Диссертация (1335837), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Напряжениеизмеряетсяокак разностныйосигнал междуодвумя проводамиовнутри одной (TX)из четыреховитых пар, присутствующихов кабеле UTP.На рисунке 6.18 показанооискажение исходногоосигнала приовоздействииСК ЭМИ по линиямосвязи [66]. По результатамоэкспериментальных исследованийобыли сделаны следующиеовыводы [66].1. Среди различныхоспособов инжекцииоСК ЭМИ вофизическую средуопередачи данныхонаибольшую опасностьодля передаваемойоинформации представляютонаведенные импульсныеопомехи, возникающие в результатеоемкостной инжекцииов линию связи.
Согласноорезультатам натурногооэксперимента,это приводиток большему количествуопотерянных кадров.324а)б)Рисунок 6.17 - Сигнал наводки на сетевом кабеле при воздействии СК ЭМИ:а) индуктивная связь; б) емкостная связьа)б)в)Рисунок 6.18 - Сигналы на входе сетевого интерфейса 100Base-TX:а) без воздействия СК ЭМИ; б, в) с воздействием СК ЭМИ2.
Искажениеоформы наводимогооимпульса напряжения на нагрузкеосетевого интерфейсаов значительнойомере определяетсяофизи-ческими параметрамиоустройства инжекциио(согласованностьюоинжектораои генератора СК ЭМИ).В частности, былоовыявлено, что большаяочасть энергииоимпульса теряется изза несоответствийоимпедансов междуоисточником, кабелем ионагрузкой.3253. В экранированнойовитой пареопри отсутствииозаземления экранирующей оболочкиоэкран не обеспечиваетозащиту от СК ЭМИ.4. В ходе проведенныхоэкспериментальных исследованийоустановлено, чтовоздействие СК ЭМИ с частотойоповторения импульсов до 1 МГц приоамплитудедо 400 В/м оказываетодеструктивное воздействиеона процессопередачи данныховсетях Fast и Gigabit Ethernet.
Разрушениеосетевого соединенияонаступает приуровне СКИ-наводок наонагрузке сетевогооинтерфейса до 6 В при емкостной инжекции и 12 В приоиндуктивной инжекцииои длительностиопомеховых импульсов до 200 нс.Анализ полученных экспериментальных данных и механизмов воздействияСКИ ЭМП на УОВ подтвердил адекватность разработанных моделей взаимодействия мощных ЭМИ с элементами БЦВК для интеллектуального анализа и оценкиустойчивости их к деструктивному воздействию СК ЭМИ, и показал, что сбои,системныеоотказы и нарушениеофункционирования возникаютов основном засчет недостаточнойоэффективности экранированияобортовой кабельнойосетиБЦВК, которые в свою очередь, выявляются, как правило, приоиспытаниях и впроцессеоэксплуатации.6.3 Методы обеспечения устойчивости бортовых вычислительныхкомплексов в условиях воздействия электромагнитных полей6.3.1 Обобщенные рекомендацииодля защиты БЦВКПроблемаоустойчивостирадиоэлектроннойоаппаратурыобортовыхосис-темуправления,овключающихосредства вычислительной техники, средства связииоцелыйокомплексоспециальногоооборудования, являетсяоодной изосложнейшихзадач,орешаемыхоприопроектировании таких систем.СложностьозадачиомногократноувеличиваетсяоприоразмещенииоБСУвоограниченномопространстве наобортуокосмического,оавиационного либо мобильногоообъекта, сбоиоиоотказыоаппаратуры вокотором,окак правило,оне допускаются,отакокак приводятоконеобратимымопоследствиям.
