Prezentatsia_2017_magistry1 презентация

Содержание

Введение электромагнитная совместимость технических средств - способность технического средства функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средством ГОСТ 30372-95 ГОСТ Р

Слайд 1Казанский Национальный исследовательский технический университет Кафедра РТС НИИПРЭФЖС
Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств
Курс магистерской программы



Слайд 2Введение
электромагнитная совместимость технических средств - способность технического средства функционировать с заданным

качеством в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средством
ГОСТ 30372-95 ГОСТ Р 50397-92
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОВМЕСТИМОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ
Термины и определения

Слайд 3Введение. Этапы
-Конец ХIX- начало ХХ века. Первые нарушения радиосвязи. Берлинская Конференция

1906
-20 -30 годы ХХ века. Индустриальные помехи
- 40-50 годы Развитие военной радиоэлектроники. Начало формирования Международной правовой базы
- 60 – 70 годы. Первые фатальные проявления нарушений ЭМС. Практическое освоение технологий ЭМС в военной технике.
- 70 –до настоящего времени. Широкое распространение во все сферы

Слайд 4Введение.

Слайд 5Введение

Слайд 6Введение

Слайд 7Введение

Слайд 8Введение

Слайд 9Введение

Слайд 10Введение

Слайд 11Введение
В условиях отсутствия централизованной координации со стороны органов управления образованием

существующие пособия в значительной мере отражают лишь отдельные стороны проблематики ЭМС и личные предпочтения авторов. Большинство из них характеризует хрестоматийная притча о пятерых слепцах, описывающих слона (Рис. 1)

Слайд 12Введение
принцип построения курса - изложение основных принципиальных положений теории и практики

ЭМС без глубокой детализации применительно к той или иной специализации. Базируется на ранее изданных пособиях

1986

2006

2016

Слайд 13Виновник
Жертва
Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС технических средств
Источник помех
Среда распространения


Рецептор помех

Механизм передачи энергии




Слайд 14Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС Понятие радиочастотного ресурса

Слайд 15Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС Понятие радиочастотного ресурса

Слайд 16Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС Понятие радиочастотного ресурса

Слайд 17Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС Понятие радиочастотного ресурса

Слайд 18Понятие радиочастотного ресурса


Слайд 19Понятие радиочастотного ресурса
Любое техническое средство, создающее электромагнитное поле, занимает определенную часть

радиочастотного пространства

Любое техническое средство, создающее электромагнитное поле, тем самым использует радиочастотный ресурс

Радиопередающие устройства принципиально используют радиочастотный ресурс вне своего физического объема

Устройства, не являющиеся радиопередатчиками, принципиально не нуждаются в использовании радиочастотного ресурса своего физического объема, но частично используют его вследствие технического несовершенства

Слайд 20Факторы, влияющие на ЭМС технических средств
Схема воздействия НЭМП на РП.


В процессе

образования участвуют три фактора

Слайд 21Факторы, влияющие на ЭМС технических средств
Нарушения ЭМС могут возникать как побочный

результат выполнения основных функций и (или) вследствие технического несовершенства средств и условий их применения

Слайд 22Факторы, влияющие на ЭМС технических средств Пример
Радиостанция «Прима ДМВ»
Функциональные параметры (фрагмент)

Слайд 23Факторы, влияющие на ЭМС технических средств
Параметры ЭМС (фрагмент)

Слайд 24Факторы, влияющие на ЭМС технических средств
Особенность задач обеспечения ЭМС состоит в

том, что в большинстве случаев параметры ЭМС, определяющие ослабление помех в источнике рецепторе и среде распространения представляют собой величины на несколько порядков меньшие по сравнению с близкими к ним смыслу, функциональными показателями


Радиопередатчик мощностью 10 Вт.
Приемник – с чувствительностью 10 -12 Вт,
Пусть допустимый уровень помехи Ррn доп= 10-11Вт.
Коэффициент связи антенн, 10-3.


Принимаемая помеха 10-10 Вт.

Слайд 25Раздел 1 Факторы, влияющие на ЭМС Понятие радиочастотного ресурса
Рассматривается пространство, координаты

которого - время, частота и географические координаты

Слайд 26Понятие радиочастотного ресурса


Слайд 27Электромагнитные помехи Классификация

Слайд 28Естественные ЭМП вызваны различными электромагнитными процессами в природе.
Естественные ЭМП непосредственно не

связаны с деятельностью человека

Электромагнитные помехи

Слайд 29Электромагнитные помехи
Уровни помех от различных источников естественных помех. На НЧ преобладают

атмосферные помехи.

