ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

М.А. Ромащенко

ОСНОВЫ ВНУТРИАППАРАТУРНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2015

УДК 621.396.6.001.66:621.391.827

Ромащенко М.А. Основы внутриаппаратурной электромагнитной совместимости: учеб. пособие [Электронный ресурс]. – электрон. текстовые и граф. данные (8,42 Мб) / М. А. Ромащенко. – Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2015. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM): цв. – Систем. требования: ПК 500 МГц и выше; 256 Мб ОЗУ; Windows XP; SVGA с разрешением 1024х768; Adobe Acrobat; CD-ROM;

мышь. – Загл. с экрана.

В учебном пособии представлены базовые понятия и общие представления о внутриаппаратурной электромагнитной совместимости, рассмотрены причины возникновения проблемы, тенденции развития и основные пути ее решения. Даны общие сведения о видах паразитных связей возникающих в электронной аппаратуре, рассмотрены вопросы возникновения непреднамеренного электромагнитного излучения. Приведены основы теории экранирования и подходы к практическому электромагнитному экранированию. Особое внимание в пособии уделяется практическим способам решения наиболее характерных прикладных задач возникающих при обеспечении электромагнитной совместимости в реальных конструкциях электронных средств и приборов.

Учебное пособие предназначено для бакалавров обучающихся по направлениям подготовки «Конструирование и технология электронных средств» и «Приборостроение» очной и заочной форм обучения. Может быть использовано студентами при выполнении лабораторных, практических и контрольных работ по дисциплинам «Электромагнитные процессы в электронных средствах», «Электромагнитная совместимость приборов», «Основы конструирования электронных средств», «Основы проектирования приборов и систем», а также при подготовке разделов квалификационных работ и магистерских диссертаций.

Табл. 1. Ил. 92. Библиогр.: 17 назв.

Рецензенты: кафедра основ радиотехники и электроники Воронежского института ФСИН России (нач. кафедры канд. техн. наук, доц. Р.Н. Андреев); д-р техн. наук, проф. А.В. Строгонов

©Ромащенко М.А., 2015

©Оформление. ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2015

Список сокращений

ВЧ – высокие частоты ДПП – двухсторонняя печатная плата

ИИП – импульсный источник питания ИМС – интегральная микросхема МПП – многослойная печатная плата НЧ – низкие частоты ОПП – односторонняя печатная плата ПП – печатная плата ПУ – помехоустойчивость ПЭ – помехоэмиссия

РЭС – радиоэлектронное средство ЭМИ – электромагнитное излучение ЭМО – электромагнитная обстановка ЭМП – электромагнитные помехи ЭМС – электромагнитная совместимость ЭМУ – электромагнитная устойчивость ЭМЭ – электромагнитный экран ЭС – электронное средство ЭСР – электростатический разряд

ESL – эквивалентная последовательная индуктивность

3

Введение

Согласно нормативным документам электромагнитная совместимость (ЭМС) определяется как способность технических средств функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке (ЭМО) и не создавать недопустимых электромагнитных помех (ЭМП) другим техническим средствам [1]. При этом под техническим средством данный ГОСТ подразумевает любое электротехническое, электронное и радиоэлектронное изделие, а также любое изделие, содержащее электрические и/или электронные составные части. Таким образом, радиоэлектронные средства (РЭС) являются одним из видов технических средств и должны разрабатываться с учетом соответствующих требований. Этот же ГОСТ дает определение помехоустойчивости (ПУ) технического средства как его способность сохранять заданное качество функционирования при воздействии на него внешних помех с регламентируемыми значениями параметров.

Так почему же в последнее время обеспечения ЭМС все чаще упоминается в научной и технической литературе, производители электроники все чаще говорят об ЭМС как о неотъемлемой части разработки изделий, постоянно развиваются и ужесточаются нормативные документы в части обеспечения ЭМС, проводится большое число мастер-классов, семинаров и курсов повышения квалификации посвященных этому вопросу? Ответ на этот вопрос дадут несколько задокументированных несчастных случаев, которые так или иначе связаны с проблемами обеспечения ЭМС.

