機器人雜訊強度將受管制 雜訊抑制對策勢在必行(2-1)
由於世界各國即將跟進歐盟腳步，對機器人所產生的雜訊進行管制，因此機器人應用開發者必須採取對應的雜訊抑制對策。本文將針對輻射雜訊的來源進行深入分析，並介紹可行的抑制對策。
在30MHz~1GHz這個頻段，機器人的輻射雜訊主要來自馬達。根據機器人的應用場域，可能使用的馬達類型與適用的管制標準也會有不同。因此，本文將以使用有刷馬達的AGV與使用無刷馬達的服務型機器人作為研究對象。
有刷馬達輻射雜訊評估
針對有刷馬達，本文以內建直流有刷馬達的AGV作為調查對象。在本次調查中，研究團隊將磁帶黏貼在電波暗室的地板上，形成一圈，然後讓AGV圍繞磁帶做圓周運動並測量雜訊，測試環境如圖1。
圖1 直流有刷馬達雜訊評估環境。本測試參考CISPR11的測量環境，模擬實際使用環境的設備配置來評估輻射雜訊。
圖2是30MHz至1GHz的寬頻帶內觀測到的雜訊頻譜。由圖2可知，有部分頻代的雜訊強度已超過標準規範的容許值。
圖2 在30MHz~1GHz頻帶內觀測到的針狀雜訊頻譜
為進一步調查輻射雜訊的產生機制，研究團隊試圖對雜訊進行隔離，試圖確認輻射雜訊的天線與雜訊路徑。一般來說，有刷馬達的雜訊來源是馬達的放電雜訊，該雜訊會傳導到馬達電纜，並以電纜作為輻射天線。因此研究團隊特別針對圖3區域進行調查。
圖3 有刷馬達的雜訊隔離實驗
研究團隊將一個鐵氧體磁芯安裝在連接馬達與控制板的電纜上後，再次進行量測，結果發現全頻帶的輻射雜訊頻譜都減少了(圖4)。因此可以認為，整個系統中的雜訊源、傳導路徑跟輻射天線如圖5的(1)~(4)所示。
圖4 安裝鐵氧體磁芯後，觀測到的雜訊水準明顯降低...
2024 年 04 月 19 日
