ईएमसी (विद्युत चुम्बकीय संगतता) डिजाइन की बुनियादी विधियाँ

Oct 14, 2021

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ग्राउंडिंग

 

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए ग्राउंडिंग एक बहुत ही महत्वपूर्ण मुद्दा है। ग्राउंडिंग के तीन उद्देश्य हैं:

 

(1) ग्राउंडिंग सुनिश्चित करता है कि पूरे सर्किट सिस्टम में सभी यूनिट सर्किट में एक सामान्य संदर्भ शून्य क्षमता हो, जिससे सर्किट सिस्टम का स्थिर संचालन सुनिश्चित हो सके।

(2) बाहरी विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों से हस्तक्षेप को रोकें। आवरण को ग्राउंड करने से जमीन के माध्यम से इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण के कारण आवरण पर जमा हुए कई चार्ज निकल सकते हैं, अन्यथा इन चार्जों द्वारा गठित उच्च वोल्टेज उपकरण के अंदर स्पार्क डिस्चार्ज का कारण बन सकता है और हस्तक्षेप का कारण बन सकता है। इसके अलावा, सर्किट के परिरक्षण निकाय के लिए, यदि उपयुक्त ग्राउंडिंग का चयन किया जाता है, तो अच्छा परिरक्षण प्रभाव भी प्राप्त किया जा सकता है।

(3) सुरक्षित कार्य सुनिश्चित करें। जब प्रत्यक्ष बिजली विद्युत चुम्बकीय प्रेरण होता है, तो यह इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को नुकसान से बचा सकता है; जब बिजली आवृत्ति एसी बिजली की आपूर्ति का इनपुट वोल्टेज खराब इन्सुलेशन या अन्य कारणों से सीधे आवरण से जुड़ा होता है, तो यह ऑपरेटरों के लिए बिजली के झटके की दुर्घटनाओं से बच सकता है। इसके अलावा, कई चिकित्सा उपकरण सीधे रोगी के शरीर से जुड़े होते हैं, और जब आवरण 110V या 220V का वोल्टेज वहन करता है, तो घातक खतरा होता है।

इसलिए, शोर को दबाने और हस्तक्षेप को रोकने के लिए ग्राउंडिंग मुख्य विधि है। ग्राउंडिंग को एक समविभव बिंदु या समविभव सतह के रूप में समझा जा सकता है, जो किसी सर्किट या सिस्टम की संदर्भ क्षमता है, लेकिन जरूरी नहीं कि वह ग्राउंड क्षमता हो। बिजली गिरने से होने वाले संभावित नुकसान और श्रमिकों की व्यक्तिगत सुरक्षा को रोकने के लिए, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के आवरण और कंप्यूटर कक्ष के धातु घटकों को जमीन से जोड़ा जाना चाहिए, और ग्राउंडिंग प्रतिरोध आम तौर पर छोटा होना चाहिए और निर्दिष्ट मूल्य से अधिक नहीं होना चाहिए।

सर्किट के लिए मूल रूप से तीन प्रकार की ग्राउंडिंग विधियाँ हैं, अर्थात् सिंगल पॉइंट ग्राउंडिंग, मल्टी-पॉइंट ग्राउंडिंग और हाइब्रिड ग्राउंडिंग। सिंगल पॉइंट ग्राउंडिंग एक सर्किट को संदर्भित करता है जहाँ केवल एक भौतिक बिंदु को ग्राउंडिंग संदर्भ बिंदु के रूप में परिभाषित किया जाता है। ग्राउंडिंग की आवश्यकता वाले अन्य सभी बिंदु सीधे इस बिंदु से जुड़े होते हैं। मल्टीपॉइंट ग्राउंडिंग एक सिस्टम में प्रत्येक ग्राउंडिंग पॉइंट के निकटतम ग्राउंडिंग प्लेन से सीधे कनेक्शन को संदर्भित करता है, ताकि ग्राउंडिंग लीड की लंबाई कम से कम हो। ग्राउंडिंग प्लेन उपकरण की निचली प्लेट, पूरे सिस्टम से गुजरने वाला ग्राउंडिंग तार और बड़ी प्रणालियों में, यह उपकरण का संरचनात्मक ढांचा भी हो सकता है, आदि। हाइब्रिड ग्राउंडिंग उन उच्च-आवृत्ति ग्राउंडिंग बिंदुओं को जोड़ने को संदर्भित करता है जिन्हें केवल बाईपास कैपेसिटर और ग्राउंडिंग प्लेन का उपयोग करके ग्राउंड किया जाना चाहिए। हालाँकि, बाईपास कैपेसिटेंस और लीड इंडक्टेंस के कारण होने वाली प्रतिध्वनि को रोकने के प्रयास किए जाने चाहिए।

 

कवच

 

परिरक्षण दो स्थानिक क्षेत्रों के बीच धातु अलगाव है जो विद्युत क्षेत्र, चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रेरण और विकिरण को एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में नियंत्रित करता है। विशेष रूप से, परिरक्षण का उपयोग घटकों, सर्किट, असेंबली, केबल या पूरे सिस्टम के हस्तक्षेप स्रोतों को घेरने के लिए किया जाता है ताकि हस्तक्षेप विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के प्रसार को रोका जा सके; बाहरी विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों से प्रभावित होने से रोकने के लिए प्राप्त सर्किट, उपकरण या सिस्टम को परिरक्षण के साथ घेरें।

 

