Công nghệ thu nhỏ và giảm trọng lượng tỷ lệ cá cược bóng đá đức Vol56 FPU - Để đạt được tính di động và độ tin cậy - Phần 1

　Thiết bị không dây có tên "FPU" được sử dụng trong các địa điểm sản xuất chương trình phát sóng tin tức và thể thao Ví dụ: khi thảm họa, sự cố hoặc tai nạn xảy ra, xe tải và trực thăng chuyển tiếp sẽ đến hiện trường và chuyển tiếp đoạn phim đã ghi lại cho người xem theo thời gian thực Đi đầu trong lĩnh vực này là truyền dẫn không dây sử dụng đường truyền FPU (Hình 1) Vì được sử dụng gần địa điểm nhất nên nó đòi hỏi "tính cơ động", dễ mang theo và có thể sử dụng ngay, cũng như "độ tin cậy" để đảm bảo chất lượng phát sóng Chúng tôi sẽ giải thích thành hai phần những vấn đề cần giải quyết, đó là chìa khóa để đạt được kích thước nhỏ hơn và trọng lượng nhẹ hơn

Hình 1 đường FPU trong hệ thống chuyển tiếp phát sóng

■Giao thoa và bức xạ

　Một trong những điều kiện để tăng tính di động là làm cho thiết bị nhỏ hơn và nhẹ hơn Tuy nhiên, khi nhiều mạch điện tử được lắp đặt dày đặc trong một không gian nhỏ thì vấn đề “nhiễu” hầu như luôn xảy ra Bên trong thiết bị, tín hiệu từ mạch này truyền sang mạch khác và gây nhiễu Các ví dụ điển hình bao gồm nhiễu từ mạch kỹ thuật số sang mạch tương tự và ảnh hưởng của nhiễu nguồn điện chuyển mạch Vấn đề này đặc biệt dễ xảy ra với các thiết bị không dây vì chúng xử lý tín hiệu tần số cao Sự can thiệp gây ra nhiều vấn đề, bao gồm cả việc giảm chất lượng đường truyền

　Ngoài ra, "bức xạ" gửi tín hiệu không cần thiết ra bên ngoài thiết bị cũng là một vấn đề Ví dụ, trong một máy phát, sóng điều chế được sử dụng để mang thông tin trên sóng vô tuyến trước tiên được tạo ra ở tần số thấp, sau đó được chuyển đổi sang tần số cao hơn bằng cách nhân nó với tín hiệu tần số cao gọi là tín hiệu dao động cục bộ Điều gì sẽ xảy ra nếu tín hiệu dao động cục bộ này bị rò rỉ và được phát ra như một phần của sóng truyền? Nó có thể gây nhiễu cho các đài phát thanh khác Điều này được gọi là "phát xạ giả" và được quy định chặt chẽ trên phạm vi quốc tế theo Quy định vô tuyến (RR) và ở Nhật Bản theo Luật vô tuyến và các sắc lệnh cấp bộ liên quan Ngoài ra, có thể cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan đến bức xạ nhiễu điện từ (EMI) do thiết bị tạo ra và khả năng miễn nhiễm với nhiễu điện từ bên ngoài (EMS) Trên bình diện quốc tế, tiêu chuẩn CISPR là tương đương và ở Nhật Bản, tiêu chuẩn VCCI cũng tương đương

　Bây giờ chúng ta hãy nghĩ về bảng mạch tạo nên thiết bị Cách đầu tiên để ngăn chặn nhiễu là tách các mạch có khả năng gây nhiễu về mặt vật lý để chúng ít có khả năng gây nhiễu lẫn nhau Tuy nhiên, khi các thiết bị trở nên nhỏ hơn, khoảng cách giữa các mạch phải ngày càng gần hơn, dù điều đó có khả thi hay không Vì vậy, các vách ngăn kim loại được đặt giữa các mạch điện cần ngăn chặn nhiễu nhằm giảm khả năng ghép điện từ (Hình 2) Ngoài ra, toàn bộ bảng mạch in còn được bọc một lớp vỏ và tấm chắn kim loại để chống nhiễu từ bên ngoài và bức xạ (Hình 3)

