Рекомендации по обеспечению помехозащищенности цифровых устройств

Введение

При сертификационных испытаниях готового изделия нередко возникают проблемы при испытаниях на электромагнитную совместимость (ЭМС). Найти быстрое и безболезненное решение этих проблем для готового изделия далеко не всегда возможно. Следовательно, лучше уже на этапе разработки принять все возможные меры по удо­влетворению требований стандартов.

Одним из главных источников помех являются DC/DC- и AC/DC-преобразователи. Существует несколько способов уменьшения коммутационных помех, создаваемых преобразователем. К ним относятся: применение помехоподавляющих компонентов, увеличение длительности фронтов коммутации силовых ключей, использование топологии силовых каскадов с аккумулированием энергии индуктивности рассеяния трансформаторов, оптимальная топология печатной платы.

Требования к ЭМС задаются стандартами CISPR (Международный специальный комитет по радиопомехам) и EN (Европейские нормы). Электронное оборудование, как правило, подпадает под действие стандартов EN 55022/CISPR 22 и EN 55032/CISPR 32, которым соответствуют российские стандарты ГОСТ 30805.22–2013 и ГОСТ CISPR 32–2015 . На рис. 1 в качестве примера приведены нормируемые уровни кондуктивных помех в стандарте ГОСТ 30805.22–2013 (CISPR 22:2006) для оборудования классов А (рис. 1а) и Б (рис. 1б).

Рис. 1. Уровни кондуктивных помех в стандарте ГОСТ 30805.22­2013 (CISPR 22:2006) для оборудования классов А и Б

При испытаниях необходимо изолировать испытываемую схему от сети. С этой целью используется эквивалент сети LISN, который стабилизирует полное сопротивление сети и «отрезает» испытываемый прибор от помех и нестабильности импеданса сети. Электрическая схема испытаний показана на рис. 2. Как видно из рисунка, схема LISN, по сути, представляет собой П-фильтр. Величина индуктивности 50 мкГн характерна для индуктивности сети.

Рис. 2. Электрическая схема испытаний на ЭМС

Типы

Электромагнитные помехи можно разделить на следующие категории:

• узкополосный EMI или RFI, который обычно исходит от предполагаемых передач, таких как радио- и телестанции или мобильные телефоны
• широкополосные EMI или RFI, которые представляют собой непреднамеренное излучение от таких источников, как линии электропередачи.

Кондуктивные электромагнитные помехи вызваны физическим контактом проводников, в отличие от излучаемых электромагнитных помех, которые вызваны индукцией (без физического контакта проводников). Электромагнитные помехи в электромагнитном поле проводника больше не будут ограничиваться поверхностью проводника и будут излучаться от нее. Это сохраняется во всех проводниках, и взаимная индуктивность между двумя излучаемыми электромагнитными полями приведет к электромагнитным помехам.

Ссылки

1. ГОСТ Р 51317.4.4-99 «Устойчивость к наносекундным импульсным помехам»
2. ГОСТ Р 51317.4.2-99 «Устойчивость к электростатическим разрядам»
3. «Методы пректирования аппаратного
   обеспечения»
4. «The Keith Armstrong
   Portfolio»
5. «SZZA009: PCB Design
   Guidelines For Reduced EMI»
6. «SDYA011: Printed Circuit
   Board Layout for Improved Electromagnetic Compatibility»
7. «SCEA018: Comparison
   of Electromagnetic Interference Potential of Integrated Logic Circuits AVC, GTLP, BTL and LVDS»
8. «SLLA057: A Survey of
   Common-Mode Noise»
9. «ANM085: EMC
   Improvement Guidelines»
10. «AVR040: EMC Design
    Considerations»

11. «AN1050: Designing
    for Electromagnetic Compatibility (EMC) with HCMOS Microcontrollers»

Впервые опубликовано в журнале «Схемотехника», 2004 г., №8 и №9.

3 ответа

2

«Интерференция» в этом контексте относится к одному излучаемому r-f сигналу, влияющему на прием другого излучаемого сигнала r-f. Интерференция не создается внутри мешающей системы передачи, но в результате интенсивности излучаемого поля она генерирует в месте (местах) приема других переданных сигналов.

