14. Требуемый набор измерительного оборудования для оценки “опасности” пэми

Состав учебно-лабораторного стенда:

1.                  Селективный микровольтметр SMV-8.5 или анализатор спектра PROTEK 3201.

2.                  Антенна

3.                  Широкополосный генератор радиошума RNR-02

4.                  Полосовой генератор радиошума RNR-02.2

То, что следует из ответа на 12 вопрос:

1.                  несколько антенн для разных диапазонов частот - К генератору подключается

2.                  генератор синусоидальных колебаний (или несколько генераторов) - на место проверяемого оборудования устанавливают его

3.                  измерительное оборудование - На расстоянии 1м от места установки генераторов располагается. (Затем измерительное оборудование переносят в место, где может быть установлена аппаратура перехвата)

4.                  также возможно применение направленных антенн и входных СВЧ фильтров

 

15. Физическая основа возникновения наводок в проводных коммуникациях

Электромагнитные наводки появляются вследствие явления электромагнитной индукции: в проводящем контуре, находящемся в электромагнитном поле, возникает ЭДС индукции, если контур разомкнут, или индукционный ток, если контур замкнут.

Источниками электромагнитного поля помехи могут быть радиомодем, радиотелефон, радиоретранслятор… Также может быть и цифровая (дискретная) подсистема системы автоматизации, например, компьютер, реле, тиристоры, мощные выходы дискретных модулей.

Излучаются помехи с помощью случайных проводников, образующих дипольную или рамочную антенну. Дипольная антенна является источником преимущественно электрического поля в её окрестности, рамочная – источником магнитного поля. Наводятся электромагнитные помехи на всех проводящих предметах, которые в рассматриваемом случае играют роль антенн. Мощность наведённой помехи зависит от площади контура, охваченного проводником, или от длины провода. Помеха, наведённая в такой антенне, кондуктивным путём может передаваться в сигнальные цепи или цепи заземления, вызывая поток ошибок в цифровых схемах или погрешность передачи сигнала в аналоговых. Наиболее распространёнными приёмниками электромагнитных помех являются длинные провода: цепи заземления, промышленные сети (полевые шины), кабели, соединяющие датчики и модули аналогового ввода, кабели информационных коммуникаций.

Природа электромагнитной индукции. Закон Фарадея гласит, что какова бы ни была причина изменения магнитного потока Ф, в контуре возникает ЭДС индукции:

 (1)

Рассмотрим плоский проводящий контур в однородном магнитном поле. В этом случае выражение для магнитного потока Ф записывается наиболее просто:

 (2)

Где   - угол между    и нормалью к плоскости контура

Подставив в 2 в 1, получим:

 (3)

Второе и третье слагаемые отличны от 0, если со временем меняется площадь, ограниченная контуром, либо меняется ориентация контура в магнитном поле. И в том и другом случае в магнитном поле происходит перемещение частей контура. На заряды, находящиеся в этих движущихся частях контура, действует сила Лоренца, она то и приводит к перемещению зарядов по контуру, то есть к возникновению индукционного тока. Рассмотренные слагаемые (и причина их появления) соответствует первому способу формирования индукционного тока.

Первое слагаемое в (3) описывает возникновение индукционного тока в неподвижном контуре. В этом случае магнитная сила (сила Лоренца) не может привести в движение заряды, ведь   = 0.

Остается (вслед за Фарадеем) предположить, что индукционный ток обусловлен электрическим полем, возникающим в контуре при изменении магнитного поля. Причем возникновение электрического поля не связано с наличием проводящего контура – контур, благодаря индукционному току, лишь позволяет обнаружить наличие этого электрического поля. Циркуляция электрического поля по контуру, численно равная работе по переносу единичного заряда по этому контуру, и есть ЭДС индукции, то есть:

(4)

Здесь     подчеркивает, что контур и натянутая на него поверхность неподвижны, а изменение потока Ф связано только с явной зависимостью индукции поля от времени.

Уравнение (4), описывающее закон электромагнитной индукции, можно записать несколько иначе, если вспомнить, что  . Действительно, 

,

То есть,

(5)

Последнее уравнение с помощью теоремы Стокса может быть записано в дифференциальной форме:

.

Или,

,

что в силу произвольности поверхности, натянутой на контур, дает

. (6)

Уравнение (6) – закон электромагнитной индукции в дифференциальной форме, выражает локальную связь между электрическим и магнитным полями, а именно, скорость изменения   в данной точке определяет   в этой же точке.

Так как  , то возникающее в контуре электрическое поле не является потенциальным. Его называют вихревым. Значит, электрическое поле бывает двух типов - потенциальным (в электростатике) и вихревым (при наличии меняющегося со временем магнитного поля).

Таким образом, "сторонними" силами, вызывающими ток индукции в контуре, могут являться две разные по своей природе силы:

сила Лоренца -  , работа которой по перемещению единичного заряда по контуру   есть вклад в ЭДС индукции от второго и третьего слагаемого в (3);

сила со стороны вихревого электрического поля, работа которой по перемещению единичного заряда по контуру   есть вклад в ЭДС индукции от первого слагаемого в (3).

Следовательно,

, (7)

Или (для напряженности поля "сторонних" сил)

 (8)