В1996 году самолет Boeing 747, выполняющий международный пассажирский рейс TWA800 между Нью-Йорком и Парижем, взорвался через 12 минут после взлёта. Все 230 человек, находившихся на борту, погибли [2]. После длительного расследования включающего поиски и реконструкцию основных частей самолета было установлено, что наиболее вероятной причиной взрыва является искра в топливном баке, воспламенившая воздушнотопливную смесь. Эта искра была прямым следствием большого скачка напряжения из-за переходных процессов во внешних цепях или электростатического разряда.

В2007 году, в ходе исследований проведенных учеными Амстердамского университета, было задокументировало около 50-ти случаев электромагнитных влияния сотовых телефонов на медицинское оборудование работающее в больницах, из которых 75% были оценены как значительные или опасные [3]. Данные, опубликованные в 2008 году наглядно показали, что электромагнитные помехи от RFID-устройств также могут быть потенциальными причинами сбоев в работе медицинского оборудования [4].

Отмечен случай самопроизвольного срабатывания управляющей

4

автоматики на ядерной электростанции Nine Mile Point в США из-за электромагнитных помех вызванными служебными радиостанциями обслуживающего персонала. Несмотря на огромные усилия прилагаемые для обеспечения безопасности при проектировании и создании атомных электростанций, достаточно слабое излучение от обычной носимой радиостанций привело к серьезному сбою в работе.

К сожалению это далеко не все произошедшие случаи. Проблемы, связанные с обеспечением ЭМС, являются причиной многих несчастных случаев и миллиардных убытков каждый год. Из-за массового распространения в последнее десятилетие микропроцессорных устройств, высокочастотных схем и маломощных передатчиков широко применяемых в бытовой технике, автомобильной промышленности выполнение требований ЭМС становиться все более сложным, а число аспектов принимаемых во внимание, стремительно увеличивается. Так в [5] приведены факты когда вблизи определенных мест, где располагались мощные источники радиоизлучения, автомобильная электроника давала сбои вплоть до полной неработоспособности. Упоминаются случаи Комичным, но очень показательным можно считать пример с игрушечной уткой, квакающей при нажатии на кнопку. Оказавшись поблизости от работающей микроволновой печи утка начинала произвольно крякать, вследствие воздействия на нее электромагнитных помех.

5

1. Общие сведения о вопросах решаемых в рамках задач обеспечения требований ЭМС

1.1. Составляющие проблемы обеспечения ЭМС

Разработка новой компонентной базы и физических принципов ее работы, появление новых материалов и технологий производства, широкое распространение ЭВМ и специализированных САПР, активное внедрение новых подходов и методов проектирования - все это, с одной стороны, позволяет разработчику существенно повысить эффективность своей работы и получить принципиально новый функциональный уровень разработок, но с другой стороны предъявляет повышенные требования к квалификации и применяемым техническим решениями. В части вопросов обеспечения требований ЭМС и ПУ данная проблема стоит особенно остро, учитывая их прямую зависимость от быстродействия и сложности разрабатываемых электронных средств (ЭС), увеличения плотности компоновки и степени интеграции ИМС, применения «систем в корпусе» и «систем на кристалле».

Традиционно принято выделять следующие уровни ЭМС: межсистемный, внутрисистемный и внутриаппаратурный [6]. Однако стремительное развитие микро- и наноэлектроники, повышение степени интеграции компонентной базы, разработки новых идеологий проектирования «система на кристалле», «система в корпусе», увеличение плотности упаковки ЭС привело к выделению еще одного иерархического уровня – внутрикомпонентного (рис. 1.1).