Системы передачи, операторы и оборудование которых специально лицензированы /сертифицированы FCC и действуют в соответствии с их лицензией на станции, защищены от таких помех от нелицензированных операторов и систем «Часть 15», даже если эти нелицензированные операторы /системы строго соответствуют техническим требованиям, установленным для них в правилах FCC Part 15.

Эта защита FCC от помех применяется только к определенным электронным устройствам, использующим спектр r-f. Например, пользователь аудиоусилителя в домашней стереосистеме может слышать программирование лицензированной радиостанции AM или радиолюбительской радиостанции, расположенной поблизости. Но FCC не существует. S /он должен либо принять это вмешательство, использовать усилитель, который не проявляет эту проблему, либо переместить эту стереосистему достаточно далеко от системы передачи, чтобы не повлиять на ее правовую операцию.

13

Раздел 47 раздела FCC, часть 15, раздел 5.b, должен прояснить это для вас:

Другими словами, чтобы быть FCC, перечисленным в части 15, ваше устройство должно работать нормально, если оно подлежит нормальным, разрешенным радиочастотным излучению из других источников.

В разделе 15 вы можете перейти к конкретным требованиям:

-3

Я не уверен, что кто-то ответил на ваш вопрос или нет. Я думаю, что они просто скопировали и ввели правила из FCC. Но единственное, о чем я могу думать, это то, что это мера контроля. Тип контроля для правительства. Потому что это считается типом общения. Я думаю, что это может иметь какое-то отношение к EBS (Emergency Broadcast System) или, как я уже сказал, относится к типу контроля, который позволяет правительству или другому типу связи контролировать его, когда это необходимо. Это единственная причина, о которой я могу думать. Потому что я не знаю какой-либо другой причины для устройства «Нужно принять интерференцию», когда во всей действительности вы не захотите этого вообще. Вы хотели бы иметь безопасное соединение, чтобы кто-то или другое устройство не мешало функциям конкретных электронных устройств, чтобы он работал правильно. Также это очень специфический закон для электронного устройства, которое требует какой-либо коммуникации. И может быть только 2 причины, почему у них есть это правило. Я уже дал вам (контроль EBS-gov), или они знают что-то, что они не расскажут нам об электронике. Возможно, задняя дверь как избыточность в случае, если что-то произойдет. Я знаю, что это похоже на теорию заговора. Но я просто не могу думать ни о какой другой причине, почему они вынуждают все устройства с коммуникацией принимать помехи от другого устройства.

Как распространяются радиоволны?

Прямолинейное
распространение в однородной среде,
т.е. среде, свойства которой во всех
точках одинаковы.

Земная
поверхность оказывает сущест­венное
влияние на распространение радио­волн:

В полупроводящей
поверхности Земли радиоволны поглощаются;

При падении
на земную поверхность они отражаются;

Сферическая
форма земной поверхности препятствует
прямолинейному распространению
радиоволн.

Радиоволны,
распространяющиеся у поверхности земли
и, вследствие дифракции, частично
огибающие выпуклость земного шара,
называются поверхностными волнами.
Распространение поверхностных волн
сильно зависит от свойств земной
поверхности

Радиоволны,
распространяющиеся на большой высоте
в атмосфере и возвращающиеся на землю
вследствие отражения от атмосферных
неоднородностей, называются
пространственными волнами.

Американские стандарты [ править ]

