สายต่อฝาก (Ground Straps)
เพื่อลดผลของความเหนี่ยวนำแฝงให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โครงของบริภัณฑ์จะต้องเชื่อมต่อกับระนาบกราวด์หลายจุดด้วยกัน (ในทางปฏิบัติอย่างน้อยคือ 4 จุด) โดยความยาวตัวนำที่นำมาเชื่อมต่อหรือสายต่อฝาก (bonding straps หรือ ground straps) จะต้องมีอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างเท่ากับ 3:1 หรือน้อยกว่านั้น การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของสายตัวนำไม่ได้ส่งผลทำให้สามารถลดความเหนี่ยวนำแฝงให้น้อยลงได้อย่างมีนัยยะสำคัญ
รูปที่ 18 ระนาบกราวด์จะต้องต่อลงกราวด์เช่นกันตามมาตรฐาน NEC
ดังนั้นแทนที่จะใช้ตัวนำกลม ควรจะใช้ตัวนำที่มีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่สั้นและมีลักษณะแบนราบแทนซึ่งตัวนำในลักษณะดังกล่าวนี้เรียกว่า สายต่อฝาก หรือ Ground straps โดยค่าความเหนี่ยวนำแฝงของสายต่อฝากสามารถประมาณได้ว่ามีค่าเท่ากับ
โดยที่
- ความเหนี่ยวนำแฝงของสายต่อฝาก (Lp) ที่คำนวณได้จะอยู่ในหน่วยไมโครเฮนรี่
- l คือความยาว หน่วยเซนติเมตร
- w คือความกว้าง หน่วยเซนติเมตร
- t คือความหนา หน่วยเซนติเมตร
ดังแสดงในสมการที่ (8) จะเห็นได้ว่าค่าความเหนี่ยวนำแฝงของสายต่อฝากจะขึ้นอยู่กับอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างเป็นอย่างมาก และจะเห็นได้ว่าหากความยาวของสายต่อฝากมีค่าเพิ่มสูงขึ้น ค่าความเหนี่ยวนำแฝงจะเพิ่มสูงขึ้นไม่ว่าอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างจะเป็นเท่าใดก็ตาม อย่างไรก็ตามหากความยาวของสายต่อฝากมีค่าคงที่ ค่าความเหนี่ยวนำแฝงจะลดลงเป็นฟังก์ชันกับอัตราส่วนความยาวต่อความกว้าง ดังนั้นสามารถสรุปได้ว่า สำหรับงานความถี่สูงๆ สายต่อฝากควรจะมีลักษณะที่สั้นและมีอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างเล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้
สายต่อฝากจะมีลักษณะเป็นตัวนำตันหรือในลักษณะถักเปียก็ได้ ซึ่งรูปแบบถักเปียจะมีความยืนหยุ่นสูงว่าแบบตัวนำตัน อย่างไรก็ตามข้อเสียของแบบถักเปียคือง่ายต่อการเป็นสนิม ซึ่งเมื่อมีสนิมเกิดขึ้นจะทำให้อิมพีแดนซ์ของสายต่อฝากมีค่าเพิ่มสูงขึ้น ดังนั้นในทางปฏิบัติสายต่อฝากจะเป็นส่วนผสมของทองแดงชุบดีบุกหรือใช้แผ่นเงินแทน เพื่อลดผลกระทบดังกล่าว
รูปที่ 19 เรโซแนนซ์ที่เกิดจาก bonding strap จะเกิดขึ้นเนื่องจากตัวเหนี่ยวนำแฝงและตัวเก็บประจุแฝง
นอกจากนั้น การลดค่าความเหนี่ยวนำแฝงของสายต่อฝากยังสามารถกระทำได้ด้วยการต่อลงกราวด์แบบหลายจุด การต่อลงกราวด์ด้วยสายต่อฝาก 2 จุดขนานกันจะทำให้ค่าความเหนี่ยวนำแฝงของสายต่อฝากลดลงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับการต่อลงกราวด์ด้วยสายต่อฝากเพียงจุดเดียว โดยอัตราการลดของค่าความเหนี่ยวนำแฝงดังกล่าวจะลดลงอย่างเชิงเส้นขึ้นอยู่กับจำนวนสายต่อฝากที่ต่อลงกราวด์ ดังนั้นสำหรับงานความถี่สูงๆ สายต่อฝากควรจะมีลักษณะที่สั้นและมีอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างเล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้และควรจะต่อลงกราวด์หลายๆ จุดอีกด้วย