Межсистемный

Внутрисистемный

Внутриаппаратурный

Внутрикомпонентный

Рис. 1.1. Иерархические уровни задачи обеспечения ЭМС

Данный иерархический уровень имеет характерные особенности в соотношении длительности фронтов сигналов к геометрическим размерам конструкции, а также в части применяемых технических решений, и потому

6

требует применение соответствующих подходов, методов и способов. В [7] предлагается следующее определение для внутрикомпонентного уровня обеспечения ЭМС – область задач направленных на обеспечение требований ЭМС и ПУ внутри сложной компонентной базы (СБИС, БИС, МЭМС, микросборки) и минимизации их электромагнитной связи с окружающим пространством.

И если по первым двум уровням имеется достаточно большое количество научных и прикладных работ, позволяющих эффективно решать возникающие задачи, то обеспечение внутриаппаратурной ЭМС и ПУ эта та область деятельности, которой до настоящего времени практически не уделялось внимания. Как следствие, в сложившихся производственных процессах вопросам обеспечения требований ЭМС и ПУ при разработке ЭС отводилась второстепенная роль. Отчасти это обусловливалось сложностью математического аппарата, описывающего электромагнитные процессы в многоуровневой иерархической структуре, а отчасти – трудно формализуемыми задачами и способами их решения. Кроме того, перед разработчиками на первый план выходили другие, более острые вопросы – обеспечение механической стойкости и нормальных тепловых режимов, защита от внешних дестабилизирующих факторов, увеличение надежности и т.п. Однако в настоящий момент достигнута та черта, когда дальнейшее повышение эффективности разработки РЭС возможно только с учетом принятия во внимание требований ЭМС и ПУ и решением задач по их обеспечению.

Данная тенденция приводит к расширению круга профессиональных задач разработчика на всех этапах жизненного цикла изделия. Однако до сих пор нет четких и хорошо формализованных методов сквозного решения подобных задач, учитывающих многокритериальный и многопараметрический характер возникающей проблемы. В то же время существующая практика решения задач ЭМС на основе интуиции, субъективной оценки и имеющегося опыта разработчика не может удовлетворять высоким требованиям к скорости, прогнозируемости и эффективности разработки ЭС. Ситуация усугубляется недостаточно ясным распределением сфер деятельности специалистов, участвующих на схемотехническом, топологическом и конструкторскотехнологическом этапах разработки изделия.

На рис. 1.2 представлены три характерные составляющие, порождающие проблему ЭМС. Это источник электромагнитной энергии, приемник (или рецептор) который не может работать надлежащим образом в результате воздействия электромагнитной энергии, и путь между ними по которому происходят паразитные наводки. Каждый из этих трех характерных элементов присутствует всегда, хотя в некоторых ситуациях распознать их бывает не просто. В основном обеспечение требований ЭМС достигается путем

7

определения как минимум двух таких элементов и последующем устранении или ослаблении влияния одного из них.

Рис. 1.2. Три характерные составляющие проблемы ЭМС

Поясним это на конкретном примере с атомной станцией, приведенном во введении. В данном случае рецептор был легко определен – сбой произошел в системе управления задвижкой турбины. Источник и связывающий путь изначально были неизвестны, однако в процессе расследования было установлено, что это носимые радиостанции используемые обслуживающим персоналом. И хотя непосредственный путь воздействия не был известен, проблема была решена устранением источника (т.е. запретом использования маломощных радиопередатчиков на определенных участках). Более тщательным и возможно более безопасным подходом было бы определение путей воздействия и принятия мер по их устранению. Например, можно предположить, что электромагнитным излучением (ЭМИ) от носимых радиостанций были наведены токи в кабеле, который подключался к печатной плате (ПП) содержащей схему управления задвижкой турбины. Если предположить, что наведенные токи неблагоприятно сказываются на работе этой схемы, то возможно определить и путь паразитных наводок. Экранирование, установка фильтров, прокладка кабеля в другом месте или применение иной схемы управления – вот некоторые из возможных способов ослабления паразитной связи.