• Часть 15 FCC регулирует нелицензированные передачи радиочастот, как преднамеренные, так и непреднамеренные.
  • FCC, часть 15, подраздел A, содержит общее положение о том, что «устройства не могут создавать помехи и должны принимать помехи от других источников».
  • FCC, часть 15, подраздел B Ограничения и методы США для измерения радиопомех, измерение радиоволн, случайно испускаемых устройствами, не предназначенными специально для излучения радиоволн («непреднамеренное»), как прямо («излучаемые»), так и косвенно («проводимые»)
  • Остальная часть части 15 FCC (подразделы C — H) касается нелицензированных устройств, специально разработанных для излучения радиоволн («преднамеренно»), таких как беспроводная локальная сеть , беспроводные телефоны , радиовещание с низким энергопотреблением , рации и т. Д.
  • Кондуктивные излучения регулируются от 150 кГц до 30 МГц, а излучаемые излучения регулируются от 30 МГц и выше.
• MIL-STD 461 — это военный стандарт США, касающийся электромагнитной совместимости для подсистем и компонентов. В настоящее время в редакции G рассматриваются кондуктивные и радиационные выбросы и восприимчивость.
• MIL-STD 464 — это военный стандарт США, касающийся электромагнитной совместимости для систем. В настоящее время в редакции G рассматриваются кондуктивные и радиационные выбросы и восприимчивость.
• MIL-STD-469, ВОЕННЫЙ СТАНДАРТ: Этот стандарт устанавливает требования к инженерному интерфейсу для управления электромагнитным излучением и характеристиками восприимчивости всего нового военного радарного оборудования и систем, работающих в диапазоне от 100 мегагерц (МГц) до 100 гигагерц (ГГц).

Звуковое поле излучателя

Звуковое поле преобразователя делят на две зоны: ближнюю зону и дальнюю зону. Ближняя зона это район прямо перед преобразователем, где амплитуда эха проходит через серию максимумов и минимумов. Ближняя зона заканчивается на последнем максимуме, который располагается на расстоянии N от преобразователя. Известно, что расположение последнего максимума является естественным фокусом преобразователя. Дальняя зона это район находящийся за N, где давление звукового поля постепенно уменьшается до нуля .

Рисунок 3 – Звуковое поле круглого излучателя

Положение последнего максимума N на акустической оси в свою очередь зависит от диаметра и длины волны и для дискового круглого излучателя выражается формулой

,

• где N – длина ближней зоны, м,
• D – диаметр излучателя, м,
• λ – длина волны, м

Однако поскольку D обычно значительно больше λ, уравнение можно упростить и привести к виду

,

Рисунок 4 – Ближняя и дальняя зоны звукового поля

Характеристики звукового поля определяются конструкцией ультразвукового преобразователя. Следовательно, от его формы зависит распространение звука в исследуемой области и чувствительность датчика.

Электромагнитные шумы в проводниках

Рассмотрим причины и проектные нормы электромагнитных шумов в проводниках, которые измеряются на входных линиях подачи питания. Чтобы наблюдать шум на мощных входных линиях, необходимо устройство, которое отделит высокочастотные шумы от входного тока. Это устройство называют схемой стабилизации импеданса линии или LISN, а его схема показана на рис. 3.

Рис. 3. Схема LISN для 120/240 В AC, 60 Гц. Все измерения выполняются относительно земли

Это устройство позволяет использовать анализатор спектра для измерения шумовых токов на входном сопротивлении 50 Ом. При этом производится отделение результатов измерения от любого высокочастотного шунтирования, которое могло бы существовать в сети. Как правило, LISN добавляется к каждой входной линии и шумы измеряются относительно земли.

Шум в проводниках на входе системы электропитания может быть далее подразделен на два отдельных режима: дифференциальный шум (DM), который измеряется между линией подачи мощности и линией ее возвращения; и синфазный шум (СМ), который измеряется между каждой из линий подачи питания и землей. Источники шумов этих двух режимов свойственны всем импульсным источникам питания и являются следствием основной операции — переключения питания. Действие внутренних ключей вызывает быстрые изменения dI/dt дифференциального тока на входах и выходах источника, как это показано на рис. 4. Конечно, фильтры на входе и выходе идеально бы устранили любой высокочастотный шум, но ни один из них не может сделать это полностью. Так что существуют остаточные помехи и выбросы как дифференциальный источник шума с двунаправленным протекающим током в обоих терминалах.

Рис. 4. Шумовой дифференциальный ток (DM) вырабатывается и в нормалью работающей схеме

Существуют также источники с быстро изменяющимся напряжением в пределах входного электропитания, в которых шум может передаваться через паразитные емкости, подключенные к земле. Некоторые из них показаны на рис. 5. Этот синфазный шум можно наблюдать на всех терминалах источника, а измеряется он относительно земли.

