Электромагнитная совместимость эс
13 Электромагнитная совместимость эс
13.1 Электромагнитные наводки в ЭС
Электромагнитная совместимость ЭС – это их способность функционировать совместно и одновременно с другими техническими средствами в условиях возможного влияния непреднамеренных электромагнитных помех, не создавая при этом недопустимых помех другим средствам ГОСТ 23611 – 79.
Электромагнитные наводки подразделяют на внешние, возникающие за пределами ЭС (помехи от мощных радиолокационных станций, атмосферные, индустриальные), и внутренние (или паразитные) наводки, возникающие от воздействия одних частей ЭС на другие.
Паразитные наводки – это непредусмотренная электрической схемой и конструкцией передача U, I, P от одной части ЭС к другой.
Для проведения анализа наводок необходимо четко выделять источник наводки (ИН), приемник наводки (ПН), паразитную связь между ними (ПС).
Источники наводок могут быть:
1) сеть переменного тока;
2) мощный генератор ВЧ;
Рекомендуемые материалы
3) импульсные генераторы и модуляторы с большим током;
4) выходные каскады УВЧ, УПЧ, УНЧ;
5) генераторы разверток с высоким напряжением и временем обратного хода;
6) включение и выключение прибора;
7) коллекторный электродвигатель.
К приемникам наводок относятся:
1) все радиоприемники;
2) входные каскады усилителей всех типов;
3) входные трансформаторы УНЧ;
4) устройства с высокой чувствительностью срабатывания (триггеры, мультивибраторы).
13.2 Виды наводок в конструкциях ЭС
1) Емкостные наводки
В любой конструкции РЭС имеются элементы (корпус, шина, шасси) к которым подсоединены все точки элементов. Такие соединения позволят измерять напряжение контрольных точек прибора относительно его корпуса. В таких цепях могут возникать паразитные емкости, которые приводят к наводкам. Например:
Величина наводимого напряжения
- реактивное (емкостное) сопротивление конденсатора.
- комплексное сопротивление нагрузки, т. е. преемника наводки.
- мнимое число.
а) если входное сопротивление ПН является чисто активным: 
и 
, то величина наводимого напряжения будет:
б) если чисто емкостное, то
Для количественной оценки наводок введено понятие коэффициента паразитной связи:
Он показывает, какая часть напряжения источника наводки возникает на ПН.
2) Индуктивные наводки (индуктивная связь).
Вокруг проводника с током существует магнитное поле. По закону электромагнитной индукции в соседних проводниках будет возникать электрический ток.
Схема такой индуктивной связи следующая:
ZА ZВ
МП
ZН
IА IА
Еист
Е’ист UН
 | | | |
Е’ист – наведенная ЭДС равна
Е’ист
Мп – паразитная взаимная индукция между цепями А и В.
- полное сопротивление цепи А.
Ток в цепи В
Отсюда наведенное напряжение
- сопротивление цепи нагрузки приемника нагрузки.
3) Наводки через провод связи
Емкостные и индуктивные (C и L) наводки (паразитные связи) могут возникать и при отсутствии непосредственной связи через поле между ИН и ПН. Например, ИН и ПН могут располагаться в экранированных отсеках, и соединены между собой проводами.
 |  |
СП1 А В СП2
 |
Z1 Z2
| |
а)
 |  | ||||||
| | ||||||
| | |||||||
 | ||||||||
 |  | | ||||||
МП1 МП1
Z1 Z2
| |
б)
Провод имеет емкость Сп и взаимоиндукцию Мп по отношению к ИН и ПН. Таким образом, элементы (ИН и ПН) оказываются связаны емкостью (а), индуктивностью (б) или совместно C и L. Величина это связи определяется как величина Сп1, Сп2, Мп1, Мп2 так и величиной сопротивления Z, которое имеет провод относительно корпуса. Эквивалентная схема для случая, когда провод связи имеет только емкостную составляющую имеет вид:
А СП1 СП2 В
 |  |  | |||
ZАВ
 |
4) Связь через электромагнитное поле излучения (ЭМПИ)
Эта связь появляется при значительном расстоянии 
между ИН и ПН и проходит через электрическое и магнитное поле. В объеме прибора связь через электромагнитное поле возможна, когда 
см. При этом металлический кожух прибора можно считать частью прямоугольного волновода, в котором распространяются различного типа воны. Наиболее опасной является волна Н01 критическая длина которой 
, где В – наибольшая сторона кожуха прибора.
 |
В
Волны с 
распространятся, не могут.
5) Связь через общее сопротивление (ПС).
Причиной этой связи (ПС) являются провода, общие для источника наводки и приемника наводки.
ист
ИН К приемнику
наводки
Н
Еист I
| |||
|
, т. к. 
, то получим 
и откуда 
.
Связь через общее сопротивление встречается чаще других видов ПС. Несколько примеров:
a) Связь через внутреннее сопротивление и соединительные провода источника питания или управления РЭА.
ZН
 |
Источник
питания
(управления)
| | |
b) Связь через общую земляную шину. Наводки возможны при подключении к общей шине чувствительных элементов. В результате того, что по шине может протекать большой ток, подключенные радиоэлементы становится приемниками наводок.
I ZН
UН
 |
- может оказаться значительным из-за увеличения тока, несмотря на то, что ZH уменьшается.
13.3 Защита электронных средств от наводок
Подавление наводок в большинстве случаев сводятся к устранению и ослаблению паразитной связи источника наводки. Ослабление заключается в уменьшении паразитной ёмкости, взаимной индуктивности.
Способы уменьшения данных величин следующие:
1) размещение источника и приёмника наводки на максимально возможное расстояние;
2) правильная взаимная ориентация деталей и контуров конструкций электронных средств;
3) сведение к минимуму общего сопротивления источника и приёмника наводки;
4) изъятие посторонних проводов конструкций.
Если данных мер недостаточно, то переходят к экранированию конструкции.
Экранирование – это локализация электромагнитной энергии в пределах определённого пространства, за счёт ограничения распространения её всеми возможными способами.
Экранирование магнитного поля зависит от диапазона частот. f = 0…1кГц – медленно меняющееся магнитное поле.
В основе экранирования лежит принцип магнитного шунтирования, то есть при воздействии внешнего магнитного поля, магнитные силовые линии замыкаются на этот экран.
H
 | ||||
 | ||||
| ||||
 |
μr
Вместе с этой лекцией читают "1.5 Преобразование Лапласа".
Эффективность экранирования вычисляется по формуле:
Э=1+ μr*d/D, где d – толщина стенки экрана,
D–габаритные размеры экрана.
D=100мм, электротехническая сталь. d=0.8мм, μr=100, Э=1,8. μr=5000, Э=41.
При экранировании необходимо учитывать:
1) Экранирование должно быть совместным паразитного магнитного и электрического поля. Эффективность электрического поля целиком зависит от короткого замыкания между экраном и корпусом. На экранировании магнитного поля это никак не сказывается;
2) Изменение частоты поля не влияет на действие электрического экрана. Магнитное экранирование целиком зависит от частоты.