В качестве потенциальных источников в проблеме обеспечения ЭМС можно рассматривать: радиопередатчики, линии электропередач, ВЧ и высокоскоростные цифровые устройства, атмосферные молнии, диммеры электроламп, электрические моторы, сварочные аппараты, солнечные вспышки и все остальное, что так или иначе использует или вырабатывает

8

электромагнитную энергию.

В качестве потенциальных приемников (рецепторов) в проблеме обеспечения ЭМС можно рассматривать: радиоприемники, чувствительные электронные приборы, медицинское оборудование, человека и все остальное, что так или иначе использует или может обнаруживать электромагнитную энергию.

Механизмы паразитных наводок электромагнитной энергии от источника

крецептору можно разделить на четыре основные группы:

-связь через общее сопротивление или кондуктивная связь (электрический ток);

-индуктивная связь (магнитное поле);

-емкостная связь (электрическое поле);

-связь через излучение (электромагнитное поле).

На практике паразитные воздействия часто являются сложной комбинацией этих механизмов, что обуславливает сложность их определения даже когда источник и рецептор известны. Наводки могут осуществляться по нескольким путям и в таких случаях меры принятые для ослабления одного из них могут увеличить влияние другого.

1.2. Краткий экскурс в историю ЭМС

История проблемы обеспечения ЭМС начинается в тоже время, когда человечество научилось использовать радиоволны для передачи информации. Так в 1895 году русским ученым Поповым А.С. были успешно проведены первые эксперименты по беспроводной связи. Однако в дальнейшем, при попытке одновременной работы двух близкорасположенных радиостанции возникали сильные перекрестные помехи. Причина заключалась в том, что в первых передатчиках рабочая частота и полоса пропускания в основном определялись размером, формой и конструкцией передающей антенны. Приемная антенна в свою очередь «настраивалась» на соответствующую рабочую частоту, но контролировать полосу пропускания было сложно. Таким образом, при одновременной работе двух передатчиков, если они находились на небольшом удалении, приемник детектировал оба поля и принимаемые сигналы становились неразборчивыми. Очевидно, что с широким распространением радиопередающей аппаратуры данная проблема радиочастотных помех становилась все более актуальной и требовала решения.

Так в 1904 в США было подписано правительственное распоряжение, уполномочивающее Министерство торговли навести порядок в работе частных радиостанции, правительственной связи и радиосвязи военно-морского флота.

9

С целью уменьшения влияния радиочастотных помех, различным типам радиопередатчиков были выделены разные частотные диапазоны для работы в которых отводилось определенное время.

В 1906 для уменьшения ширины полосы частот беспроводных передатчиков и приемников начали активно использоваться различные искрогасящие цепи и резонансные схемы. Однако по-настоящему сделать узкую полосу частот передатчика и приемника позволило изобретение в 1912 году генератора на электронной лампе и в 1918 году супергетеродинного приемника. Эти разработки также сделали возможным передачу относительно чистой речи, что проложило путь для коммерческого радиовещания.

Период с 1925 по 1950 известен как «золотые года» радиовещания. В этот период популярность радио стремительно набирает обороты. Количество радиостанция быстро увеличивается, что приводит к проблеме обеспечения ЭМС. Радиочастотные помехи становятся обычной проблемой вследствие слабых законодательных норм в области передачи полезного сигнала и непреднамеренных помех от коммерческого радиовещания, а также широкого доступа населения к радиооборудованию. Для решения данной проблемы в различных странах начинают формироваться различные комиссии, комитеты и другие органы, основная задача которых была обеспечить государственное регулирование в области радиовещания.

Однако по мере увеличения количества радиоприемников, имеющихся у населения, возникали новые разнообразные проблемы в области ЭМС. Так источники непреднамеренного ЭМИ такие как гроза, бензиновый двигатель и различные электрические приборы часто создавали большие уровни помех по сравнению с полезным сигналом радиопередатчика.