Рис. 5. Синфазный шум (СМ) вызывается переходными процессами через паразитные емкости, подсоединенные к земле СМ и DM суммируются векторно; EMI (линии) = СМ + DM; EMI (нейтраль) = СМ – DM

Пути шумов DM и СМ на входе системы электропитания в очень упрощенной форме показаны на рис. 6, где также приведено включение двух устройств LISN последовательно с линиями подачи мощности и ее возвращения.

Рис. 6. DM и СМ токи на входе системы электропитания

Обратите внимание, что режимы СМ и DM присутствуют в каждом LISN, но LISN, включенная в линию подачи мощности, измеряет СМ + DM, в то время как LISN, включенная в нейтральный провод, измеряет СМ – DM. Обе величины — векторные суммы, и, где это необходимо, есть сети с коммутацией каналов, которые используются для разделения сигналов СМ и DM, но спецификации обычно не дифференцируются

Для определения полного шума должны быть произведены измерения на каждом входе отдельно, потому что существует достаточно путей протекания тока в пределах одной системы, и нет никаких причин предполагать, что вклады СМ и DM на двух разных входах идентичны.

Возможно, вам также будет интересно

Как правило, в технической литературе и публикациях на тему импульсных преобразователей вопросы электромагнитной совместимости (ЭМС) рассматриваются по факту уже выбранного технического решения с предложением тех или иных рекомендаций. Однако наибольший интерес для разработчиков представляет сравнение одинаковых в своем базовом исполнении изделий и их оценка на предмет выполнения требований ЭМС путем комплексного исследования влияния тех или

В настоящее время все больше внимания уделяется проблемам негативного влияния на человека электромагнитных полей (ЭМП) и радиоизлучений. Электромагнитные поля — это особая форма существования материи, характеризующаяся совокупностью электрических и магнитных свойств. Электромагнитные поля окружают нас повсюду, но мы не можем их почувствовать и вообще заметить, поэтому мы не видим излучений милицейского радара и полей, наводимых

При разработке импульсных преобразователей и источников питания возникает проблема электромагнитной совместимости. В частности, во входную цепь проникают наводки, которые могут стать причиной повреждения или неустойчивой работы другого электрического оборудования. В начале тестирования источников питания на ЭМС проверяется наличие кондуктивных помех. Испытания можно проводить уже на этапе проектирования, чтобы учесть потенциальные помехи. В статье рассматривается процедура проверки помех в дифференциальном режиме во входной цепи импульсных преобразователей.

Влияние ЭМИ на человека

Считается, что электромагнитное излучение оказывает негативное влияние как на здоровье человека, так и на его поведение, жизненный тонус, физиологические функции и даже мысли. Сам человек также является источником такого излучения, и если на наше электромагнитное поле начинают воздействовать другие, более интенсивные источники, то в человеческом организме может наступить полный хаос, который приведёт к различным заболеваниям.

Учёные установили, что вредны не сами волны, а их торсионная (информационная) составляющая, которая имеется в любом электромагнитном излучении, то есть именно торсионные поля оказывают неправильное воздействие на здоровье, передавая человеку негативную информацию.

Опасность излучения состоит и в том, что оно способно накапливаться в организме человека, и если длительно пользоваться, например, компьютером, мобильным телефоном и т. п., то возможны головная боль, высокая утомляемость, постоянные стрессы, снижение иммунитета, а также возрастает вероятность заболеваний нервной системы и головного мозга. Даже слабые поля, особенно такие, которые совпадают по частоте с ЭМИ человека, способны нанести вред здоровью, искажая наше собственное излучение, и, тем самым, вызывая различные болезни.

Огромное влияние на здоровье человека играют такие факторы электромагнитного излучения, как:

• мощность источника и характер излучения;
• его интенсивность;
• длительность воздействия.

Также стоит отметить, что воздействие излучения может быть общим или местным. То есть, если взять мобильный телефон, то он оказывает влияние только на отдельный орган человека — головной мозг, а от радиолокатора происходит облучение всего организма.

Какое излучение возникает от тех или иных бытовых приборов, и их диапазон, видно из рисунка.

Глядя на эту таблицу, можно для себя уяснить, что чем дальше от человека располагается источник излучения, тем меньше его вредоносное влияние на организм. Если фен находится в непосредственной близости от головы, и его воздействие наносит ощутимый вред человеку, то холодильник практически никак не влияет на наше здоровье.

