- •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.
Логарифмические параметры и характеристики полезных сигналов и помех. Уровень сигналов и помех
Действующее значение полезного сигнала или помехи можно выразить в логарифмическом масштабе.
Например, для напряжения ,
где UдБ – уровень напряжения в дБ,
U – действующее значение напряжения,
U0 – базовое значение напряжения, относительно которого определяются уровни.
В технике ЭМС базовое значение напряжения принимается равным 1 мкВ.
Для тока ; I0=1 мкА.
Цепные:
ψдБ – магнитное потокосцепление.
; ψ0=1 мкВб,
; q0=1 мкКл.
Полевые сигнальные величины:
; E0=1
Электрическое смещение:
; D0=1
Магнитная индукция:
; B0=1 мкТл
Напряжённость магнитного поля:
; H0=1
Плотность тока:
; δ0=1
Энергетические величины:
Мощность:
; P0=1 пВт
Энергия:
; W0=1 пДж
Полевые энергетические величины:
Вектор Пойнтинга:
; П0=1
Объёмная плотность мощности:
; P0=1
; W0=1
Уровни полезных сигналов и помех могут выражаться не только в дБ, но и в неперах.
- для сигнальных величин, а для энергетических величин:
Амплитудная спектральная характеристика также может быть выражена в логарифмическом масштабе и может быть построена в виде графика; единицы измерения: дБ и Нп.
Стандартные частотные диапазоны.
В логарифмическом масштабе ширина частотных диапазонов может измеряться в декадах и октавах. Весь технически значимый диапазон неквантовых электромагнитных излучений условно разбит на 12 декад, каждая из которых имеет своё стандартное название.
Крайне низкие частоты (КНЧ) – это диапазон 3 – 30 Гц. Им соответствуют декамегаметровые волны (100 – 10)103 км.
Сверхнизкие частоты (СНЧ) 30 – 300 Гц. Им соответствуют мегаметровые волны (10 – 1)103 км.
Инфранизкие частоты (ИНЧ) 0,3 – 3 кГц. Им соответствуют гектокилометровые волны (1000 – 100) км.
Очень низкие частоты (ОНЧ) 3 – 30 кГц. Мириаметровые волны (100 – 10) км.
Низкие частоты (НЧ) 30 – 300 кГц. Километровые волны (10 – 1) км.
Средние частоты (СЧ) 0,3 – 3 МГц. Гектометровые волны (1000 – 100) м.
Высокие частоты (ВЧ) 3 – 30 МГц. Декаметровые волны (100 – 10) м.
Очень высокие частоты (ОВЧ) 30 – 300 МГц. Метровые волны (10 – 1) м.
Ультравысокие частоты (УВЧ) 0,3 – 3 ГГц. Дециметровые волны (1 – 0,1) м.
Сверхвысокие частоты (СВЧ) 3 – 30 ГГц. Сантиметровые волны (10 – 1) см.
Крайне высокие частоты (КВЧ) 30 – 300 ГГц. Миллиметровые волны (микроволны) (10 – 1) мм.
Гипервысокие частоты (ГВЧ) 0,3 – 3 ТГц. Децимиллиметровые волны (1 – 0,1) мм.
Краткие сведения о квантовых электромагнитных излучениях
Классификация этих излучений также производится по частотам.
Инфракрасное излучение 0,75 – 395 ТГц (тепловое излучение). Это излучение генерируется внешними электронными оболочками атомов при переходе электронов с высокого энергетического уровня на низкий. Этот частотный диапазон частично перекрывается с гипервысокими частотами.
Оптическое излучение 395 – 757 ТГц. Является видимым, генерируется внешними электронными оболочками атомов при переходе электронов с более высокого энергетического уровня на более низкий.
Ультрафиолетовое излучение ≈750 – 1,5105 ТГц. Различают мягкое и жёсткое ультрафиолетовое излучение. Генерируется внешними электронными оболочками атомов. Ультрафиолетовое излучение обладает слабыми ионизирующими свойствами, особенно жёсткое ультрафиолетовое излучение.
Рентгеновское излучение 1,5105 – 5107 ТГц. Генерируется внутренними электронными оболочками атомов. Это излучение принципиально отличается от ультрафиолетового тем, что длина волны в вакууме сравнима с межатомным расстоянием в веществе, поэтому такие виды излучения уже не могут фокусироваться веществом, и не наблюдается эффекта преломления, зато наблюдаются эффекты дифракции этих излучений на кристаллической решетке.
Внутренние электронные оболочки атомов обычно возбуждаются при высоковольтных электрических разрядах в разреженных газах. Это приводит к тому, что вакуумные выключатели генерируют рентгеновское излучение при отключении.
Гамма-излучение >5107 ТГц. Энергия кванта излучения настолько большая, что оно уже не может генерироваться электронными оболочками атомов, а генерируется ядрами атомов при переходе нуклонов с высокого энергетического уровня на низкий.
Существуют метастабильные возбуждённые состояния ядер атомов. В связи с этим существует радиоактивность типа «изомерный переход».
Гамма-излучение может также генерироваться при захвате электрона ядром. Гамма-излучение может также генерироваться в результате аннигиляции.
В настоящее время существуют генераторы когерентных квантовых излучений. Их называют лазерами. Такие источники существуют для инфракрасного, оптического и ультрафиолетового излучений.
Для рентгеновского излучения существует 2 типа генераторов когерентных излучений:
Квантовый тип с ядерной накачкой.
Неквантовые генераторы рентгеновских излучений.
Электроны разгоняются до высоких скоростей и направляются в специальный магнитный канал, чтобы заставить их двигаться по криволинейной траектории, частота колебаний электронов соответствует рентгеновскому диапазону. Такие устройства называются ондуляторами.
В настоящее время не получены генераторы когерентных гамма-излучений.