С увеличением сложности аппаратуры возрастало влияние и внутриаппаратурных помех. Так супергетеродинные приемники содержали собственные локальные генераторы, которые должны были быть изолированными от остальных частей радиоприемника. Радио и фонографы объединялись в единую систему бытовой техники. Уменьшение и удешевление радиоприемников позволяло устанавливать их на подвижные объекты. Разработчики и производители подобных систем считали необходимым совершенствовать методы заземления, экранирования и фильтрации для обеспечения своей продукции новыми функциональными качествами.

Во время Великой Отечественной Войны было разработано много новых типов радиопередатчиков и радиоприемников. Радиосигналы использовались не только для передачи сообщений, но и для обнаружения кораблей и самолетов, а также подавления радиосетей противника. Из-за острой нехватки подобной аппаратуры она часто разрабатывалась и монтировалась в спешке, что также приводило к обострению проблемы обеспечения ЭМС. Именно в этот

10

период начинается активная работа в области проблем радиопомех вообще и методов заземления, экранирования и фильтрации в частности. ЭМС становиться инженерной специализацией в некотором смысле схлжая с проектированием антенн или теорией связи.

В 1954 году в США была проведена первая конференция Фонда исследователей защиты от радиопомех. Эта ежегодная конференция спонсировалась правительством и предпринимателями. Три года спустя была учреждена Профессиональная группа в области радиочастотных помех, как объединение нескольких профессиональных групп Института радиоинженеров. Сегодня эта группа известна как Общество электромагнитной совместимости Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE).

На протяжении 1960-х годов электронные устройства и системы все больше и больше становились важной частью общества, а также ключевой отраслью обороноспособности страны. К примеру, типовой авианосец имеет в своем составе 35 радиопередатчиков, 56 радиоприемников, 5 радаров, 7 радионавигационных систем и свыше 100 антенн. Задокументированы случаи, когда во время локальных военных конфликтов, военные были вынуждены отключать часть критических систем для обеспечения возможности работы остальным системам. Такие аварийные ситуации сфокусировали еще большее внимание на задачах обеспечения ЭМС. Также очень серьезное беспокойство вызывало потенциальная уязвимость различных электронно-вычислительных машин, спутников, телефонов, радио и телевизионных приемников перед электромагнитными явлениями.

1970-ые года ознаменовываются разработкой микропроцессора и стремительным распространением небольших, дешевых и экономичных полупроводниковых устройств. Схемы на основе этих устройств оказались намного более чувствительными к слабым электромагнитным полям, в отличие от предыдущих решений на основе вакуумных ламп. В результате значительно обостряются существующие проблемные аспекты обеспечения ЭМС, а также появляется большое число новых. В дополнение к традиционным требованиям обеспечения устойчивости к радиоизлучению передатчиков и непреднамеренных радиопомех, возникают три дополнительные задачи. Одна из самых значимых среди них это электростатический разряд (ЭСР), возникающий при сближении двух объектов со значительной разностью потенциалов. Типичное проявление ЭСР это «щелчок», который происходит в момент прикосновения к дверной ручки после прохода по ковру. Большинство разрядов слишком слабые, чтобы ощутить их, однако этого вполне достаточно для повреждения полупроводниковых приборов.

Другим важным аспектом обеспечения электромагнитной устойчивости является электромагнитный импульс. Причиной его появления может быть,

11

например, высотный ядерный взрыв, создающий чрезвычайно интенсивные плотности электромагнитной энергии над очень большой площадью. Подобный импульс легко уничтожает или выводит из строя важные электронные системы. Для решения этой проблемы были направлены значительные усилия, связанные с разработкой методов экранирования и защиты от перенапряжений, что позволило защищать критические системы в достаточно сложной ЭМО.

Возникновения третьего аспекта также являлось прямым следствием активного применения полупроводниковых приборов и заключалось в необходимости обеспечения устойчивости к переходным процессам и помехам в линиях электропитания. Схемы на основе электронных ламп требовали больших и качественных источников питания, которые эффективно изолировали электронику от помех в линиях электропитания. Высокоскоростные, маломощные полупроводниковые устройства наоборот были очень чувствительны к подобным переходным процессам, а их скромная потребляемая мощность часто приводила к использованию для их питания дешевых и простых источников питания, которые не обеспечивали необходимой развязки от линий электропитания. Кроме того, низкая стоимость подобных устройств подразумевала, что большинство из них будут использоваться в бытовых условиях, где электроснабжение нестабильно и содержит массу различных «шумов».