Слайд 30Электромагнитные помехи Излучения радиопередающих устройств.
Для каждого конкретного вида модуляции существует минимальное значение

ширины полосы частот передаваемого сообщения - Вн. Эта величина называется шириной необходимой полосы частот и определяется как минимальное значение полосы частот, обеспечивающее радиопередачу данного класса сообщений (сигналов) с требуемыми скоростью и качеством. Излучения в пределах необходимой полосы частот называют основными (ОИ), вне необходимой полосы – нежелательными (НИ).

Слайд 31Излучения радиопередающих устройств
Классификация

Слайд 32Излучения радиопередающих устройств Побочные излучения Побочные – неосновные лине, обусловленные любыми нелинейным

эффектами в тракте радиопередающего устройства

Побочные – неосновные излучения, обусловленные любыми нелинейным эффектами в тракте радиопередающего устройства

Классификация побочных излуений

Слайд 33Излучения радиопередающих устройств Характеристики и параметры. Побочные излучения

Уровень ПИ – относительная величина

в дБ НАИБОЛЬШЕЙ из составляющих

Слайд 34Излучения радиопередающих устройств Характеристики и параметры излучения
. Внеполосные излучения – примыкающие к

полосе основного излучения, обусловленные процесса ми модуляции

Слайд 35Индустриальные помехи.
Создаются любыми источниками кроме излучений радиопередатчиков антеннами

Слайд 36Индустриальные помехи. Узкополосные
Создаются различными средствами, генерирующими узкополосные колебания, используемые в пределах

устройств.
Не предназначены для излучения

Генераторы ВЧ и СВЧ технологических установок

Генераторы ВЧ и СВЧ медицинского назначения

Генераторы ВЧ и СВЧ в составе РЭА (генераторы накачки, гетеродины и др.


Слайд 37Индустриальные помехи. Широкополосные
Создаются любыми устройствами с быстропеременными токами
Примеры источников ШП ИРП:
-электродвигатели

коллекторные,
-контактная сеть транспорта;
-газоразрядные источники света;
оборудование электросварки,
-ЛЭП высокого напряжения
и др.

Помеха

Спектр помехи

Слайд 38Индустриальные помехи. Кратковременные
Создаются в устройствах коммутации силовых цепей
Образуются в моменты включения

или выключения нагрузки

Имеют широкий спектр

Слайд 39Индустриальные помехи. Контактные помехи
Возникают при облучении переменных контактов

Слайд 40 Индустриальные помехи. Количественные характеристики
Для количественного описания используется
стандартизированная система

количественных показателей

Слайд 41Индустриальные помехи.
Интегральные имеют смысл спектра мощности
Индивидуальные характеризуют спектр создаваемых устройством

помех

Количественные характеристики различны для описания интегральной обстановки (неопределенная совокупность источников )и свойств индивидуальных источников

Как пример

Слайд 42Нормирование параметров источников НЭМП
Уровни побочных в обязательном порядке нормируются рядом стандартов

и другой НТД.

Слайд 43Нормирование параметров источников НЭМП
Уровни внеполосных излучений в обязательном порядке нормируются рядом

стандартов и другой НТД.

Слайд 44Нормирование параметров источников НЭМП ИРП
Уровни индустриальных помех в обязательном порядке нормируются рядом

стандартов и другой НТД

Как пример

Слайд 45Пути и механизмы распространения НЭМП

Слайд 46Пути и механизмы распространения НЭМП
Для радиотехнических устройств основной механизм – излучение

и прием антеннами

Слайд 47Пути и механизмы распространения НЭМП при ИРП
Распространение индустриальных помех характеризуется ослаблением

значений напряжений и напряженности поля в рецепторе по отношению к источнику

Слайд 48Пути и механизмы распространения НЭМП для радиоустройств Коэффициент связи антенн
В случаях ЭМС

радиоустройств основной механизм – излучение и прием антеннами.
Количественно связь характеризуется коэффициентом связи антенн

Слайд 49Пути и механизмы распространения НЭМП Коэффициент связи антенн
Коэффициент связи антенн зависит от

многих факторов: типа и параметров антенн, их расположения и расстояния между ними

Слайд 50Пути и механизмы распространения НЭМП Коэффициент связи антенн.
Для ближней зоны характерно

значительное отличие коэффициентов связи слабонаправленных антенн в зависимости от их типа. Антенны одинакового типа, например, электрического типа, обладают значительно большими коэффициентами связи по сравнению с разнотипными, например, передающей в виде вибратора.