Hình 2 Giảm nhiễu theo phân vùng

Hình 3 Che chắn bằng vỏ chắn

Mặc dù vậy, nhiễu và bức xạ có thể không được ngăn chặn Nếu có một khe hở nhỏ giữa vỏ bọc và nắp, độ dẫn điện ở khu vực đó có thể giảm và hiệu suất che chắn có thể kém đi Ngoài ra, nếu khoảng cách giữa các vít cố định nắp gần bằng 1/2 bước sóng của tín hiệu thì nó có thể hoạt động giống như một khe ăng-ten, gây ra hiện tượng cộng hưởng và tăng rò rỉ Để ngăn chặn điều này, hãy tạo khoảng cách giữa các vít đủ nhỏ hơn 1/2 bước sóng Nếu không đủ, hãy lấp đầy khoảng trống bằng miếng đệm dẫn điện Tuy nhiên, vỏ máy càng theo đuổi hiệu suất che chắn ấn tượng thì kích thước và trọng lượng chắc chắn sẽ càng tăng lên, đi ngược lại mục tiêu làm cho vỏ máy nhỏ hơn và nhẹ hơn Nó cũng làm tăng chi phí sản xuất Làm thế nào để cân bằng những điều này là vấn đề kỹ năng của người thiết kế

Tiếp theo, chúng ta hãy xem toàn bộ thiết bị Nhiều thiết bị sử dụng làm mát không khí tự nhiên hoặc làm mát không khí cưỡng bức để ngăn chặn sự gia tăng nhiệt độ bên trong thiết bị Tuy nhiên, các lỗ thông gió được sử dụng cho mục đích này có thể trở thành "cửa sổ" gây nhiễu và bức xạ Để ngăn chặn điều này, hãy tạo các lỗ thông gió thành nhiều lỗ nhỏ thay vì một lỗ lớn hoặc lắp một tấm chắn Tương tự như khoảng cách vít trong trường hợp tấm chắn được đề cập trước đó, nếu kích thước của lỗ hoặc lưới được làm đủ nhỏ so với bước sóng của tín hiệu bạn muốn che chắn (bước sóng 1/10 đến 1/20 làm hướng dẫn), bạn có thể đạt được hiệu quả tương tự như chặn nó bằng một tấm chắn Về vật liệu, đồng hoặc nhôm có độ dẫn điện cao được sử dụng để chặn điện trường và sắt hoặc permalloy có độ thấm cao được sử dụng để chặn từ trường

　Một ví dụ quen thuộc về việc sử dụng tính năng này là lò vi sóng làm nóng thức ăn bằng cách chiếu tia vi sóng có tần số 2,45GHz Tại sao mặt tôi không cảm thấy ấm ngay cả khi tôi nhìn qua cửa kính trong khi bữa trưa của tôi đang được hâm nóng? Thủy tinh cho phép vi sóng đi qua, nhưng lưới kim loại gắn vào nó sẽ chặn vi sóng Cả ánh sáng và vi sóng đều là loại sóng điện từ Các lỗ trên lưới này có kích thước từ 1 đến 2 mm, do đó ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 380 đến 780 nm có thể xuyên qua, nhưng vi sóng có bước sóng 12,2 cm bị phản xạ vào bên trong và bị chặn từ bên ngoài

　Theo logic tương tự, bằng cách gắn một màn chắn vào lỗ thông gió, nó chặn sóng điện từ trong khi cho phép không khí có kích thước phân tử khoảng 0,36 nm đi qua Lưới càng mịn thì càng có khả năng ngăn chặn nhiễu và bức xạ tần số cao nhưng càng có nhiều khả năng khiến luồng không khí làm mát bị cản trở Chúng ta sẽ khám phá những điểm tốt nhất để đạt được cả thiết kế tản nhiệt và che chắn điện từ trong khi xem xét cả hai điều kiện Sóng điện từ và nhiệt dường như không có mối liên hệ nào, nhưng từ góc độ thiết kế thiết bị, chúng thực sự có mối liên hệ sâu sắc với nhau

　Lần tới tôi sẽ giải thích một vấn đề khác, “sinh nhiệt”

Công nghệ thu nhỏ và giảm trọng lượng tỷ lệ cá cược bóng đá đức Vol56 FPU - Để đạt được tính di động và độ tin cậy - Phần 1

Đọc bài viết liên quan

Liên hệ với chúng tôi