Другим изменением, произошедшим в 60-х и 70-х годах, стало постепенная замена термина радиочастотные помехи на более общее – электромагнитные помехи (ЭМП), которые часто разделяют на излучаемые и кондуктивные, в зависимости от пути воздействия.

В 1980-х годах произошло два события, оказавших значительное влияние на деятельность в области ЭМС:

-появление и широкое распространение недорогих персональных компьютеров и рабочих станций;

-пересмотр нормативной базы в области ЭМС и ее дополнение требованиями к электронно-вычислительным устройствам.

Массовое распространение подобной вычислительной техники привело к следующим результатам. Во-первых, в представлении теории обеспечения ЭМС такие устройства являлись, с одной стороны мощными источниками помех, а с другой достаточно чувствительными приемниками наводок. Вовторых, доступность недорогих, относительно высокоскоростных вычислительных средств, стимулировало развитие разнообразных методов численного анализа, что позволяло инженерам рассматривать и решать задачи обеспечения ЭМС на новом уровне. В связи с этим были приняты стандарты, которые требовали от всех электронных устройств работающих на частотах свыше 9 кГц и основанные на «цифровых технологиях» выполнять строгие

12

ограничения как по излучению электромагнитной эмиссии, так и по кондуктивными помехам.

В 1990-х года Европейский Союз вводит нормативные документы в области ЭМС, которые ограничивают непреднамеренное излучение от приборов, медицинского оборудования и самых разнообразных электронных устройств. Кроме того, устанавливаются требования по электромагнитной устойчивости и утверждаются процедуры для тестирования на восприимчивость электронных систем к излучаемым электромагнитным полям, кондуктивным помехам, шумам в сигнальных линиях и ЭСР.

Влияние этих нормативных документов было ошеломляющим, поскольку первое время инженеры, менеджеры и руководители корпораций были в панике из-за новых требований по обеспечению ЭМС. В один момент рынок компьютеров был парализован, а многие передовые проекты были заморожены из-за неспособности уложиться в требования нормативных документов в части ЭМП. Компании в спешном порядке формировали подразделения специализирующиеся в области ЭМС и набирали ЭМС-инженеров. Для обеспечения компьютерных компаний экранирующими материалами, ферритами и фильтрами возникла целая отрасль. По всему миру начали появляться курсы повышения квалификации, специализированные тестовые лаборатории и журналы, специализирующиеся на ЭМС. Внимание международного сообщества, сосредоточенное на ЭMC, поощряло дополнительные исследования, в результате чего наметился значительный прогресс в направлении разработки более обширных тестовых процедур и стандартов.

1.3. Тенденции и перспективы развития теории и практики ЭМС

Вычислительная техника становится быстрее, компактнее и постоянно усложняется, прогресс в области микроэлектроники привел к перевороту в технике телекоммуникаций, в том числе и мобильной связи. Эти обстоятельства требуют внимания к проблеме ЭМС со стороны не только профессиональных ученых и организаторов этого профиля, но и самого широкого круга инженеров и специалистов, занятых разработкой, производствам, эксплуатацией РЭС и даже коммерческой деятельностью в области электротехники и радиоэлектроники [8].

Одновременно с этим становятся доступными революционные подходы в области моделирования электромагнитных процессов и проведения анализа ЭМС с использованием численного моделирования. Продолжают развиваться нормативные документы ограничивающие ЭМИ, а также разрабатываются и

13

вводятся новые стандарты касающиеся восприимчивости электронных устройств.

