5.1.4. Паразитные связи и наводки

Элементы, цепи, тракты, соединительные провода и линии связи любых электронных систем и схем постоянно находятся под воздействием собственных (внутренних) и сторонних (внешних) электромагнитных полей различного происхождения, индуцирующих или наводящих в них значительные напряжения. Такое воздействие называют электромагнитным влиянием или просто влиянием на элементы цепи. Коль скоро такое влияние образуется непредусмотренными связями, в подобных случаях говорят о паразитных (вредных) связях и наводках, которые также могут привести к образованию каналов утечки информации.

Основными видами паразитных связей в схемах электронных устройств являются емкостные, индуктивные, электромагнитные, электромеханические связи и связи через источники питания и заземления радиоэлектронных средств.

В интересах предметного изложения материала рассмотрим паразитные связи и наводки на примере широко распространенных усилительных систем различного назначения.

Паразитные емкостные связи

Паразитные емкостные связи обусловлены электрической емкостью между элементами, деталями и проводниками усилителей, несущих потенциал сигнала. Так как сопротивление емкости, создающей паразитную емкостную связь, падает с ростом частоты (Хс = 1/wC), проходящая через него энергия с повышением частоты увеличивается. Поэтому паразитная емкостная связь может привести к самовозбуждению усилителя на частотах, превышающих его высшую рабочую частоту.

Чем больше усиление сигнала между цепями и каскадами, имеющими емкостную связь, тем меньше емкости требуется для его самовозбуждения. При усилении в 105 раз (100 дБ) для самовозбуждения усилителя звуковых частот иногда достаточно емкости между входной и выходной цепями порядка 0,01 пф (рис. 48).

Паразитные индуктивные связи

Паразитные индуктивные связи обусловлены наличием взаимоиндукции между проводниками и деталями усилителей, главным образом, между его трансформаторами. Паразитная индуктивная обратная связь между трансформаторами усилителя - например, между входным и выходным трансформаторами - может вызвать режим самовозбуждения в области рабочих частот и гармониках.

Для усилителей с малым входным напряжением (микрофонные, магнитофонные и др.) очень опасна индуктивная связь входного трансформатора с источниками переменных магнитных полей (трансформаторы питания). При расположении такого источника в нескольких десятках сантиметров от входного трансформатора наводимая на вторичной обмотке трансформатора средних размеров ЭДС наводки может достигать нескольких милливольт, что в сотни раз превосходит допустимое значение. Значительно слабее паразитная индуктивная связь проявляется при торроидальной конструкции входного трансформатора. Паразитная индуктивная связь ослабляется при уменьшении размеров трансформаторов.

Паразитные электромагнитные связи

Паразитные электромагнитные связи приводят к самовозбуждению отдельных каскадов звуковых и широкополосных усилителей на частотах порядка десятков и сотен мегагерц. Эти связи обычно возникали между выводными проводниками усилительных элементов, образующими колебательную систему с распределенными параметрами и резонансной частотой определенного порядка.