क्योंकि ढाल ऊर्जा को अवशोषित करने (भँवर धारा हानि), ऊर्जा को परावर्तित करने (ढाल के इंटरफेस पर विद्युत चुम्बकीय तरंगों का परावर्तन), और ऊर्जा को रद्द करने (विद्युत चुम्बकीय प्रेरण ढाल परत पर रिवर्स विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जो आंशिक रूप से हस्तक्षेप विद्युत चुम्बकीय तरंगों को ऑफसेट कर सकता है) बाहरी हस्तक्षेप विद्युत चुम्बकीय तरंगों जैसे कि तार, केबल, घटक, सर्किट या सिस्टम, साथ ही आंतरिक विद्युत चुम्बकीय तरंगों के खिलाफ भूमिका निभाता है, ढाल में हस्तक्षेप को कम करने का कार्य होता है।

 

परिरक्षण सामग्री के चयन के सिद्धांत इस प्रकार हैं:

 

(1) जब हस्तक्षेप करने वाले विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की आवृत्ति अधिक होती है, तो कम प्रतिरोधकता वाले धातु पदार्थ में उत्पन्न भंवर धारा का उपयोग बाहरी विद्युत चुम्बकीय तरंगों को ऑफसेट करने के लिए किया जाता है, जिससे परिरक्षण प्रभाव प्राप्त होता है।

 

(2) जब हस्तक्षेप करने वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों की आवृत्ति कम होती है, तो ढाल के अंदर बल की चुंबकीय रेखाओं को सीमित करने और उन्हें परिरक्षित स्थान में फैलने से रोकने के लिए उच्च चुंबकीय पारगम्यता वाली सामग्रियों का उपयोग किया जाना चाहिए।

 

(3) कुछ स्थितियों में, यदि उच्च आवृत्ति और निम्न आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों दोनों के लिए अच्छे परिरक्षण प्रभाव की आवश्यकता होती है, तो बहु-परत परिरक्षण निकाय अक्सर विभिन्न धातु सामग्री से बने होते हैं।

 

फ़िल्टर

 

फ़िल्टरिंग हस्तक्षेप को दबाने और रोकने के लिए एक महत्वपूर्ण उपाय है। फ़िल्टर संचालित हस्तक्षेप के स्तर को काफी कम कर सकता है, क्योंकि हस्तक्षेप स्पेक्ट्रम घटक उपयोगी सिग्नल की आवृत्ति के साथ नेटवर्क नहीं करते हैं। फ़िल्टर में इन घटकों के लिए अच्छी दमन क्षमताएँ हैं जो उपयोगी सिग्नल की आवृत्ति से अलग हैं, इस प्रकार अन्य हस्तक्षेप दमन कार्यों को प्राप्त करना जो प्राप्त करना मुश्किल है। इसलिए, फ़िल्टरिंग नेटवर्क का उपयोग एक शक्तिशाली उपाय है चाहे वह हस्तक्षेप स्रोतों को दबाने और हस्तक्षेप युग्मन को खत्म करने के लिए हो, या प्राप्त करने वाले उपकरणों की हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता को बढ़ाने के लिए हो। प्रतिरोधक-संधारित्र और प्रारंभ करनेवाला-संधारित्र वियोजन नेटवर्क का उपयोग करके सर्किट को बिजली की आपूर्ति से अलग किया जा सकता है, सर्किट के बीच युग्मन को समाप्त किया जा सकता है, और हस्तक्षेप संकेतों को सर्किट में प्रवेश करने से रोका जा सकता है। उच्च-आवृत्ति सर्किट के लिए, दो कैपेसिटर और एक प्रारंभ करनेवाला (उच्च-आवृत्ति चोक) से बना एक CLCMπ फ़िल्टर का उपयोग किया जा सकता है। कई प्रकार के फ़िल्टर हैं, और उपयुक्त फ़िल्टर का चयन अवांछित युग्मन को समाप्त कर सकता है।

 

निष्क्रिय घटकों का सही चयन

 

व्यावहारिक निष्क्रिय घटक "आदर्श" नहीं होते हैं और उनके गुण आदर्श गुणों से भिन्न होते हैं। व्यावहारिक घटक स्वयं हस्तक्षेप का स्रोत हो सकते हैं, इसलिए निष्क्रिय घटकों का सही चयन बहुत महत्वपूर्ण है। कभी-कभी घटकों की विशेषताओं का उपयोग हस्तक्षेप को दबाने और रोकने के लिए भी किया जा सकता है।

 

सर्किट प्रौद्योगिकी

 

कभी-कभी परिरक्षण का उपयोग करने के बाद हस्तक्षेप को दबाने और रोकने की आवश्यकताओं को पूरा नहीं किया जा सकता है। आप परिरक्षण को जोड़ सकते हैं और संतुलन उपाय और अन्य सर्किट तकनीकें अपना सकते हैं। एक संतुलित सर्किट वह होता है जिसमें दो-तार सर्किट में दो कंडक्टर और दो कंडक्टरों से जुड़े सभी सर्किट में जमीन या अन्य कंडक्टरों के लिए समान प्रतिबाधा होती है। इसका उद्देश्य दो तारों द्वारा उठाए गए हस्तक्षेप संकेतों को समान बनाना है। इस समय हस्तक्षेप शोर एक सामान्य मोड संकेत है और लोड पर अपने आप गायब हो सकता है। इसके अलावा, अन्य सर्किट तकनीकों का भी उपयोग किया जा सकता है, जैसे संपर्क नेटवर्क, आकार देने वाले सर्किट, एकीकृत सर्किट और स्ट्रोब सर्किट, आदि। संक्षेप में, सर्किट तकनीक का उपयोग हस्तक्षेप को दबाने और रोकने के लिए भी एक महत्वपूर्ण उपाय है।

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