Слайд 51Коэффициент связи антенн. Ближняя зона
Коэффициенты связи имеют большую величину и

слабо зависят от взаимной ориентации антенн

Для ближней зоны характерно значительное отличие коэффициентов связи слабонаправленных антенн в зависимости от их типа.

Слайд 52Коэффициент связи антенн. Дальняя зона

Слайд 53Коэффициент связи антенн. Дальняя зона
ДН и КУ антенн вне рабочих

полос частот могут сильно отличаться от значений на частоте основного излучения или основного канала приема


Пример – ДН слабонаправленной антенны на частоте основного излучения и частотах гармоник

На основной частоте

На частотах гармоник

Слайд 54Коэффициент связи антенн. Дальняя зона
Пример: изменение условий возбуждения антенны на частотах,

значительно отличающихся от значений в рабочих полосах частот. ДН двухэлементной антенны с шагом λ\4 с последовательным возбуждением

ДН и КУ антенн вне рабочих полос частот могут сильно отличаться от значений на частоте основного излучения или основного канала приема


Слайд 55Коэффициент связи антенн. Дальняя зона
ДН и КУ антенн вне рабочих полос

частот могут сильно отличаться от значений на частоте основного излучения или основного канала приема .
Вне рабочей полосы частот изменение коэффициентов усиления связано также с наличием частотной зависимости их входных импедансов

Слайд 56Коэффициент связи антенн в учетом влияния реальных радиотрасс.
В реальных условиях ,

зависит и от условий распространения радиоволн на конкретной радиотрассе. Существенно влияют:
диапазон частот;
наличие или отсутствие прямой видимости, а также расстояние между антеннами источника и рецептора;
вертикальный профиль подстилающей поверхности;
характер подстилающей поверхности (суша, водная поверхность) и ее параметры (волнение, характер растительного покрова

С точки ЭМС существенны:
рефракция радиоволн наиболее длинноволновой части радиочастотного диапазона;
отражения от ионосферы
аномальное распространения радиоволн вследствие образования приземных волноводов, отражений от элементов рельефа и ,облаков
нарушение условий однолучевого механизма распространения радиоволн
сложный характер влияния крупномасштабных элементов рельефа, проявляющийся не только в эффекте затенения, увеличивающий затухание, но и дифракционных эффектах, снижающих затухание волн в областях тени

Слайд 57Коэффициент связи антенн в учетом влияния реальных радиотрасс.
Эффекты загоризонтного распространения радиоволн.

1 - Рефракция(километровые волны).. 2 - . отражение от ионосферы (декаметровые волны), 3 - отражение от метеорных следов, 4 - дифракция на острых гранях элементов рельефа, 5 - естественные и искусственные приземные волноводы

Влияние вертикального профиля подстилающей поверхности.
1 - область тени, 2 – область тени с меньшим ослаблением 2 вследствие дифракции на вершине с острыми гранями.

Слайд 58Коэффициент связи антенн в учетом влияния реальных радиотрасс.
Представление зависимости затухания

от расстояния

К оценке затухания при распространении радиоволн.

Слайд 59Частотные зависимости коэффициентов передачи фидеров
Их значения могут изменяться в широких пределах

в зависимости от состава элементов фидеров, их конструкции и частоты. С позиций ЭМС практическое значение имеет, главным образом, то, что коэффициенты передачи для некоторых полос частот могут соответствовать малому затуханию НЭМП.


Причинами являются:
наличие частотных зависимостей параметров нерегулярностей в фидерах;
интерференция волн, прошедших участки с нерегулярностями
многомодовый характер распространения радиоволн в фидерах на частотах, значительно превышающих частоты ОН и ОКП.

Слайд 60 Пути распространения ИРП Излучаемые и кондуктивные ИРП
К действию излучаемых ИРП

согласно существующей терминологии принято относить любые случай воздействия ИП на рецепторы, когда отсутствуют непосредственные электрические соединения их цепей следует различать два случая:
- электрические цепи находятся в ближней зоне .
- цепи подвергаются воздействию электромагнитного поля дальней зоны.
 









