Содержание
- 2. 10.1. Источники и приёмники помех в ЭС В ЭС имеют место источники помех и чувствительные к
- 3. Основные источники естественного происхождения это: Различные природные явления (атмосферные шумы, грозовые разряды и пр.); Электростатический разряд
- 4. Источники электромагнитных помех искусственного происхождения: Мощные передатчики: радиостанции, TV- станции, радиолокация, навигация, (например, навигация аэропортов –
- 5. 5.Все генераторы ВЧ и провода с ВЧ током. На высокой частоте у генераторов и проводов ВЧ
- 6. 7.Все устройства, работа которых связана с разрывом электрических цепей под током (реле, контакторы, тумблеры, переключатели). А
- 7. 10.РЭУ с большой напряжённостью электрического поля даже на низких частотах, например, источники питания с большим напряжением
- 8. Рецепторы (приемники помех) Рецептором может выступать практически любой элемент конструкции, начиная от корпуса изделия и заканчивая
- 9. Рецепторы могут различаться по их чувствительности к воздействию различных полей. В наиболее общей модели электромагнитной совместимости
- 10. Характеристики источников помех Всё многообразие источников может быть сведено к двум основным типам (рис 10.2). Рис.
- 11. Источники с высоким волновым сопротивлением. Для них эквивалентная схема или модель может быть представлена в виде
- 12. В качестве штыря может рассматриваться любой не нагруженный проводник, на который подается электрический потенциал. Например, проводник,
- 13. В качестве токовой петли рассматриваются любые проводники, по которым протекает электрический ток. Полученные относительные значения Z
- 14. Для первого типа источников основная составляющая - электрическая - убывает пропорционально 1/r3. Дополнительная - магнитная -
- 15. Рис. 10.3. Три зоны действия источников
- 16. Ближняя зона. Здесь преимущественно действует механизм индукции с достаточно чётким разделением на магнитную и электрическую составляющие.
- 17. От источника помех к приёмнику помех паразитная наводка может передаваться: через электрическое поле, через магнитное поле,
- 18. Для электромагнитной совместимости источников и приёмников помех предлагается: пространственное разнесение источников и приемников помех, экранирование источников
- 19. 10.2. Экранирование электрического поля. Электростатические экраны Для защиты от сильного электрического поля при ограниченных расстояниях между
- 20. CB Рис. 10.4. Источник и приемник помех Рис. 10.5. Использование экрана для защиты от помех
- 21. Между источником и приёмником существует паразитная ёмкость. На приёмнике помехи В имеет место напряжение помехи.
- 22. Напряжение помехи будет тем больше, чем ближе источник и приёмник помех, чем больше ёмкость Спар. Поставим
- 23. В таком случае на приёмнике помех имеем напряжение Если ёмкость экрана на корпусе СЗ очень малая,
- 24. Для того чтобы напряжение на экране приближалось к нулю необходимо увеличивать ёмкость экрана СЗ до бесконечно
- 25. Перегородка должна выполняться из металла с малым удельным сопротивлением (медь, алюминий). Перегородка может быть в виде
- 26. Повышение эффективности экранирования в этом случае достигается: - Применением композиционных материалов (пластмасса с металлическим наполнителем); -
- 27. 10.3. Экранирование магнитного поля. Магнитные экраны Принцип экранирования магнитного поля и конструкции магнитного экрана различны в
- 28. Для экранирования НЧ магнитного поля применяют принцип шунтирования магнитного поля около приёмника В стенками экрана с
- 29. Рис. 10.7. Принцип вытеснения ВЧ магнитного поля Магнитные экраны на ВЧ выполняют на принципе вытеснения паразитного
- 30. Для того чтобы в экране наводились токи, создающие противоположное магнитное поле НН: экран должен иметь замкнутую
- 31. Качество экранирования зависит от толщины экрана, удельного сопротивления, магнитной проницаемости экрана, от частоты экранируемого поля. Рассмотрим
- 32. Магнитный экран катушки индуктивности может быть круглого или прямоугольного сечения в направлении, перпендикулярном оси катушки. В
- 33. На этой глубине в сечении экрана величина тока уменьшается от максимального на поверхности в е раз.
