63. Поясните смысл терминов «микросекундные» и «наносекундные» помехи. В чем заключаются опасности их воздействия?

Наносекундные помехи, вызванные срабатыванием механических контактов выключателей и реле. Этот тип помех является причиной большинства сбоев. При всем своем разнообразии, наносекундные помехи обладают некоторыми общими свойствами:

• Одиночная НП - это почти дельта-функция, у нее черезвычайно широкий спектр, до гигагерц

• НП имеет ничтожную энергию, в отличие от МП она как правило не "выжигает" радиоэлектронные устройства, а вызывает обратимый сбой

• Сбоить могут только устройства, обладающие памятью, такие как микропроцессоры, счетчики, и пр. Для чисто комбинационных цифровых схем понятие "сбой" теряет смысл, т.к. они автоматически возвращаются в нужное состояние по окончании НП. Заметим, что аналоговые схемы тоже могут обладать "памятью" в виде емкостей или индуктивностей.

Чтобы лучше представить себе этот тип помех, полезно обратиться к стандарту МЭК 61000-4-4 (ГОСТ Р 51317.4.4-99).  В нем сказано, что EFT помехи должны имитироваться пачками треугольных импульсов.  Длительность переднего фронта у каждого импульса 5 нс, длительность импульса 50 нс на уровне 50%. Внутреннее сопротивление генератора импульсов 50 Ом, генератор должен быть заземлен.

Амплитуда НП-импульсов зависит от того, к какому классу по помехоустойчивости должно относиться испытуемое устройство, а также от того, куда подаются импульсы при испытании, см. табл 1. Возможны испытания и более жесткие, чем указанные в таблице, если это требуется по условиям эксплуатации прибора. Однако в подавляющем большинстве случаев перечисленных в таблице степеней жесткости достаточно. Самые легкие испытания применяются к бытовой технике, самые жесткие - к промышленным и бортовым устройствам.

Таблица 1. Амплитуды НП импульсов

Степень жесткости испытаний	Электропитание, заземление		Сигналы ввода / вывода
	Амплитуда импульсов, кВ	Частота повторения, кГц	Амплитуда импульсов, кВ	Частота повторения, кГц
1	0.5	5	0.25	5
2	1	5	0.5	5
3	2	5	1	5
4	4	2.5	2	5

В линии питания и заземления тестовые НП импульсы инжектируются непосредственно, без развязки. С учетом достаточно низкого сопротивления генератора сигналов, величины импульсных токов, протекающих в цепях земли, могут достигать огромных величин. Импульсные токи НП, протекающие по земляным цепям устройства, создают заметные падения напряжений между различными земляными точками, это может вызвать сбой.

В сигнальные цепи тестовые НП импульсы инжектируются через "емкостные клещи", куда по очереди закладываются все провода, приходящие к устройству. Емкость связи невелика, единицы пикофарад, но для НП импульсов даже сравнительно малые емкости не являются серьезным препятствием, настолько широк их спектр. НП, приходящая в устройство с сигнальных цепей, рано или поздно или поздно попадает на землю устройства и далее проходит теми же путями, как и НП, инжектированная в цепь заземления. Поскольку, согласно стандарту, амплитуда сигнальной НП вдвое меньше чем земляной, попавшая на землю сигнальная НП в дальнейшем уже не может вызвать эффекта худшего, чем земляная НП. Однако до того как сигнальная НП попадет на землю, она может вызвать сбой непосредственно в цепях,  связанных с данным сигналом.

Микросекундные помехи возникают при коммутации первичного оборудования (силовых выключателей). Коммутационные переходные процессы могут быть разделены на группы, связанные с:

а) переключениями в мощных системах электроснабжения, например, коммутацией конденсаторных батарей;

б) переключениями в системах электроснабжения малой мощности в непосредственной близости от ТС или с изменениями нагрузки в электрических распределительных системах;

в) резонансными колебаниями напряжения в электрических сетях, обусловленными работой таких переключающих приборов, как тиристоры;

г) повреждениями в системах, такими как короткие замыкания на землю и дуговые разряды в электрических установках.

3.2 Молниевые разряды Процессы образования МИП при молниевых разрядах в основном сводятся к следующему:

а) при непосредственном ударе молнии в наружную (вне здания) цепь напряжение МИП образуется вследствие протекания большого тока разряда по наружной цепи и цепи заземления;

б) при косвенном ударе молнии (внутри облака, между облаками или в находящиеся вблизи объекты) образующиеся электромагнитные поля индуцируют напряжения или токи в проводниках наружных и (или) внутренних цепей;

в) при ударе молнии в грунт разрядный ток, протекая по земле, может создать разность потенциалов в системе заземления ТС. Быстрые изменения напряжения или тока при срабатывании защитных устройств могут также приводить к образованию МИП во внутренних цепях.

3.3 Имитация переходных процессов

а) характеристики испытательного генератора (ИГ) МИП установлены таким образом, что ИГ МИП с максимальным подобием имитирует указанные выше явления;

б) если источник помех и ИТС находятся в одной цепи, например, в цепи электропитания (непосредственная связь), ИГ МИП имитирует источник с низким внутренним сопротивлением, подключенный к ИТС;

в) если источник помех не находится в цепи, подключенной к ИТС (косвенная связь), ИГ МИП может имитировать источник с высоким внутренним сопротивлением.