Характер ЭМП ближней и дальней зоны существенно различен..

Распределение напряженности электрического поля вблизи антенны (вибратор)

Слайд 61Электромагнитное поле элементарных источников в ближней и дальней зоне
Характер ЭМП ближней

и дальней зоны существенно различен..

ДН не зависит от типа источника


Распределение поля зависит от типа источника


Слайд 62 Распределение поля в ближней зоне существенно зависит от типа источника




Электромагнитное поле элементарных источников в ближней и дальней зоне

Слайд 63 Связь проводников цепей источников и рецепторов ИРП.
С принципиальной точки зрения

механизм электродинамической связи полностью не отличается от соответствующего излучению и приема антеннами радиотехнических устройств. Но по эффективности они значительно уступают антеннам радиоустройств:
-физические размеры проводников электрических цепей обычно значительно меньше длины волны. Рассогласованы, но в пределах отдельных узких полос частот возможно эффективное излучение и прием вследствие эффекта сопряженного согласования
- При излучении и приеме широкополосных ИРП спектр и форма «принимаемых сигналов», как правило, значительно отличаются от «передаваемых»
электродинамическая связь источников ИРП и рецепторов, не являющихся радиоприемниками как правило не играет существенной роли при условии расположения их в дальней зоне. Указанная связь существенна когда рецепторами помех являются радиоприемные устройства

Дальняя зона

Слайд 64Связь проводников цепей источников и рецепторов ИРП.
Ближняя зона

Слайд 65Связь проводников цепей источников и рецепторов ИРП. Ближняя зона. Эквивалентные цепи


Электрическая и магнитная связь проводников цепей. а,в – схематическое изображение, в, г – эквивалентные схемы

Слайд 66 Кондуктивная связь проводников цепей источников и рецепторов ИРП  
Механизм передачи электромагнитной энергии

обусловлен распространением направляемых электромагнитных волн в волноведущей структуре, образованной двумя или более проводниками, где могут распространяться направляемые электромагнитные волны Т-типа с критической частотой равной нулю





Структура Т-волн несимметричного(А) и симметричного (Б) видов

Помехи, действующие при наличии проводников любого назначения называют кондуктивным

Слайд 67Кондуктивная связь проводников цепей источников и рецепторов ИРП

Слайд 68Кондуктивная связь проводников цепей источников и рецепторов
Возникновение кондуктивных помех при емкостной

связи

Возникновение кондуктивных помех при гальванической связи (неидеальная изоляция)

Возникновение кондуктивных помех при гальванической связи (« по общей земле»)

Возбуждение Т-волн волн в системе проводников

Слайд 69Кондуктивная связь проводников цепей источников и рецепторов
Токи, протекающие в одной их

цепей, наводят ЭДС в других проводниках, возбуждая в них распространяющуюся Т-волну

Слайд 70 Параметры связи источников и рецепторов ИРП

Связь ИП и РП обусловлена наличием
- электромагнитной связи проводников в ближнем поле (емкостная или индуктивная связь);
- распространения направляемых волн, как правило Т-типа, в различных проводниках, присоединенных к рецептору (кондуктивная связь);
комбинированных механизмов связи, сочетающих наличие излучаемых помех, возбуждение направляемых волн в проводниках соединительных цепей с последующим их распространением как кондуктивных помех.
Связь ИП и РП количественно определяется значениями коэффициентов переноса помех


Слайд 71 Воздействие НЭМП на рецепторы. Варианты воздействия НЭМП

Слайд 72Воздействие НЭМП на рецепторы.
Принято выделять две различающиеся группы рецепторов:
- прием НЭМП

радиоприемниками при условии воздействия на их на антенный вход;
все остальные варианты, включая прием излучаемых помех радиоприемниками при воздействии помимо антенного входа,
Разделение на приведенные группы имеет принципиальный смысл:
Радиоприемные устройства по своему основному назначению должны реализовывать функции приема электромагнитных колебаний
Все остальные виды нежелательных воздействий в той или иной мере связаны с техническими несовершенствами устройств

Слайд 73Воздействие НЭМП на рецепторы. Воздействие НЭМП на радиоприемники
Для описания воздействия помех

через антенный вход пользуются понятием «канал приема»
Основным каналом приема (ОКП) называется полоса частот, находящаяся в полосе пропускания приемника и соответствующая необходимой полосе частот для передаваемого сообщения
Полосы частот, которые соответствуют нежелательному приему, называют неосновными (или нежелательными) каналами приема

Слайд 74 Каналы приема
Существует ряд механизмов, приводящих к возникновению неосновных каналов приема

Слайд 75Каналы приема

Слайд 76Прямое прохождение помех.