Восвязиос этим,326оценка стойкости БЦВК к воздействиюоэлектромагнитных полейоявляется исключительнооактуальной,опоскольку БЦВКо–оэтоосердцеообъекта, во многомопределяющееотактико-технические характеристикиообъекта. Темоболее,очтоозапоследнееодесятилетие быстроовырослаооснащённость БЦВК,оа устойчивостьэтиховычислительных системокоэлектромагнитным воздействиямос учётом ростауровня интеграцииоэлементной базы, стремительноопадает.Наопрактикеоразработчиками БЦВКонеовсегдаосвоевременно принимаютсямерыокообеспечениюоихостойкостивозаданнойо(вообщемослучаенепрогнози-руемой) электромагнитнойообстановке.
Отсутствиео «системного» подхода к решениюовопросов ЭМСоиостойкостиорадиоэлектронных средствоможет привестикоотрицательныморезультатамои значительным одополнительным затратам времениоиосредств поодоработкеоаппаратуры. Понятие «системный» ов данном случае примененоопотому, что защита техническихосредств должна строитьсяонаоснове их анализа какосистемы.Очевидно,очтоозащита можетобытьозначительно эффективнейопри небольшомоувеличении стоимостиоБЦВК, еслиобыоугрозаовоздействия мощных ЭМИучитываласьонаостадии эскизногоопроектирования.оТак как наоначальной стадиипроектирования техническихосредств, разработкиооблика системы методыозащиты отоЭМПопросты, неодорогиеоионе требуютобольших затрат.
Когдаообъектсоздан,оаотребованияопоозащите неовыполнены,ото затраты наозащиту могутдостигать 20о%оотостоимостиоразработкиообразца.Однимоизообщихподходовзащитыоявляетсяустановканекоторогоэлектромагнитногообарьераомеждуоисточникомоиорецепторомопомех. Для источникововнеосистемы, барьероможетоприменятьсяонаоуровнеосистем.оДля источникововнутриосистемы электромагнитнаяосовместимость требуетодва барьера: одинооколооисточника, чтобыоуправлятьоэмиссией, иоодинов рецепторе,чтобыоуправлятьовосприимчивостью.Барьерыонапутираспростране-нияоэлектромагнитных волнореализуютсяововидеоэкранов, которые используютсяодля уменьшенияовозмущающих электромагнитныхо колебаний от внешнихисточниковонаовнутренниеоцепиоэлектроникиои,наоборот, ограничивают по-327мехоэмиссиюоотовнутреннихоцепейодоо уровней, заданных требованиями ЭMCдляоданногоотипаооборудования. Экраныодолжныообладать целостностью, посколькуолюбаяонеоднородностьо вовиде, например, окакой-либооапертуры приведетоконарушениюооднородности ионарушениюоуправленияоситуацией.Устройстваозащитыоинтерфейсов используютсяодляоослабления кондуктивныхэлектромагнитныховозмущенийоотоокружающейосредыовоцепивнут-реннейо(относительнооэкрана)ообласти, ионаоборот,оограничивают кондуктивную помехоэмиссиюоотовнутреннихоисточников помехов окружающую среду.Это предполагает, чтоонеобходимооприменять двунаправленные устройстваозащиты.Такимообразом, толькоосовместноеоприменениеоэкранов иоустройств защиты интерфейсовомогут обеспечитьоэлектромагнитнуюоустойчивость БЦВК иоихзащиту.оИспользованиеовоконкретныхБЦВКотехоилиоиныхомерзащитывзначительнойостепениозависитоотодопустимыхоуровнейопомехов их цепях: чемвыше этотоуровень,отемоменьшаяостепень защитыоиоменьшие затраты наоеё реализацию.Назначениемомерозащиты БЦВКоотовоздействияоЭМПоявляется обеспечение ихоработыовопределаходопусковой областиоизмененияопараметров, заданных пооусловиямосохраненияоработоспособностиокомплекса.
При выборемерозащитыоБЦВКоотонеблагоприятногодействияоЭМИонеобходимоприни-мать во внимание, что угрозаонарушения работоспособностиокомплекса создается, как правило, не ЭМП, а ееовзаимодействием с антеннами, линиямиопередачии проводникамиоаппаратуры, в которыхопроисходит преобразованиеополя ЭМПв помеховыеонапряжения и токи.
