Название: Конструирование РЭС (Н.С. Шляпников)

Жанр: Радиотехнический

Просмотров: 1704


7.1. расчеты по обеспечению электромагнитной совместимости в конструкциях рэс

Электромагнитная совместимость (ЭМС) радиоэлектронного средства — это его способность функционировать совместно с другими техническими средствами в условиях возможного  влияния  непреднамеренных  помех,  не  создавая  при  этом  недопустимых помех другим средствам. Помехи по месту возникновения разделяются на внешние (параметры электромагнитной обстановки должны оговариваться в техническом задании) и  внутренние,  возникающие  из-за  электромагнитного  взаимодействия  электрических цепей внутри устройства (перекрестные помехи, помехи по цепям питания).

Схемотехнические меры по обеспечению ЭМС (применение схем, малочувствительных к   отдельным   видам   помех,     например, дифференциальных усилителей; применение различного рода фильтров и т.п.) в данном пособии не рассматриваются.

К конструктивным мерам обеспечения ЭМС относятся экранирование и разработка рационального электрического монтажа.

Экранирование является средством ослабления электромагнитного поля в пределах ограниченного  пространства  с  помощью  конструктивного  элемента  (экрана), выполненного из проводящего и (или) обладающего высокой магнитной проницаемостью материала, чаще всего металла. Экраны выполняются в виде замкнутого кожуха прямоугольной, цилиндрической или сферической формы (электромагнитные, магнитостатические и некоторые электростатические экраны), либо в виде металлической пластины, размещаемой между источником и приемником помехи (электростатические

экраны). Если известны напряженности магнитного Н ^ и электрического £„

 

полей, помехи и допустимые напряженности Нd и Еd (по условиям

работоспособности узла), то требуемая эффективность экранирования определяется выражением

Последовательность расчетов при анализе ЭМС в курсовом и дипломном проекте:

1) обосновать применение экранирования, сопоставить уровень помех, заданных в ТЗ

или  создаваемых элементами         конструкции блока (трансформаторами, дросселями,

сигнальными  цепями),  с  допустимым  из  условий  работоспособности  блока  уровнем помех. Рассчитать требуемую эффективность экранирования по формуле (7.1);

2)   определить  характер  помехи  (электрическая,  магнитная,  электромагнитная)  и выбрать соответствующий тип экрана. Если расстояние до    источника помехи превышает

1=>Л/2П , где Л — длина волны помехи, применяют электромагнитные экраны замкнутой

формы. В  качестве материала экрана используют  металлы с  высокой проводимостью

(латунь,  медь,  алюминий).  Использование  для  электромагнитных  экранов  магнитных

материалов обычно не целесообразно, так как снижение эффективности экранирования из-за  меньшей  их  проводимости  не  компенсируется  ростом  эффективности  за  счет

увеличения магнитной проницаемости. Требуемая эффективность экрана достигается выбором достаточной толщины стенок экрана в соответствии с формулой (7.2). Для экранирования магнитного поля    при 1<Л/2П, т. е. на низких частотах (поля рассеяния сетевых  трансформаторов, дросселей, сильноточных цепей), необходим экран из материала с высокой магнитной проницаемостью — железа, пермаллоя, ферритов и т.п. Требуемая эффективность экрана обеспечивается достаточной толщиной стенок экрана. Экранирование электрического поля в ближней зоне (например, внутри высокочастотного модуля) выполняется металлическими экранами незамкнутой (пластина, помещенная между источником и приемником помехи) или замкнутой (кожух) формы. Эффективность экрана зависит от размеров, толщины и проводимости материала экрана;

3)         проверить      эффективность           выбранной     конструкции. Если    необходимо,

скорректировать конструкцию экрана (выбрать другой материал, размеры, толщину);

4) для анализа перекрестных помех в линиях связи и цепях питания микросхем выявить участки электрического монтажа на плате, в МСБ, где возникающие помехи и искажения

сигналов  могут повлиять  на работоспособность узла (например, близко расположенные сигнальные проводники и т. д.);

5) рассчитать паразитные параметры линий связи и цепей питания, сравнить их с рассчитанными допустимыми значениями. В случае несоответствия, скорректировать конструкцию монтажных соединений (увеличить ширину проводников для уменьшения

сопротивления и индуктивности, увеличить зазоры и уменьшить длину рядом расположенных участков для снижения взаимных емкости и индуктивности, установить •

навесные шины питания и т.д.).