Если проанализировав презентации компаний специализирующихся на производстве электронной технике, то можно обнаружить, что, как правило, в них фигурирует нечто вроде «Мы стремимся сделать ЭМС неотъемлемой частью процесса разработки продукции, вместо попыток решить проблемы доводкой изделия, которое почти завершено». Подобная идея не является чемто новым. Начиная еще со времен «беспроводного телеграфа» инженеры поняли, что проблемы связанные с радиопомехами проще, быстрее и более эффективно решать на этапе проектирования и разработки конструкции, чем дорабатывать существующее изделие, имеющее проблемы в части ЭМС. В настоящее время эта тенденция стала очевидной и приняла системное внедрение. Так, например, разработчики схем прекрасно осведомлены о требованиях к полосе пропускания и недопустимые внеполосные излучения редко возникают даже у опытного образца. При появлении первых цифровых схем, из-за отсутствия опыта, распространенным явлением были перекрестные помехи между цифровой и аналоговой частью. В дальнейшем, по мере изучения разработчиками способов развязки аналоговой и цифровой части, данные проявления стали менее распространенными. Сегодня разработка вычислительной техники с требуемой степенью экранирования, фильтрации и применением специальных подходов к заземлению является обычным процессом.

Причина, по которой девиз «учет требований ЭМС с начальных этапов» продолжает преподноситься как идея настоящего времени заключается в том, что объем и сложность задач обеспечения ЭМС устойчиво возрастает. Стремительное развитие технологий создает уникальные ситуации в области ЭМС, когда существующие приемы и правила разработки оказываются устаревшими. Ситуация усугубляется тем, что вместо фундаментальных подходов, лежащих в основе решения задач обеспечения ЭМС, разработчикам предлагался набор рекомендаций по проектированию и доработке. В результате проблемы, возникающие в части ЭМС, оказывались на шаг впереди разработчиков, а девиз «учет требований ЭМС с начальных этапов» снова оказывался пионерским и требовал активного внедрения. В тоже время инженеры хорошо знакомые с фундаментальными концепциями ЭМС и методами анализа могут с минимальными усилиями адаптировать свои знания к перспективным технологиям и тем самым предугадывать потенциальные проблемы ЭМС возникающие при разработке перспективных устройств.

В настоящее время ситуация активно меняется в лучшую сторону. Полезные советы и хитрые манипуляции, из-за которых многие инженеры воспринимали ЭМС как «черную магию», тщательно проанализированы и

14

используются с большой осторожностью. Стало очевидно, что многие фундаментальные принципы из теории электромагнетизма и теории цепей являются основой теоретической базы ЭМС и их использование необходимо для понимания взаимодействия цепей с ЭМО.

Для продолжения перехода ЭМС от инженерного искусства в инженерную науку становиться очевидной необходимость включения в учебный план подготовки инженеров в области электроники дисциплин связанных с изучением основ обеспечения ЭМС. Совершенствование вычислительной техники и методов численного моделирования делает возможным создание эффективных программных средств для анализа ЭМС сложных устройств и систем. Как только схемотехники, конструктора и технологи станут тесно знакомы с подобными принципами и методами, то «учет требований ЭМС с начальных этапов» будет правилом, а не просто целью.

1.4. Контрольные вопросы к разделу

1.Чем объясняется важность обеспечения требований ЭМС в технических средствах? Какие последствия может вызвать их несоблюдение?

2.Назовите известные Вам уровни обеспечения ЭМС. Какие основные задачи решаются на каждом из них?

3.Какие три характерных элемента рассматривают при решении задачи обеспечения ЭМС? Назовите примеры относящиеся к каждой из этих групп.

4.Какие четыре группы основных механизмов паразитных наводок принято выделять?

5.Чем обусловлено появление проблемы обеспечения ЭМС на раннем этапе развития беспроводной связи?

6.Что лежит в основе постоянного ужесточения нормативных требований к изделиям электротехнической и электронной техники?

7.Какие пути более эффективного обеспечения требований ЭМС представляются Вам наиболее целесообразными?

15