและปิดสนิท ซึ่งมีประสิทธิภาพในการป้องกันคลื่นรบกวนได้ดีเยี่ยม ช่วยหลีกเลี่ยงผลกระทบจากการรบกวนภายในที่มีต่อผลการทดสอบการปล่อยคลื่นรบกวนแบบนำไฟฟ้าและแบบแผ่รังสีได้อย่างสิ้นเชิง

4. ขั้นตอนการสมัคร EMI-9KB ในการตรวจจับการปล่อยคลื่นแบบนำไฟฟ้าและการปล่อยคลื่นแบบแผ่รังสี

4.1 การเตรียมตัวก่อนการทดสอบ
วางอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการทดสอบไว้ในห้องป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI shielding room) ต่อสายไฟแหล่งจ่ายไฟให้เรียบร้อย และเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เข้ากับแหล่งจ่ายไฟ EMI-9KB เครื่องรับสัญญาณต่ออนุกรมกับเครือข่ายไฟหลักเทียม LISN สำหรับการทดสอบการแผ่รังสี ให้จัดเตรียม CDNE-M316 วงจรเชื่อมต่อ/แยกวงจรและเสาอากาศแบบสามลูป ตามข้อกำหนด CISPR15:2018 มาตรฐานนี้เข้ามาแทนที่เครือข่าย CDN แบบดั้งเดิม และปรับให้เข้ากับการทดสอบการรบกวนทางรังสีของอุปกรณ์ให้แสงสว่างในช่วงความถี่ 30MHz ถึง 300MHz

4.2 การตรวจจับอัตโนมัติและการวิเคราะห์ข้อมูล
เริ่มใช้งานซอฟต์แวร์ระบบ เลือกมาตรฐานการทดสอบผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง และตั้งค่าแบนด์วิดท์การสแกนที่ปรับได้สามค่า ได้แก่ 200Hz, 9kHz และ 120kHz โดยมีขั้นตอนความถี่การสแกนตั้งแต่ 20Hz ถึง 2MHz ระบบจะทำการสแกนแบบเต็มแบนด์ของแรงดันไฟฟ้าที่รบกวนสายส่งไฟฟ้าสำหรับการปล่อยคลื่นรบกวนแบบนำไฟฟ้า และความแรงของสนามเชิงพื้นที่สำหรับการปล่อยคลื่นรบกวนแบบแผ่รังสีโดยอัตโนมัติ วาดเส้นโค้งสเปกตรัมแบบเรียลไทม์ และเปรียบเทียบกับขีดจำกัดมาตรฐานโดยอัตโนมัติเพื่อตัดสินว่าตรงตามมาตรฐานหรือไม่

4.3 การระบุตำแหน่งแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนและการแก้ไขปัญหา
สำหรับย่านความถี่ที่มีการปล่อยคลื่นรบกวนแบบนำไฟฟ้ามากเกินไป ให้ใช้ข้อมูลสเปกตรัมของระบบเพื่อระบุแหล่งที่มาของการรบกวน เช่น ฮาร์โมนิกของสายไฟและการสั่นของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง สำหรับการปล่อยคลื่นรบกวนแบบแผ่รังสีมากเกินไป ให้ใช้ข้อมูลการทดสอบจุดเสาอากาศร่วมกันเพื่อค้นหาปัญหาที่ซ่อนอยู่ เช่น ช่องว่างของตัวเครื่องอุปกรณ์และการแผ่รังสีของสายสัญญาณความเร็วสูง ซึ่งจะให้ข้อมูลที่แม่นยำสำหรับการปรับปรุงวงจร การออกแบบการป้องกัน และการเลือกอุปกรณ์กรอง

5. ข้อดีในการใช้งานและคุณค่าทางวิศวกรรมของระบบ
ในสถานการณ์ทดสอบการแผ่รังสีแบบนำไฟฟ้าและการแผ่รังสีแบบแผ่กระจายนั้น EMI-9KB ระบบนี้มีข้อดีที่เห็นได้ชัดหลายประการ ได้แก่ ประการแรก การบูรณาการสูง สามารถทำการทดสอบหลักสองรายการได้ในคราวเดียวโดยไม่ต้องแยกอุปกรณ์ ประการที่สอง การปรับใช้มาตรฐานอย่างครอบคลุม เข้ากันได้กับมาตรฐานแห่งชาติ สหภาพยุโรป สหรัฐอเมริกา และมาตรฐานการรับรองอื่นๆ เพื่อตอบสนองการทดสอบการเข้าสู่ตลาดของผลิตภัณฑ์ทั้งในและต่างประเทศ ประการที่สาม การทำงานอัจฉริยะด้วยการสแกนอัตโนมัติและการสร้างรายงานการปฏิบัติตามข้อกำหนดโดยอัตโนมัติ ช่วยลดข้อผิดพลาดจากมนุษย์ ประการที่สี่ ความสามารถในการขยายสูง สามารถจับคู่กับมิเตอร์วัดแหล่งกำเนิดคลื่นไซน์บริสุทธิ์แบบตั้งโปรแกรมได้ โพรบวัดกระแส และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ เพื่อปรับให้เข้ากับการตรวจสอบเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน อุปกรณ์ให้แสงสว่าง เครื่องมือไฟฟ้า และผลิตภัณฑ์อื่นๆ
ระบบนี้ไม่เพียงแต่ใช้สำหรับการทดสอบรับรองในห้องปฏิบัติการเท่านั้น แต่ยังใช้สำหรับการทดสอบเบื้องต้นในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนา และการตรวจสอบตัวอย่างการผลิตจำนวนมากของการปล่อยคลื่นรบกวนแบบนำไฟฟ้าและแบบแผ่รังสี ซึ่งจะช่วยลดระยะเวลาในการแก้ไขปัญหา EMC และลดต้นทุนการวิจัยและพัฒนาและการรับรองอีกด้วย

6 ข้อสรุป
การแผ่รังสีและการปล่อยคลื่นความร้อน ค่า EMC (Electromagnetic Compatibility) เป็นมิติหลักของการตรวจจับ EMC สำหรับผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ การวัดปริมาณสัญญาณรบกวนดังกล่าวอย่างแม่นยำเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับผลิตภัณฑ์ที่จะเข้าสู่ตลาดได้อย่างถูกต้องตามกฎหมาย ด้วยการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ที่เหมาะสม พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่แม่นยำ และความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับมาตรฐานอย่างสมบูรณ์แบบ LISUN EMI-9KB ระบบทดสอบการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าแบบนำไฟฟ้าและแผ่รังสี สามารถตรวจจับการปล่อยคลื่นแบบนำไฟฟ้าและแผ่รังสีโดยอัตโนมัติได้อย่างมีประสิทธิภาพในช่วงความถี่ 9kHz~300MHz ไม่เพียงแต่สามารถตรวจสอบความสอดคล้องของผลิตภัณฑ์ได้อย่างรวดเร็ว แต่ยังสามารถระบุตำแหน่งแหล่งกำเนิดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำอีกด้วย

ระบบนี้สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการในการตรวจจับของระบบแสงสว่าง เทคโนโลยีสารสนเทศ เครื่องใช้ในครัวเรือน และสาขาอื่นๆ โดยให้การสนับสนุนด้านอุปกรณ์ทางเทคนิคที่เชื่อถือได้สำหรับการออกแบบ EMC การรับรองการทดสอบ และการควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ และมีคุณค่าในการใช้งานและการส่งเสริมอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมการทดสอบ EMC