โดยส่วนใหญ่ โครงของบริภัณฑ์จะโดยตั้งใจหรือไม่ก็ตามจะถูกแยกโดดออกจากระนาบกราวด์ (เช่น มีการพ่นสีเคลือบบริภัณฑ์ เป็นต้น ทำให้มีลักษณะเป็นฉนวนคั่นอยู่ระหว่างโครงของบริภัณฑ์กับระนาบกราวด์) ดังนั้นโครงของบริภัณฑ์จะเชื่อมต่อกับระนาบกราวด์ได้เพียงแค่จุดเดียว คือ ณ บริเวณที่ต่อกับสายต่อฝากนั่นเอง ซึ่งเป็นผลทำให้เกิดปัญหาเรโซแนนซ์เนื่องจากผลของตัวเก็บประจุแฝงระหว่างโครงของตัวบริภัณฑ์กับระนาบกราวด์ (Cp) ดังแสดงในรูปที่ 19 ซึ่งความถี่เรโซแนนซ์จะเป็นไปตามสมการ
โดย Lp คือค่าความเหนี่ยวนำแฝงของสายต่อฝาก และเนื่องจากสมการที่ (9) เป็นวงจรเรโซแนนซ์แบบขนานทำให้ค่าอิมพีแดนซ์จะมีค่าสูงที่ความถี่เรโซแนนซ์ ซึ่งเปรียบเสมือนกับเป็นการตัดการเชื่อมต่อระหว่างระนาบกราวด์กับโครงของตัวบริภัณฑ์ไปโดยปริยาย และโดยปกติความถี่เรโซแนนซ์ดังกล่าวนี้จะอยู่ในย่านความถี่ 10 – 50MHz ดังนั้นการออกแบบสายต่อฝากที่ดีจะต้องทำให้ความถี่เรโซแนนซ์ของสายต่อฝากมีค่าสูงกว่าความถี่สวิตชิ่งของระบบ และเพื่อทำให้ความถี่เรโซแนนซ์ของสายต่อฝากเพิ่มสูงขึ้นจะต้องทำให้ค่าความจุไฟฟ้าแฝงและ/หรือค่าความเหนี่ยวนำแฝงมีค่าลดลงนั่นเอง ซึ่งค่าความเหนี่ยวนำแฝงสามารถทำให้ลดลงได้ด้วยการเลือกใช้ สายต่อฝากที่สั้นต่อลงกราวด์หลายจุด และมีอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างเล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้ แต่สำหรับการลดค่าประจุไฟฟ้าแฝงสามารถทำได้ด้วยการเพิ่มความเป็นฉนวนระหว่างระนาบกราวด์กับโครงบริภัณฑ์ให้มีค่ามากยิ่งขึ้นนั่นเอง
สายเคเบิลเชื่อมต่อระหว่างหน่วย (Inter-Unit Cabling)
สำหรับสายเคเบิลสัญญาณหรือสายเคเบิลกำลังที่เชื่อมต่ออยู่ระหว่างตัวอุปกรณ์หรือบริภัณฑ์ต่างๆ ควรจะต้องวางอยู่ใกล้กับระนาบกราวด์ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังแสดงในรูปที่ 20 (ข) (ซึ่งจะเป็นการลดพื้นที่ของลูปวงจรให้น้อยลงเพื่อลดผลการเชื่อมต่อโมดผลร่วมให้น้อยลง) และไม่ควรเดินสายเคเบิลอยู่เหนือระนาบกราวด์มากๆดังแสดงในรูปที่ 20 (ก) ในบางกรณี เช่น ห้องคอมพิวเตอร์ เป็นต้น ระนาบกราวด์หรือกราวด์กริดจะเป็นพื้นยก ซึ่งกรณีนี้สายเคเบิลสามารถเดินอยู่ใต้ระนาบกราวด์หรือกราวด์กริดได้ ดังแสดงในทางเลือกที่ 2 ในรูปที่ 20 (ข)
รูปที่ 20 (ก) การเดินสายเคเบิลระหว่างหน่วยที่ไม่เหมาะสม (ข) การเดินสายเคเบิลระหว่างหน่วยที่เหมาะสม
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น