Воздействие метровых волн

Метровые волны большой интенсивности, излучаемые импульсными генераторами метровых радиолокационных станций (РЛС), имеющих импульсную мощность более мегаватта (таких, например, как станция дальнего обнаружения П-16) и соизмеримые с протяженностью спинного мозга человека и животных, а таже длиной аксонов, нарушают проводимость этих структур, вызывая диэнцефальный синдром (СВЧ-болезнь).

Последняя приводит к быстрому развитию (в течение от нескольких месяцев до нескольких лет) полному или частичному (в зависимости от полученной импульсной дозы излучения) необратимому параличу конечностей человека, а также нарушению иннервации кишечника и других внутренних органов.

Воздействие дециметровых волн

Дециметровые волны соизмеримы по длине волны с кровеносными сосудами, охватывающими такие органы человека и животных, как легкие, печень и почки. Это одна из причин, почему они вызывают развитие «доброкачественных» опухолей (кист) в этих органах. Развиваясь на поверхности кровеносных сосудов, эти опухоли приводят к остановке нормального кровообращения и нарушению работы органов.

Если вовремя не удалить такие опухоли оперативным путем, то наступает гибель организма. Дециметровые волны опасных уровней интенсивности излучают магнетроны таких РЛС, как мобильная РЛС ПВО П-15, а также РЛС некоторых воздушных судов.

Воздействие сантиметровых волн

Мощные сантиметровые волны вызывают такое заболевание, как лейкемию — «белокровие», а также другие формы злокачественных опухолей человека и животных. Волны достаточной для возникновения этих заболеваний интенсивности генерируют РЛС сантиметрового диапазона П-35, П-37 и практически все РЛС воздушных судов.

Электромагнитные шумы

Электромагнитные шумы — это не черная магия, как иногда считают. Основные принципы вызывающие и исключающие электромагнитные шумы относительно просты. Существенно то, что задача требует распознавания полей, вызванных быстро изменяющимися током и напряжением. В то время как эти характеристики количественно описаны уравнениями Максвелла, необходимо знать, что шум может быть вызван взаимным влиянием элементов схемы посредством магнитных или электрических полей.

Магнитное поле заставляет изменяющийся ток в одном проводнике вызывать напряжение в другом согласно формуле:

где М — взаимная индуктивность между источником и приемником.

Точно так же изменяющееся напряжение заставляет электрическое поле на поверхности возбуждать протекание тока в другом проводнике:

где C — емкость, между источником и приемником.

Эти уравнения говорят о том, что там, где имеются быстро изменяющиеся токи, как, например, в проводниках, включенных последовательно с мощным переключающим устройством, можно ожидать генерирование напряжения в других проводниках, связанных взаимной индуктивностью. И там, где есть высокое значение dv/dt, как на выводах мощных переключающихся полевых транзисторов, любая паразитная емкость может вызвать ток в другой линии. Может быть, это не очень полезно знать, однако необходимо отметить, что один из самых очевидных способов уменьшения электромагнитных шумов состоит в том, чтобы замедлить переходы переключения, но стоимость из-за увеличения потерь на переключения делает это решение нежизнеспособным.

Также следует иметь в виду еще один важный пункт: электромагнитные шумы — очень низкоэнергетическое явление! Поскольку может требоваться чрезвычайно малое количество энергии, вызванной в «нужном» месте в приемнике, чтобы нарушить работу всей системы, то предельные значения шумовых характеристик были установлены на очень маленьких величинах. Например, на частоте 1 МГц требуется только 20 нВт EMI, чтобы превысить требования Федеральной комиссии по связи.

Презентация 10 класса по предмету «Физика и Астрономия» на тему: «Стоячие волны Урок физики в 10 классе (естественно-научный профиль) © Автор Богданова Ирина Викторовна.». Скачать бесплатно и без регистрации. — Транскрипт:

2

Стоячие волны Урок физики в 10 классе (естественно-научный профиль) Автор Богданова Ирина Викторовна

3

Бегущие волны

4

Образование стоячих волн Посмотрите на рисунок, который представляет последовательность фаз движения волн во времени (время течет сверху вниз). Синяя волна движется вправо, зеленая влево, красная волна является суммирующей и показывает, что происходит при столкновении двух волн (по научной терминологии — при наложении). Отмечены положения (узлы/nodes), в которых обе движущиеся волны нейтрализуют друг друга, и другие зоны (пучности/antinodes), в которых происходит сложение волн, и колебания обладают максимальной амплитудой.

