|
|
Электромагнитные помехи: определения. Виды и характеристики помех.Стр 1 из 5Следующая ⇒ Электромагнитные помехи: определения. Виды и характеристики помех.
Электромагнитные помехи – это случайные электромагнитные воздействия отдельных элементов друг на друга или сторонней системы на рассматриваемую через паразитные или функциональные связи. Источник помех – причина появления помехи (элемент, прибор ли физический процесс). Помеха – электромагнитная величина, способная вызвать в электрическом устройстве нарушение функционирования. Помехоустойчивость – это свойство чувствительного элемента нормально работать при воздействии помехи. Виды и характеристики помех.
По способу взаимодействия с полезным сигналом Различают аддитивные и мультипликативные помехи. Аддитивная помеха суммируется с сигналом; Аддитивные помехи естественного происхождения: космические шумы, атмосферные помехи, шумы теплового излучения Земли, собственные шумы радиоаппаратуры. Мультипликативная помеха – случайный «сомножитель», коэффициент передачи канала.
По месту возникновения П омехи могут быть с обственные и внешние. Собственные (внутренние) помехи создаются элементами самой радиоаппаратуры; источники внешних помех находятся вне ее.
Атмосферные помехи – следствие грозовых и электростатических разрядов – возникают на частотах до 25 МГц и по уровню превышают космические шумы. Для одиночных близких грозовых разрядов в спектре помех преобладает импульсная составляющая, а суперпозицией большого числа дальних разрядов обусловлена флуктуационная составляющая. Электростатические помехи обусловлены процессами «стекания» электрических зарядов с участков поверхности быстро движущихся объектов, электризуемых потоком водных и пылевых частиц, а также в результате пробоя воздушных промежутков между металлизированными элементами конструкции объекта. Они могут быть заметны на частотах до 1 ГГц.
Помехи цепей питания.
Наиболее сильное влияние на работу электронных устройств оказывают помехи, проходящие по цепям питания. Существует две основные структуры источников электропитания – линейные ИВЭП, подключаемые к первичному питанию через трансформатор, и ИВЭП с бестрансформаторным входом. В линейных ИВЭП регулирующий элемент работает в линейном режиме, увеличивая или уменьшая ток, поступающий в нагрузку. Сами по себе эти ИВЭП не создают мощных помех. Однако скачки тока в нагрузке и создаваемые ими помехи будут передаваться через ИВЭП в первичную сеть, через которую могут воздействовать на работу других устройств. Величина этих помех, однако, не велика, так как входной развязывающий трансформатор существенно их ослабляет. Кроме того, развязывающий трансформатор может дополняться специальными емкостной и компенсационной обмотками, которые дополнительно снижают как влияние флуктуаций входного первичного напряжения на работу ИВЭП, так и выбросов и провалов выходного напряжения ИВЭП на первичную сеть. По-иному обстоит дело с использованием ИВЭП с бестрансформаторным входом. Применение этих ИВЭП чрезвычайно эффективно ввиду значительно более высокого КПД и существенно меньших массы и габаритных параметров. Однако уровень помех, создаваемых этими ИВЭП, требует специальных мер защиты. Инвертор ИВЭП, работающий в ключевом режиме, осуществляет преобразование выпрямленного постоянного напряжения в переменное с частотой прямоугольных импульсов от 20 до 100 кГц. Сила тока импульсов определяется мощностью, которая должна отдаваться ИВЭП в нагрузку. Естественно, что такие импульсы неизбежно создают мощные помехи, распространяющиеся по цепям первичного питания и в виде электромагнитного излучения через эфир.
Для защиты первичного питания от помех, создаваемых инвертором, во входных цепях применяются специальные LC-фильтры. Эти фильтры рассчитываются на частоты свыше десятков килогерц. Индуктивное сопротивление дросселя LфxL = ωL на частоте первичной сети очень невелико и не влияет на передачу энергии из первичной сети ~220 В в ИВЭП. На частоте помехи это сопротивление становится весьма большим и препятствует распространению помех в первичную сеть. Конденсаторы, напротив, на частоте первичной сети имеют высокое емкостное сопротивление хс = 1/ωС, поэтому потерь передачи энергии из первичной сети в ИВЭП не вызывают. Для импульсов помехи их емкостное сопротивление становится низким, и через это сопротивление происходит шунтирование сигнала помехи. Кроме того, во входных цепях применяются специальные проходные конденсаторы Сп. Эти конденсаторы представляют собой проводник, окруженный шайбой. Между шайбой и проводником – слой диэлектрика, так что проводник и шайба образуют конденсатор. Шайба впаивается в корпус ИВЭП, который обычно заземляется. В результате между проводником и заземленным корпусом образуется емкостная связь. Через эту емкость на высокой частоте помехи происходит ее замыкание на землю.
Другой вид помех, связанный с работой ИВЭП, заключается в кратковременных скачках выходного напряжения при резких изменениях тока нагрузки. Скачкообразное увеличение или уменьшение потребляемого тока может привести к выбросам выходного напряжения ИВЭП, дестабилизирующим работу питаемых им устройств. В этих случаях применяют комбинированный метод стабилизации, заключающийся в применении наряду с ИВЭП с импульсным стабилизатором специального устройства подавления (УП).