Это преобразованиеопредставляет собой сложноеоявление, зависящее от:• характеристик ЭМП;• типа БЦВМ и конкретныхоусловий ее применения (уровня допустимыхпомех в цепяхоБЦВМ, непрерывногооили импульсногоорежима их работы, допустимостиоили недопустимостиократковременного ухудшенияоработы БЦВМои т.д.);328• схемно-конструкторскогооисполнения БЦВК и егоорасположения в пространстве (габаритных характеристик, опротяженности линий передачи, одиапазона рабочих частот, осхемы заземления, оналичия экранирования, оориентацииантенны и линиопередачи к направлениюоприхода ЭМП и т.п.).В общем видеозащита БЦВК от воздействияоЭМП основывается:•наоиспользованииорежимавнешниеобщейоизоляции,связиоотоэкранированногоообъема,когдаоотключаютсяовсевокотороморазмещаетсяБЦВК.Указанныйометод, приемлемыйодляозащиты многиховидовоаппаратуры (передвижные РЛС,оаппаратураосвязиоиоуправления,оиспользуемаяона самолетах, ит.п.);•наоиспользованииометодов, позволяющихоослабить уровеньопомех в каналахопередачи данныхоиоуправления;•наопримененииэлементовоиоузловБЦВК,ообладающихоповышеннойстойкостьюокодействиюоЭМП.Основнымотребованием, предъявляемымок защитномуоэлементу, являетсяообеспечениеоего минимальногоовлиянияонаоработу защищаемой цепи (устройства,оаппаратуры) приоотсутствииоЭМП.
Этооособеннооважно для широкополосныхоустройств иоцифровыхосистем повышенногообыстродействия. Вносимыеосредствамизащитыоэлектрическиеопараметры,вотом числе "паразит-ные",оне должны искажатьотехнические показатели работоспособностиотехнических средств,онапример, быстродействие. Обеспечитьовысокое качествоофункционирования БЦВК в условияховоздействия ЭМП можно, толькооприменяя специальные мерыозащиты.6.3.2. Практические рекомендацииопо результатамоэкспериментальныхисследований БЦВКПо результатам экспериментальныхоисследований БЦВКообоснованы следующиеопрактические рекомендации:1. Воцеляхоуменьшения электромагнитныхопомех целесообразноозадаватьтребованияок экранамокабельныхолиний иопроверятьоэффективность экранирова-329нияобортовой кабельной сети экспериментальнымопутем, восвязи с тем, что сбоиовоработе БЦВКоприовоздействии СКИоЭМП происходили из-за недостаточной эффективностиоэкранирования кабельныхолинийоионаличия неоднородностейов экранах.2.
Проводитьорасчеты экрановонаоэтапеопроектирования.3. Дляоисключенияоэлектромагнитных помехона входахоаппаратуры рекомендуетсяобортовую кабельнуюосетьовыполнять экранированными кабельнымилиниямиоиоэкранировать местаосоединенийокабельныхолиний соБЦВМ.4. Приборы бортовогоовычислительного комплексаочасто устанавливаютсяи совместнооиспользуются с радиостанциямиоразличного назначения. Поэтомуобеспечениеоустойчивой работыовычислительного комплексаосовместно с радиосредствами овляется одной изоотправных точек приовыставлении требованийна приборыоили системуов целом [18, 100, 144, 238, 102] .Кроме того, следуетотакже отметитьоследующее:- применениеоэкранированных объемоводляоразмещения БЦВКозначительно снижаетоэффективность СКИ-воздействия иопозволяетоисключить влияние СКИ-полей наофункционированиеоцифровой аппаратурыодооуровней воздействияонеоменее 20…25 кВ/м наоповерхностиозащитногооэкрана;- приопримененииометодаоблокирования поступленияоискаженной информации путемопримененияосхемыообнаруженияовоздействияоСКИ ЭМИ время передачиозаданногоообъемаоинформации увеличивалосьонао2 мин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