5

Определение стоячей волны Стоячая волна образуется при наложении двух бегущих навстречу гармонических волн одинаковой частоты, амплитуды и поляризации.

6

Как движется каждая точка стоячей волны в шнуре Совершает синхронно со всеми остальными точками гармонические колебания Колеблется перпендикулярно длине покоящегося шнура Колеблется с периодом равным периоду внешнего возмущения Имеет собственную амплитуду колебаний

7

Уравнение стоячей волны

8

Узлы и пучности стоячей волны Узлы – неперемещающиеся точки стоячей волны Пучности – точки стоячей волны, колеблющиеся с максимальной амплитудой

9

Механические волны Бегущие Перенос энергии в направлении распространения волны Стоячие Перераспределение энергии между точками среды

10

Координаты узлов и пучностей

11

Стоячие волны в струнах Если механическая волна, распространяющаяся в среде, встречает на своем пути какое-либо препятствие, то она может резко изменить характер своего поведения. Например, на границе раздела двух сред с разными механическими свойствами волна частично отражается, а частично проникает во вторую среду. Волна, бегущая по резиновому жгуту или струне отражается от неподвижно закрепленного конца; при этом появляется волна, бегущая во встречном направлении. В струне, закрепленной на обоих концах, возникают сложные колебания, которые можно рассматривать как результат наложения (суперпозиции) двух волн, распространяющихся в противоположных направлениях и испытывающих отражения и переотражения на концах. Колебания струн, закрепленных на обоих концах, создают звуки всех струнных музыкальных инструментов.

12

Струнные музыкальные инструменты

13

Стоячие волны в воздушных столбах Трубка Кундта является простым приспособлением для демонстрации стоячих звуковых волн. Трубка Кундта представляет собой длинную стеклянную трубку, в которой насыпано немного легкого порошка (например пробковой пыли). Один конец трубки запаян, в другом с помощью пробки укреплен медный стержень. Если потереть стержень наканифоленной замшей, то он начнет скрипеть, а пыль расположится аккуратными кучками вдоль трубки. Такое распределение обусловлено стоячими звуковыми волнами.

14

Духовые музыкальные инструменты

15

Условие возникновения стоячих волн в шнуре На длине шнура, закрепленного на концах, укладывается целое число полуволн поперечных стоячих волн.

16

Моды колебаний в струнахв воздушных столбах

17

Частота собственных колебаний струны n=1 – основная мода (первая гармоника) n>1 – n-ая гармоника (n-ый обертон) У струны имеется целый набор собственных частот, кратных наиболее низкой частоте.

18

Тембр звука Одной из причин того, почему разные инструменты обладают различным тембром, является то, что обертоны, сопровождающие основное колебание, выражены у разных инструментов в неодинаковой степени. Другие причины различия тембра связаны с устройством корпуса самого инструмента – его формой, размерами, жесткостью и т.п.

19

Ответьте на вопросы: Какая волна называется стоячей? Какая волна называется стоячей? Объясните процесс образования стоячей волны. Объясните процесс образования стоячей волны. Охарактеризуйте особенности колебаний точки в поперечной стоячей волне. Охарактеризуйте особенности колебаний точки в поперечной стоячей волне. Сформулируйте определение пучностей и узлов стоячей волны. Сформулируйте определение пучностей и узлов стоячей волны. При каком условии в струне, закрепленной на концах, образуются стоячие волны? При каком условии в струне, закрепленной на концах, образуются стоячие волны? Что такое первая гармоника собственных колебаний в струне и обертоны? Что такое первая гармоника собственных колебаний в струне и обертоны?