В зависимости от выполняемых функций существуют УП провалов и УП выбросов. В УП провалов содержится дополнительный источник питания, который подключается только в переходных режимах при скачкообразном увеличении тока нагрузки. Сигнал управления при появлении таких скачков приводит в действие УП провалов и к нагрузке поступает дополнительный ток, поддерживающий выходное напряжение на допустимом уровне. По достижении выходным напряжением установившегося значения ток, протекающий через УП провалов, прекращается.
УП выбросов предотвращает всплески выходного напряжения, которые могут возникать при скачкообразном уменьшении тока нагрузки. Принцип подавления выбросов заключается в том, что в течение переходного процесса сигнал управления включает УП выбросов, который шунтирует выход ИВЭП и избыток выходного тока ИВЭП замыкается через него.
Рис. 1.3. Заземленный источник сигнала (Ground – земля)
У плавающего источника сигнала выходное напряжение не связано с общей цепью заземления (рис. 1.4). Распространенными примерами плавающих источников являются гальванические элементы, термопары, трансформаторы и изолирующие усилители. Обратите внимание на то, что на рис. 1.4 ни один вывод источника не подключен к выводу заземления, как у источника на рис. 1.3, поэтому выходной сигнал плавающего источника не зависит от системы заземления.
Паразитные связи и наводки. Известны три вида паразитных связей: 1) емкостная; 2) индуктивная; 3) гальваническая. Гальваническая связь или связь через сопротивление возникает, когда по одним и тем же цепям протекают токи разных источников сигналов. В этом случае происходит проникновение сигналов в не предназначенные для них элементы схемы. Сигналы, несущие конфиденциальную информацию, за счет гальванической связи могут проникать в цепи, имеющие внешний выход. Это создает предпосылки для утечки информации. Паразитные индуктивные и емкостные связи представляют собой физические факторы, характеризующие влияние электрических и магнитных полей, возникающих в цепях любого функционирующего радиоэлектронного средства, на другие цепи в этом или иных средствах. Паразитная индуктивная связь проявляется следующим образом. В пространстве, окружающем любую цепь, по которой протекает электрический ток I, возникает магнитное поле, постоянное или переменное с частотой изменения тока w. В соседних проводниках, находящихся в переменном магнитном поле, возникают эдс Е = IwМ, где М — взаимная индуктивность. Величина М пропорциональна индуктивности влияющих друг на друга элементов цепей и обратно пропорциональна расстояния между ними. Например, взаимо-индуктивность двух прямых медных параллельных проводников длиной 100мм и толщиной 0.02 мм при интервале между ними 2 мм составляет 0.07 мкГн, а при интервале 10 мм — 0.04 мкГн.
Емкостная паразитная связь возникает между любыми элементами схемы: проводами, радиоэлементами схемы и корпусом. Емкостная паразитная связь возникает между любыми элементами схемы, прежде всего, между параллельно расположенными проводами, а также точками схемы и корпусом (шасси). Емкостная связь зависит от геометрических размеров элементов цепей и расстояния между ними. Например, емкость между двумя параллельными проводами длиной 100 мм и диаметром 0.1 мм уменьшается с 0.75 пф до 0.04 пф при увеличении расстояния между ними с 2 до 50 мм. Для проводов диаметром 2 мм эта емкость при тех же условиях больше и составляет 5-0.07 пф.
Из-за паразитных индуктивных и емкостных связей возникают паразитные наводки. Под паразитной наводкой понимается передача электрических сигналов из одного элемента радиоустройства в другой, не предусмотренная его схемой и конструкцией. Принципы паразитной наводки иллюстрируются рис. 3.
Рис. 3. Принципы паразитной наводки Когда ток проходит по проводникам первой цепи (Ц1), вокруг них создается магнитное поле, силовые линии которого пронизывают проводники второй цепи (Ц2). В результате этого по цепи Ц2 потечет помимо основного еще и переходной ток, создающий помеху основному. Защищенность от взаимных помех оценивается так называемым переходным затуханием Z12=10lgPC1/PH2, (1) где PC1 и PH2 — мощность сигналов в 1-й цепи и наводки от них во 2-й цепи. Переходное затухание для надежной защиты информации должно быть не менее величины 10lgPC/Pпр, где PC и Pпр — мощность сигнала с информацией и чувствительность приемника злоумышленника, перехватывающего наведенный сигнал. Наводки создают угрозу безопасности информации в случае наводок на цепи, имеющие выход сигналов с подлежащей защите информацией за пределы территории организации. В этом отношении наибольшую угрозу создают наводки в проводах кабелей городской телефонной сети, радиотрансляции, электропитания от сигналов рядом расположенных кабелей внутренней АТС, звукофикации залов или помещений для совещаний, оперативной и диспетчерской связи. Кроме того, наводки даже очень малого уровня могут модулировать высокочастотный сигнал, распространяющийся за пределы организации в виде электромагнитной волны.
Электромагнитные помехи: определения. Виды и характеристики помех.
Электромагнитные помехи – это случайные электромагнитные воздействия отдельных элементов друг на друга или сторонней системы на рассматриваемую через паразитные или функциональные связи. Источник помех – причина появления помехи (элемент, прибор ли физический процесс). Помеха – электромагнитная величина, способная вызвать в электрическом устройстве нарушение функционирования. Помехоустойчивость – это свойство чувствительного элемента нормально работать при воздействии помехи. Виды и характеристики помех.
  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