- 34. Если необходимо ослабить поле в N раз, то следует сделать экран толщиной b, большей, чем x0
- 35. При проектировании экрана необходимо выполнить конструкцию малой толщины и массы при условии обеспечения, на заданную степень
- 36. При проектировании экранов на высоких частотах применяются экраны из материалов низкого удельного сопротивления, т.к. на высоких
- 37. 10.4. Электромагнитные экраны. Особенности конструкции Электромагнитный экран должен обеспечить ослабление напряжённости магнитного и электрического полей, а,
- 38. Толщина экрана зависит от частоты экранируемого поля. Чем больше частота, тем тоньше будет экран. Медный экран
- 39. Особенности конструирования экранов катушек индуктивности и контуров. Экран определяет дополнительные потери энергии, а значит, уменьшает добротность
- 40. В таком случае диаметр экрана равен двум диаметрам катушки. При этом индуктивность уменьшается на 17…18 %.
- 41. Электромагнитный экран должен запаиваться на плату. Это можно сделать с помощью усика стенки экрана, который через
- 42. Некоторые особенности проектирования электромагнитных экранов. В электромагнитных экранах часто бывают прорези, отверстия, которые могут ухудшить качество
- 43. Рис. 10.9. Примеры прямоугольных прорезей а и в в экране
- 44. Пример конструктивной прорези в месте стыка экрана с печатной платой представлен на рис. 10.10.
- 45. В случае а) экран катушки индуктивности имеет прорез круглой формы на стыке экрана с печатной платой,
- 46. Выполнение отверстий, не пропускающих электромагнитную волну, требует применения определённых приемов. Наиболее часто применяют специальную форму отверстий,
- 47. При этом образуется некоторое подобие волновода с определенной частотой среза, выше которой электромагнитные волны не проникают
- 48. Формулы для расчета ослаблений (эффективность экранирования) для волноводов различных сечений представлены в таблице 10.1. Таблица 10.1.
- 49. В экране электромагнитный ввод и вывод проводов выполняют через отверстия (рис. 10.12). Рис. 10.12. Выполнение отверстий
- 50. Если через отверстие в пластине из идеального проводящего материала проходит провод с высоко частотным током I,
- 51. Особенности конструкций многослойных экранов Получить высокую эффективность экранирования можно, увеличивая толщину экрана или предлагая многослойный экран.
- 53. Многослойный экран обеспечивает бóльшую эффективность экранирования, чем однослойный экран суммарной толщины. Около отверстий с проводами в
- 54. На поверхности экранов за счёт поверхностных токов возникают падения напряжения ΔU1 и ΔU2. Если экраны соединяем
- 55. Особенности конструкций секционированных экранов. Если в ЭС имеет место несколько источников и приёмников помех, то можно
- 56. В первой секции находится источник помех А, на которой имеется напряжение ЕА. В другой секции размещается
- 57. C1 и С2 – ёмкости источника и приёмника помех относительно крышки; L23 – индуктивное сопротивление крышки.