20

Урок окончен Всем спасибо Использованные ресурсы: Статья Джо Вулфи «Струны, стоячие волны и гармоники»

Защита от электромагнитных излучений

• Если вы проводите много времени за компьютером, запомните одно правило: расстояние между лицом и монитором должно быть около метра.
• Уровень электромагнитного излучения бытовой техники, которую вы покупаете, не должен доходить до отметки «минимум». Обратитесь к продавцу-консультанту. Он поможет выбрать наиболее безопасную технику.
• Ваша кровать не должна находиться рядом с местом, где проложена электропроводка. Расположите спальное место в противоположном конце комнаты.
• Установите защитный экран на компьютер. Он выполнен в виде мелкой металлической сетки и действует по принципу Фарадея: вбирает в себя все излучение, защищая пользователя.
• Сократите пребывание в электрифицированном общественном транспорте. Отдавайте предпочтение пешей ходьбе, велосипеду.

Вмешательство в потребительские устройства

В Соединенных Штатах публичный закон 97-259 1982 года позволил Федеральной комиссии по связи (FCC) регулировать уязвимость бытового электронного оборудования.

К потенциальным источникам RFI и EMI относятся: различные типы передатчиков , трансформаторы дверных звонков, тостеры , электрические одеяла , ультразвуковые устройства для борьбы с вредителями, электрические устройства защиты от насекомых , грелки и лампы с сенсорным управлением . Несколько компьютерных мониторов с ЭЛТ или телевизоров, установленных слишком близко друг к другу, иногда могут вызывать эффект «шимми» друг в друге из-за электромагнитной природы их кинескопов, особенно когда активирована одна из их катушек де-гауссирования .

Электромагнитные помехи на частоте 2,4 ГГц могут быть вызваны беспроводными устройствами 802.11b и 802.11g, устройствами Bluetooth , радионянями и беспроводными телефонами , отправителями видео и микроволновыми печами .

Переключение нагрузки ( индуктивная , емкостные и резистивные ), такие как электродвигатели, трансформаторы, нагреватели, лампы, балласт, источники питания и т.д., все причины электромагнитных помех , особенно при токах выше 2  А . Обычный метод, используемый для подавления электромагнитных помех, заключается в подключении демпфирующей цепи , резистора последовательно с конденсатором , через пару контактов. Хотя это может обеспечить умеренное снижение электромагнитных помех при очень низких токах, демпферы не работают при токах более 2 А с электромеханическими контактами.

Другим методом подавления электромагнитных помех является использование шумоподавителей с ферритовым сердечником (или ферритовых шариков ), которые недороги и которые прикрепляются к проводу питания нарушившего устройства или взломанного устройства.

Импульсные источники питания могут быть источником электромагнитных помех, но они стали менее серьезной проблемой по мере улучшения методов проектирования, таких как интегрированная коррекция коэффициента мощности .

В большинстве стран действуют законодательные требования, предусматривающие электромагнитную совместимость : электронное и электрическое оборудование должно по-прежнему работать правильно при воздействии определенного количества электромагнитных помех и не должно излучать электромагнитные помехи, которые могут создавать помехи для другого оборудования (например, радиоприемников).

Качество радиочастотного сигнала снижалось на протяжении 21 века примерно на один децибел в год, поскольку спектр становится все более переполненным. Это вызвало гонку Красной Королевы в индустрии мобильных телефонов, поскольку компании были вынуждены установить больше сотовых вышек (на новых частотах), которые затем вызывают больше помех, что требует дополнительных инвестиций со стороны поставщиков и частых обновлений мобильных телефонов для соответствия.

Комитет по стандартам электромагнитной совместимости (ЭМС) SAE [ править ]