Из-за неидеальной частотной избирательности линейных каскадов приемника (преселектора, фильтров

в каскадах УРЧ и, главным образом, каскадов УПЧ) характеристика частотной избирательности приемника всегда отличается от прямоугольной.



Из-за существенного отличия характеристики частотной избирательности от прямоугольной становится возможным прием помех с частотами, примыкающими к основному каналу приема. Указанный механизм приема, обусловлен только недостаточно высокой избирательностью линейных каскадов приемника.

Слайд 77Побочные каналы приема
Побочным каналом приема (ПКП) радиоприемника называется полоса частот, находящаяся

за пределами основного канала приема, в которой сигнал проходит на выход радиоприемника

Слайд 78Внеполосные эффекты. Блокирование и перекрестные искажения
Блокированием называется изменение уровня сигнала или

отношения сигнал-шум на выходе радиоприемника при действии интенсивной радиопомехи, частота которой не совпадает с частотами основного и побочных каналов приема радиоприемника.

Перекрестными искажениями называется изменение структуры спектра сигнала на выходе радиоприемника при одновременном действии сигнала и модулированной радиопомехи,

Явления блокирования и перекрестных искажений имеют общую природу, обусловленную нелинейными свойствами активных элементов


Слайд 79Внеполосные эффекты. Блокирование и перекрестные искажения
Если одновременно действует сигнал и помеха

с амплитудой, превышающей диапазон линейности амплитуда сигнала в присутствии мощной помехи снижается и сигнал оказывается дополнительно промодулированным частотами модуляции помехи

Слайд 80 Интермодуляция в приемнике.



Интермодуляцией называется возникновение помех на выходе приемника при действии

на его входе двух и более радиопомех, частоты которых не совпадают с частотами основного и побочного каналов
В цепях до смесителя интермодуляция возникает при воздействии интенсивных радиопомех, амплитуды которых соответствуют нелинейному участку характеристики активного элемента. В результате образуются колебания биений с частотами вида


Аналогичные явления имеют место в смесителе

Слайд 81Восприимчивость радиоприемников к НЭМП и характеристики частотной избирательности. Прямое прохождение и

ПКП. Односигнальная избирательность

Слайд 82Восприимчивость радиоприемников к НЭМП и характеристики частотной избирательности. Внеполосный прием. Двухсигнальная

избирательность

Слайд 83Восприимчивость радиоприемников к НЭМП
Стандартные параметры:
восприимчивость по блокированию и перекрестным искажениям
восприимчивость

по интермодуляции

Это значения соответствующих характеристик двухсигнальной избирательности при стандартных уровнях сигнала и частотной растройки
Параметры восприимчивости радиоприемников нормируются для ряда классов применения рядом стандартов и другой НТД
Для аппаратуры военного назначения – в обязательном порядке.

Слайд 84 Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками.
- каким образом внешние

по отношению к рецептору электромагнитные процессы могут воздействовать на его электрические цепи;
-к какой реакции приводят и как проявляется воздействие этих электрических колебания в цепях рецептора, проявляющееся как ухудшение качества функционирования.

Вопросы для обсуждения







Слайд 85Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками
В отношении механизма и «проникновения»

внешних помех во внутренние цепи рецептора просматривается полная аналогия с возбуждением индустриальных помех источниками за пределами их внутренних объемов

Излучаемые

Кондуктивные

Слайд 86Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками Характер проявления

Слайд 87Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками Помехи высокой интенсивности
Энергия разрушения элементов

РЭС.


 

Слайд 88Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками Параметры восприимчивости

Слайд 89Воздействие НЭМП на рецепторы, не являющиеся радиоприемниками Нормирование параметров восприимчивости
Параметры восприимчивости

нормируются для ряда классов применения.
Для большинства аппаратуры – в обязательном порядке.
нормируются рядом стандартов и другой НТД

Похожие презентации

Однофазный АД 309
Презентация по литературе на тему: Женские образы в романе М.Ю. Лермонтова Герой нашего времени 724
Африка 301
, 254
Азбука Морзе 495
Моя семья. Екатерина Багринцева 227

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика