- •1. Пути обеспечения эмс в эва и рэа
- •2. Классификация источников помех
- •3. Математическое описание основных видов помех (сигналов)
- •4. Временное и спектральное представление сигналов.
- •5. Типы связей и проникновение помех в рэс.
- •6. Принципы наведения эдс от электромагнитных волн
- •7. Затухание волны. Явления поверхностного эффекта
- •8. Распространение импульсного сигнала в лс. Режим работы линии
- •9. Статическая и динамическая помехоустойчивость имс. Переходные процессы в имс.
- •10. Длинная линия при подключении к имс. Временные диаграммы. Критическая длина линии связи.
- •11. Методы построения временных диаграмм в начале и конце линии с линейной нагрузкой.
- •12. Методы согласования имс с длинной линией связи. Особенности согласования.
- •13. Методы повышения помехоустойчивости в длинных линиях связи.
- •14. Помехи в линиях связи с большой погонной емкостью или индуктивностью.
- •15. Зависимость амплитуды и длительности помехи от длины линии и длительности фронта импульса.
- •16. Принципы возникновения помех в печатных платах.
- •18. Перекрестные помехи в коротких линиях связи.
- •19. Импеданс цепей питания. Топология цепей питания печатных плат. Статистические помехи в цепях питания.
- •20. Импульсные помехи в цепях питания. Развязывающие конденсаторы
- •21. Экранирование. Основные принципы теории экранирования от э/м волны.
- •22. Замкнутые корпуса-экраны. Испол. Материалы. Многосл. Экраны.
- •24. Экранирование проводников от эл. И магнитного полей.
- •25. Экранирование от электростатического и магнитостатического поля.
- •27. Характеристики элементов помехоподавляющего фильтра. Подключение сетевого фильтра.
- •28. Техника заземления. Основные системы заземлений.
- •29. Основные системы соединений заземлений. Защита от статического электричества.
- •30. Испытания помехоустойчивости аппаратуры от пространств. Помех.
- •31. Испытания помехоустойчивости аппаратуры от кондуктивных помех.
- •32. Нормативно-правовая база эмс
28. Техника заземления. Основные системы заземлений.
«Земля» электрической цепи – проводник, который служит точкой отсчёта остальных потенциалов этой цепи. Обычно создаётся несколько заземляющих систем. Их разделяют на 4 основные функциональные группы:
проводящие системы, по отношению к которым производится отсчёт напряжения сигнала и питания, при этом потенциал самой системы принимается равным 0; такую систему называют базовой;
группа соединений, предназначенная для образования путей протекания обратных сигнальных и питающих токов; это возвратная земля;
группа поверхностей и их соединений, служащая для экранирования изделий и их частей; это экранирующая земля;
группа соединений, предназначенная для исключения возможностей поражения обслуживающего персонала электрическим током – это защитное заземление; оно гарантирует сохранение потенциала земли на нетоковедущих проводниках даже в случае соединения потенциала с заземляющей системой
Из-за возможности возникновения помех в аналоговой подсистеме, а она самая чувствительная к помехам, заземление должно осуществляться нетоковедущим проводником, и это требует отдельного заземляющего провода. Земля источника питания представляет собой цепь возврата для распределённой системы, она может быть общей с заземляющей системой сигнала, которая обеспечивает опорную точку для информационных сигналов в системе. Земля сигнала, в свою очередь, подразделяется на цифровую и аналоговую землю, каждая из которых обеспечивает опорную точку для соответствующих типов сигналов. В системах с низким уровнем сигналов выделение аналоговой земли является обязательным для получения удовлетворительной помехоустойчивости. Системы заземления не являются полностью независимыми и имеют в системе общую точку.
29. Основные системы соединений заземлений. Защита от статического электричества.
Система заземления - это электрическая цепь, обладающая свойством сохранять min потенциал, являющийся уровнем отсчета в конкретной аппаратуре. Рационально организованная система заземления в аппаратуре вместе с экранированием и фильтрацией является эффективным средством ослабления помех.
Из-за возможности возникновения помех в аналоговой подсистеме, а она самая чувствительная к помехам, заземление должно осуществляться нетоковедущим проводником, и это требует отдельного заземляющего провода. Земля источника питания представляет собой цепь возврата для распределённой системы, она может быть общей с заземляющей системой сигнала, которая обеспечивает опорную точку для информационных сигналов в системе. Земля сигнала, в свою очередь, подразделяется на цифровую и аналоговую землю, каждая из которых обеспечивает опорную точку для соответствующих типов сигналов. В системах с низким уровнем сигналов выделение аналоговой земли является обязательным для получения удовлетворительной помехоустойчивости. Системы заземления не являются полностью независимыми и имеют в системе общую точку.
Топология функциональной системы земель может представлять собой сплошную поверхность, магистральную, радиальную или смешанную систему соединений.
Сплошная (многоточечная) поверхность обладает относительно низким импедансом и обеспечивает наилучшую эквипотенциальность по сравнению с другими формами.
Радиальная система имеет меньше общих участков для протекания обратных сигнальных и питающих токов по сравнению с магистральной, но менее экономична.
М агистральная система наименее экономична менее пригодна для построения возвратных систем, особенно, если имеются информационные линии связи.
Напряжение в точках A, B и C оказывается не одинаковым, так как всё соединено последовательно:
Таким образом, получается, что чем дальше удалена точка от места заземления, тем выше её потенциал.
Из-за простоты реализации такая система находит широкое применение в аппаратуре, но её не следует применять для цепей с большим разбросом потребляемой мощности, так как мощные узлы создают большие возвратные токи, и они могут влиять на малосигнальные функциональные узлы.
Часто такие системы применяют для заземления цифровой аппаратуры.
Р адиальная система:
В данном случае потенциалы узлов независимы друг от друга:
Такая система заземления достаточно громоздка. Она не может применяться на ВЧ, поскольку индуктивности заземляющих проводников увеличивают импеданс земли, а между проводниками возникает индуктивная и емкостная связь. Для обеспечения малого импеданса таких земель необходимо минимально возможная длина проводников.
Многоточечная система:
П роводник снизу – заземляющая поверхность.
Такую систему заземления можно и следует использовать на ВЧ, подключая функциональные узлы в ближайших точках к опорной земле. Заземляющей поверхность может быть металлическое шасси, слой в многослойной печатной плате, металлизированные поверхности и тому подобное.
Электрическое сопротивление между двумя точками сплошного заземления, выполненного при помощи, например, металлического листа, можно получить из выражения:
– расстояние между точками заземления в направлении распространения токов.
– сопротивление между точками заземления на высокой частоте. Определяется из выражения для любого металла:
Если то выражение упрощается до вида:
Если то:
Импеданс заземления на ВЧ можно снизить, применив гальваническое покрытие с более высокой, чем у основного металла проводимостью, например серебрение медного или латунного шасси.
Другим эффективным способом снижения импеданса является уплотнение компоновки аппаратуры. На частотах до 1 МГц рекомендуется использовать одноточечную систему заземления, а свыше 10 МГц – многоточечную. В интервале между ними можно в зависимости от конкретной компоновки аппаратуры использовать любую из систем.
Схема переноса помехи:
– ЭДС рецептора.
Для такой схемы напряжение помехи можно определить:
К системе заземления предъявляются требования: минимизация общего импеданса земли, которая позволяет исключить образование помех. Превышающих допустимый уровень, отсутствие замкнутых контуров заземления, Которые чувствительны к ЭМП.
В аппаратуре требуется как минимум 3 раздельные цепи заземления:
для сигнальных цепей с низкими уровнями токов и напряжений;
для силовых цепей с высокими уровнями потребляемых напряжений (источник питания, мощные каскады аппаратуры – усилители, схемы управление реле, двигателей)
несущих конструкций, шасси, панелей и так далее.
В зависимости от назначения аппаратуры и условий эксплуатации защитное заземление может выполняться с помощью корпусных цепей, при этом цепи, соединяющие экраны в аппаратуре, могут быть с ними кондуктивно развязаны и электрически соединены в одной точке.
В ряде случае в соответствии с правилами ТБ защитное заземление может отсутствовать.
Пример организации заземления (правильное и неправильное заземление узлов:
C2 – неправильно, так как получается замкнутый контур.