- •Раздел 1. Общие вопросы электромагнитной совместимости Основные понятия электромагнитной совместимости (эмс)
- •Экономические аспекты эмс
- •Понятие об электромагнитной обстановке на объектах электроэнергетики
- •Краткая характеристика естественных и искусственных источников помех
- •Противофазные и синфазные сигналы и помехи
- •Прохождение противофазных и синфазных сигналов и помех по двухпроводным системам с учётом влияния земли
- •Земля и масса
- •Описание полезных сигналов и помех во временной и частотной области
- •Логарифмические параметры и характеристики полезных сигналов и помех. Уровень сигналов и помех
- •Стандартные частотные диапазоны.
- •Краткие сведения о квантовых электромагнитных излучениях
- •Раздел II. Характеристики и параметры источников помех
- •Внутренние источники помех
- •Внешние источники помех. Грозовой разряд
- •Разряды статического электричества
- •Классификация источников помех
- •Источники узкополосных помех
- •Источники широкополосных помех
- •Электромагнитный импульс ядерного взрыва
- •Раздел III. Каналы передачи помех. Гальваническая связь.
- •Емкостная связь
- •Индуктивная связь
- •Многопроводные системы с электромагнитными связями.
- •Связь электромагнитным излучением.
- •Раздел IV Пассивные устройства обеспечения электромагнитной совместимости.
- •Частотные фильтры. Классификация фильтров.
- •Краткие сведения об активных фильтрах.
- •Устройства гальванической развязки и подавления синфазных сигналов.
- •Применение волоконно-оптических линий.
- •Дифференциальные усилители.
- •Трансформатор с объемным витком связи.
- •Экранирование. Краткая классификация электромагнитных полей, воздействующих на электронную аппаратуру и персонал.
- •Краткая классификация экранов по виду подавляемых электромагнитных полей.
- •Принцип действия электростатических экранов.
Противофазные и синфазные сигналы и помехи
Пусть имеется двухпроводная система с учётом влияния земли, предназначенная для передачи информации. Фактически такая система состоит из трёх проводников.
Существуют несимметричные и симметричные двухпроводные системы для передачи данных.
В несимметричных систему опорного потенциала связывают с обратным проводником, в симметричных – со средней точкой между прямым и обратным проводниками.
Противофазным напряжением в симметричной или несимметричной системе называется напряжение между прямым и обратным проводниками.
uпф(t) = u(t) = u1(t) – u2(t).
Противофазным током в несимметричной двухпроводной системе называется ток в прямом проводнике.
iпф(t) = i1(t).
Противофазным током в симметричной двухпроводной системе называется среднее значение токов прямого и обратного проводников.
iпф(t) = (i1(t)+i2(t))/2.
Синфазным током в симметричной или несимметричной системе называется ток земли.
iсф(t) = iз(t) = i1(t) – i2(t).
Синфазным напряжением в несимметричной двухпроводной системе называется потенциал обратного провода относительно земли.
uсф(t) = u2(t).
Синфазным напряжением в симметричной двухпроводной системе называется потенциал средней точки между прямым и обратным проводом относительно земли.
uсф(t) = (u1(t)+u2(t))/2.
Для передачи полезного сигнала используется противофазное напряжение или противофазный ток.
Противофазная помеха арифметически складывается с полезным сигналом, поэтому она является аддитивной.
Синфазное напряжение и ток никогда не используются для передачи сигнала. Эти сигналы всегда являются следствием действия синфазной помехи.
Если в системе передачи данных отсутствуют паразитные связи и не нарушена симметрия параметров, то синфазная помеха никак не будет влиять на передачу полезного сигнала. Эта помеха будет влиять только на условия электробезопасности.
Если в системе передачи данных нарушена симметрия параметров и имеются паразитные связи, то синфазная помеха обязательно будет преобразовываться в противофазный сигнал и будет поступать на вход приёмника вместе с полезным сигналом, поэтому в системах передачи данных выполняются мероприятия по борьбе с синфазными помехами.
Прохождение противофазных и синфазных сигналов и помех по двухпроводным системам с учётом влияния земли
Для описания прохождения этих сигналов изобразим схемы замещения симметричной и несимметричной системы.
−ЭДС полезного сигнала в начале линии.
−ЭДС противофазной помехи в начале линии.
−внутреннее сопротивление источника сигнала в начале линии.
−сопротивление заземлителя средней точки в начале линии.
−ЭДС синфазной помехи в начале линии.
l − длина линии или длина одного пролета схемы замещения.
−индуктивность линии на единицу длины.
−комплексное сопротивление приёмника сигнала.
−ЭДС противофазной помехи в конце линии.
−ЭДС синфазной помехи в конце линии.
−сопротивление заземлителя средней точки в конце линии.
−частичная ёмкость связи прямого провода с землей на единицу длины.
−частичная ёмкость связи обратного провода с землей на единицу длины.
−частичная ёмкость связи между проводами на единицу длины.
На данной схеме показана симметричная система сопротивлений и ЭДС в начале и конце линии.
Показана несимметрия емкостных параметров проводников. Эта несимметрия не может быть устранена никакими техническими мерами. Любое нарушение симметрии параметров приводит к появлению противофазного напряжения на входе приемника, при действии любого источника синфазной помехи. Количественно этот эффект может быть выражен следующими показателями:
1. Коэффициент преобразования синфазного сигнала в противофазный. , при остальных источниках равных нулю.
2. Коэффициент синфазно-противофазного затухания.
.
Данная схема не учитывает волновые эффекты при прохождении сигнала вдоль двухпроводной системы и может применяться, если l<λ/4. А более строго эта схема может применяться если l<λ/(π√8).
Для учета волновых эффектов можно применять многопролётную схему замещения.
Несимметричная система