- 58. Емкостное сопротивление находят по формуле а индуктивное сопротивление равно
- 59. По предложенной схеме большая часть напряжения помехи EA оказывается на крышке, а, следовательно, через крышку на
- 60. Для того чтобы уменьшить коэффициент передачи помехи в такой конструкции необходимо уменьшить сопротивление соединений крышки на
- 61. Соединить каждую секцию на крышку можно через фланец перегородки винтами на крышку, а можно с помощью
- 62. 10.5. Помехи в ЭС через электромонтаж. Особенности экранирования проводов ЭС Провода с высоко-частотными или релаксационными токами
- 63. От источника к нагрузке по проводу АВ протекает прямой ток Iпр. Около провода имеет место электрическое
- 64. Заземление провода на одном конце обеспечивает электростатическое экранирование, но не обеспечивает экранирования магнитного поля, т.к. не
- 65. Высокое качество экранирования провода будет в том случае, если прямой ток провода равен обратному току от
- 66. Экранирование провода имеет недостатки и ограничивает применение в конструкциях ЭС: 1. Увеличивается емкость провода относительно корпуса,
- 67. Через печатные проводники или навесные проводники монтажа имеют место помехи с провода на провод. Такие помехи
- 68. Провод А – источник помехи имеет напряжение Uи пом. Провод В – приёмник помехи не имеет
- 69. Паразитные параметры монтажа в зависимости от частоты сигнала от формы импульсного сигнала оказывают следующие отрицательные влияния:
- 70. где Lпог, Спог – погонные индуктивности и ёмкости линии длинной в 1м. Чтобы увеличить быстродействие устройства
- 71. И индуктивные и ёмкостные сопротивления электромонтажа зависят от частоты, а, следовательно, имеют различные сопротивления для различных
- 72. Поэтому при проектировании линий с допустимыми искажениями сигнала необходимо сравнивать длительность фронта сигнала со временем его
- 73. Для того чтобы судить об устойчивости работы цифровых или аналоговых устройств необходимо рассчитывать напряжение помехи Uпом.
- 74. В общем случае:, , где и – комплексные сопротивления паразитной связи и нагрузки приемника. Коэффициент передачи
- 75. Рассмотрим частный случай, когда Zпар имеет ёмкостной характер (рис. 10.19). В таком случае
- 77. В том случае, когда нагрузка ёмкостная (конденсатор CВ), то коэффициент передачи с провода на провод: Чтобы
- 78. При наличии тока i1 в приводе генератора помех на высоких частотах имеем наведённые напряжения в проводе
- 79. Индуцированное напряжение помехи на провода генератора поставим
- 80. Следовательно, коэффициент передачи с провода на провод при взаимоиндуктивной связи прямопропорционален коэффициенту взаимоиндукции М и обратно
- 81. Между элементами A и B имеют место также кондуктивные паразитные связи за счёт наличия общих проводов
- 82. Z пар – паразитное сопротивление проводов питания. Элементы А и В имеют общий источник питания напряжением
- 83. Напряжение питания на элементе А Можно видеть, что напряжение питания одного элемента зависит от токов питания
- 84. 10.6. Основы расчёта паразитных параметров печатного монтажа Паразитная ёмкость между печатными проводниками зависит от ширины печатных
- 85. где l1 – длина взаимного перекрытия проводников, между которыми рассчитывается ёмкость, см, Спог – погонная ёмкость
- 86. где ε0 – диэлектрическая проницаемость воздуха, ε - диэлектрическая проницаемость материала платы.
- 87. Если для влагозащиты плата покрыта лаком, то где – диэлектрическая проницаемость лака.
- 88. КП – коэффициент пропорциональности зависит от зазора между проводниками и ширины проводников, выбирается по графикам. Зависимость
- 89. КП – коэффициент пропорциональности зависит от зазора между проводниками и ширины проводников, выбирается по графикам. Зависимость
- 90. Чтобы уменьшить коэффициент передачи с провода на провод рекомендуется: 1) Уменьшать длину l1 смежных параллельно проходящих
- 91. Паразитные ёмкостные связи особенно опасны в аналоговых устройствах для сигнальных цепей. Например, в усилителях особенно опасна
- 92. Зависимость коэффициента пропорциональности Кп от параметра печатной платы
- 93. S1, S2 – расстояние между печатными проводниками; W1, W2 – ширина печатных проводников
- 94. Паразитная ёмкость вход-выход усилителя Рис. 10.24. Паразитная ёмкость вход-выход усилителя Усилитель самовозбудится, если в нём будет
- 95. где КОС – коэффициент обратной связи, т.е. коэффициент передачи с выхода на вход усилителя. Ку –
- 96. Значением Rвх в знаменателе пренебрегаем, т.к. оно много меньше емкостного сопротивления паразитной связи. Следовательно, усилитель возбудится
- 97. Чтобы усилитель не возбуждался, должно выполняться обратное неравенство, а, следовательно, допустимое значение ёмкости должно быть: Можно
- 98. Чтобы уменьшить коэффициент передачи при взаимоиндуктивной связи проводников рекомендуется: Уменьшать длину l2 параллельного прохождения сигнальных цепей
- 99. Индуктивность печатных проводников определяется по формуле: где Lпог – погонная индуктивность мкГн/см (индуктивность единицы длины проводника)
- 100. Величина погонной индуктивности печатного проводника определяется по графику. Зависимость погонной индуктивности печатного проводника Lпог. от его
- 101. Можно видеть, что чем шире проводник, тем меньше его индуктивность. Поэтому для сигнальных цепей чтобы уменьшить
- 102. Увеличивать сечение потенциального провода питания и провода корпуса, не мешая трассировке сигнальных цепей, можно за счёт
- 103. Фильтрация напряжений наводки в проводах. Особенности проектирования фильтров. Помеха от источника к приёмнику может пройти через
- 104. На рис. 10.26. представлена эквивалентная схема включения фильтра в цепь передачи сигнала от генератора к нагрузке.