• J1113 / 1 , Процедуры и пределы измерения электромагнитной совместимости для компонентов транспортных средств, лодок (до 15 м) и машин (кроме самолетов) (от 16,6 Гц до 18 ГГц)
• J1113 / 11 , Устойчивость к проводимым переходным процессам на выводах питания
• J1113 / 12 , Электрические помехи от проводимости и связи — Емкостная и индуктивная связь по линиям, отличным от линий питания
• J1113 / 13 , Процедура измерения электромагнитной совместимости компонентов автомобиля — Часть 13: Устойчивость к электростатическому разряду
• J1113 / 21 , Процедура измерения электромагнитной совместимости компонентов транспортного средства — Часть 21: Устойчивость к электромагнитным полям, от 30 МГц до 18 ГГц, камера с футеровкой поглотителем
• J1113 / 26 , Процедура измерения электромагнитной совместимости компонентов автомобиля — невосприимчивость к электрическим полям линии электропередачи переменного тока
• J1113 / 27 , Процедура измерения электромагнитной совместимости для компонентов транспортного средства — Часть 27: Устойчивость к излучаемым электромагнитным полям — Метод реверберации с перемешиванием режима
• J1113 / 4 , Устойчивость к излучаемым электромагнитным полям — метод объемной токовой инжекции (BCI)
• J1752 / 1 , Процедуры измерения электромагнитной совместимости для интегральных схем. Процедуры измерения электромагнитной совместимости интегральных схем. Общие положения и определения.
• J1752 / 2 , Измерение излучения интегральных схем — метод сканирования поверхности (метод петлевого зонда) от 10 МГц до 3 ГГц
• J1752 / 3 , Измерение излучений от интегральных схем — метод ячеек ТЕА / широкополосного ТЕА (GTEM); Ячейка ТЕА (от 150 кГц до 1 ГГц), широкополосная ячейка ТЕА (от 150 кГц до 8 ГГц)
• J1812 , Классификация состояний функциональных характеристик для испытаний на устойчивость к электромагнитным помехам
• J2556 , Анализ узкополосных данных излучаемых излучений (RE) — Спектральная плотность мощности (PSD)
• J2628 , Характеристика — наведенный иммунитет
• J551 / 1 , Уровни характеристик и методы измерения электромагнитной совместимости транспортных средств, лодок (до 15 м) и машин (от 16,6 Гц до 18 ГГц)
• J551 / 15 , Электромагнитная невосприимчивость транспортных средств — электростатический разряд (ESD)
• J551 / 16 , Электромагнитная устойчивость — источник вне транспортного средства (метод реверберационной камеры) — Часть 16: Устойчивость к излучаемым электромагнитным полям
• J551 / 17 , Электромагнитная невосприимчивость транспортных средств — Магнитные поля линии электропередачи
• J551 / 5 , Уровни эффективности и методы измерения напряженности магнитного и электрического поля от электромобилей, широкополосный, от 9 кГц до 30 МГц

Дополнительные источники СМ-шумов

Перед завершением обсуждения СМ-шумов необходимо упомянуть, что выводы стока ключевого транзистора, конечно, не единственное место, где сигналы с высоким значением dV/dt могли бы навести шумы. Радиаторы — другая потенциальная проблема, так как требования безопасности не позволяют подключать их к высокому напряжению. Если габариты радиатора достаточно малы, такие, что он не выходит за пределы блока электропитания, то подключение этого радиатора к питанию, а не к заземлению блока может быть приемлемым решением. Использование изолированного от радиатора проводника, например, скобки, подключенной к источнику питания, может позволить использовать большие заземленные радиаторы, шунтируя емкость, передающую шум на общую шину, благодаря чему его проще будет уменьшить. Эти варианты приведены на рис. 17. Тот же самый подход применяется к трансформаторам с помощью установки электростатических экранов между обмотками, как это показано на рис. 18. Во многих случаях выход вторичной схемы заземлен и поэтому отслеживает выбросы AC-линии на первичной стороне, которая подключена через паразитную емкость трансформатора и может вызвать СМ-шумы. Изготовленные должным образом электростатические экраны могут исключить это, подавляя шум, передаваемый в первичную шину. (Экран может сделать это, если будет подключен либо к шине с высоким напряжением, либо к возвратной линии. Как правило, если мощный полевой транзистор имеет значение dV/dt больше при включении, чем при выключении, то необходимо подключить экран к возвратной линии, а если dV/dt больше при выключении, то подключать его необходимо к положительной шине.) Разные конфигурации подключения экранов приведены на рис. 19 и 20.

Рис. 17. Два способа размещения радиатора

Рис. 18. Использование электростатического экрана в трансформаторе помогает уменьшить СМ-шум

Рис. 19. Альтернативные конфигурации подключения экрана