Основы конструирования электронных средств

1. Основы конструирования электронных средств

Лектор:
Доцент кафедры КИПР
Александр Анатольевич Чернышёв

2. Электромагнитная совместимость

7 Электромагнитная совместимость
7 Электромагнитная
совместимость
1
ЭМС – нормальное функционирование РЭС в
определенных электромагнитных
окружающих условиях.
Помехи:
Если отношение мощностей
атмосферные
индустриальные ↑
преднамеренные
Р2/Р1 = К, то уровень Р2 по отношению к Р1 в дБ составляет:
У = 10 lg К
непреднамеренные...
Энергетический уровень сигнала
Пример – радиолокатор: излучается 10 МВт,
чувствительность 10-14 Вт → 210 дБ.
Паразитная наводка:
ИН
ПС
малые!
ПрН

3. Волин Михаил Лазаревич 1965 1972 1981

4. 7 Электромагнитная совместимость

Виды ПС
Емкостная (через ближнее ЭП)
Коэффициент
паразитной связи
2

5. 7 Электромагнитная совместимость

Виды ПС (продолжение)
Индуктивная
(через ближнее МП)
3

6. 7 Электромагнитная совместимость

Виды ПС (продолжение)
С участием посторонних проводов
Провода АВ
не имеют отношения
ни к источнику,
ни к приемнику наводки
4

7. 7 Электромагнитная совместимость

Виды ПС (продолжение)
Через ЭМП (расстояния более 5λ)
Через общее полное сопротивление
5

8. 7 Электромагнитная совместимость

Примеры ПС
через общее
сопротивление
6

9. 7 Электромагнитная совместимость

Эквивалентная схема
ПС может быть
определена
по характеру искажения
напряжения ФУ,
выступающего
в качестве источника
наводки.
Примеры –
для устройств с
импульсными сигналами
7

10. 7 Электромагнитная совместимость

Правила конструирования РЭС
с учетом ЭМС
Внутренние ИН
Внешние ИН
Наше изделие
не должны мешать нормальному функционированию
нашего изделия
не должно создавать недопустимых помех для других РЭС
ЭМС обеспечивается:
Рациональным конструированием, в т.ч.:
компенсацией паразитных полей → свивать провода
разнесением ИН и ПрН
взаимным ориентированием ИН и ПрН
«металлизацией»
Экранированием
8

11. 7 Электромагнитная совместимость

Экранирование
9

12. 7 Электромагнитная совместимость

10
Экранирование
электрического
поля

13. 7 Электромагнитная совместимость

11
Экранирование НЧ магнитного поля
7 Электромагнитная совместимость
(магнитостатическое экранирование,
0...1 кГц)
Э ≈ 1 + μr d/D,
где μr – относи-
тельная магнитная
проницаемость
материала экрана,
d – толщина стенки;
D – внешний размер
экрана.

14. 7 Электромагнитная совместимость

12
Экранирование ВЧ магнитного поля
7 Электромагнитная совместимость
(электромагнитное экранирование, >10 кГц)
Поле ИН
Э e
d
,
2
0 r
- эквивалентная глубина проникновения
Для f > 1 МГц достаточно d = 0,5...1 мм, сплавы алюминия.

15. 7 Электромагнитная совместимость

Экранирование ЭП и МП (ЭМП)
Поле ИН
13

16. 7 Электромагнитная совместимость

14
Развязывание цепей и фильтрация
напряжений в проводах
Как правило,
потребитель
эл. энергии
Энергия
Помеха
Резисторы или
дроссели
Конденсаторы

17.

Монтаж фильтров
Неправильно:

18. 7 Электромагнитная совместимость

Монтаж фильтров
15

19. 7 Электромагнитная совместимость

Наводки по цепям питания
Статическая помеха
16

20. 7 Электромагнитная совместимость

17
Наводки по цепям питания (продолжение)
Динамическая помеха
Индивидуальные
сглаживающие
конденсаторы (ИСК)
Как правило:
ИСК на ИС – керамические
безвыводные, типа К10..., нФ;
ИСК на группу ИС или на
ПУ – танталовые,
оксиднополупроводниковые,
типа К52..., К53..., мкФ.

21. 7 Электромагнитная совместимость

Наводки через провода
электрической сети
Схема паразитных наводок через сеть питания
18

22. 7 Электромагнитная совместимость

Сетевые фильтры
Как правило,
устанавливаются на вводе
в устройства-потребители
электроэнергии, которые
являются источниками
наводок (прежде всего –
генераторы ВЧ и генераторы
импульсов).
В устройствах приемниках наводок применяются редко (в частности,
при размещении их рядом с
мощными ИН на самолетах и
на кораблях).
19

23. 7 Электромагнитная совместимость

20
Паразитная наводка фона при асимметрии сети питания
Наибольшая асимметрия – при питании РЭС от однофазной сети
с заземленным нулевым проводом или от бортсети с полупроводниковыми преобразователями (со звеном повышенной частоты).
Необходимо максимально удалять блок питания от остальной
части РЭС. Силовые трансформаторы должны иметь экранирующую
обмотку или разомкнутый виток из медной фольги, соединенный с
общим проводом («корпусом») по кратчайшему пути.