- 105. Напряжение помехи для одного звена фильтра будет равно: т.к. сопротивление Z2
- 106. Аналогично для многозвенного фильтра: Следовательно, коэффициент передачи фильтра:
- 107. На фильтруемой частоте сопротивление параллельных ветвей Z2⋅Z4⋅Z6⋅… должно быть минимально, а сопротивление последовательных ветвей Z1⋅Z3⋅Z5⋅… должно
- 108. Чтобы уменьшить коэффициент передачи помехи фильтром, необходимо выполнять определенные требования к компоновке фильтра. Пример неудачной компоновки
- 109. Рис. 10.27. Неудачная компоновка фильтра
- 110. Эта компоновка имеет следующие недостатки исполнения: Индуктивности трех звеньев фильтра, расположенных рядом, не экранированы, следовательно, имеют
- 111. 3. Если общий провод корпуса генератора проходит внутри фильтра, то на нём будет иметь место наводка
- 112. Рис. 10.28. Рациональная компоновка фильтра Количество звеньев и номиналы элементов фильтра зависят от фильтруемой частоты и
- 113. Чем выше частота фильтруемой помехи, тем меньше значение ёмкости и индуктивности фильтра. Самый простой фильтр может
- 114. Особенности проектирования цепей питания и корпуса ЭС Цепи питания и цепи корпуса являются общими для источников
- 115. Цепи питания и корпуса при ограниченной площади платы можно выполнить навесными медными шинами, с зазором над
- 116. Для межъячеечных и межплатных соединений в ЭС может использоваться коммутационная печатная плата с параллельным соединением печатных
- 117. Каждую цепь корпуса на ячейке и на коммутационной печатной плате можно выводить на отдельный контакт разъема.
- 118. Соединение цепей корпуса на металлический корпус прибора или устройства выполняют навесным проводом-шиной на соединительный контакт на
- 119. Обеспечение электрической прочности в конструкциях ЭС Электрические поля в конструкциях ЭС могут вызвать пробой воздушных промежутков.
- 120. Рис. 10.30. Зависимость разрядного напряжения от частоты Исследования зависимости разрядного напряжения от частоты поля в воздухе
- 121. На рис.10.30 показан характер развития разрядного напряжения в зависимости от частоты питающего поля. При изменении частоты
- 122. При неизменной температуре пробивное напряжение газа в однородном поле является функцией произведения давления P и расстояния
- 123. При атмосферных давлениях, заданных условиями эксплуатации наземной и самолетной (вертолетной) аппаратуры, пробивное напряжение соответствует правой части
- 124. Вводя в нее относительное давление Р/Р0, где Р0 = 101,3 кПа – давление при нормальных условиях
- 125. Таблица 10.2. Числовые значения а0 и b0 для различных газов Приведенная формула позволяет рассчитать зазоры S
- 127. Скачать презентацию