Otvety_BZhD

отражает (не пропускает) синфазные помехи. В этом случае не следует использовать поглощающий феррит во избежание нарушения передачи данных, и желательно применение более высокочастотных ферроматериалов.

Ферритовый фильтр — один из самых простых и дешёвых типов интерференционных фильтров для установки на уже существующие провода. Для обычного ферритового кольца провод либо продевается через кольцо (образуя одновитковую катушку индуктивности), либо образует многовитковую тороидальную обмотку, что увеличивает индуктивность и, соответственно эффективность помехоподавления. Также используются разборные фильтры на защёлках, которые можно просто надеть на кабель.

Ферритовые фильтры используются как на сигнальных проводах для ослабления внешних помех, так и на проводах питания для уменьшения создаваемых ими помех.

38. Экранирование помех Различают электрические экраны для экранирования электрического поля, магнитные для экранирования магнитного поля и

электромагнитные — для экранирования электромагнитного поля. Способность экрана ослаблять энергию полей оценивается эффективностью экранирования (коэффициентом ослабления). Если напряженность поля до экрана равна Е0 и Н0, а за экраном — Еэ и Нэ, то Se = Е0 / Еэ и SH = Н0 / Нэ. На практике эффективность экранирования измеряется в децибелах (дБ) и неперах (Нп): Se(H) =

гО^Оу / Е (Щ] [дБ] или Se(H) = 1п[Е0(Н0) / ЕДН )] [Нп].

Экранирование – надежное конструктивное средство, позволяющее ослабить любые излучения. Экранирование может быть выполнено с применением металлических экранов, с помощью напыления проводящего материала на внутреннюю поверхность корпусов, путем экранирования проводов. Практически экранирование состоит в локализации электромагнитной энергии, которую создает источник поля. Ма0териал экрана должен обеспечивать максимальную защиту и ослабление электромагнитного поля помех, тип материала выбирается в зависимости от того, является ли поле помех магнитным или электрическим. Магнитные материалы защищают от электромагнитной энергии, а проводники (например, медь и алюминий) – имеют хорошую отражающую способность и защищают от электрических полей помех.

Подобные экраны позволяют снизить влияние внешних переменных магнитных полей. При изменении внешнего магнитного поля в стенках экрана возникают индукционные токи (токи Фуко), которые охватывают экранируемый объём. Магнитное поле этих токов согласно правилу Ленца направлено противоположно внешнему возмущению и частично компенсирует его. Для частот выше 1 Гц коэффициент экранировки К растёт пропорционально частоте:

где - магнитная постоянная, - электропроводность материала стенки, L - размер экрана, - толщина стенки, f - круговая частота.

39. Подавление импульсных помех Импульсные источники вторичного электропитания являются

источниками интенсивных электромагнитных помех (ЭМП). Причина заключается в том, что многие сигналы в импульсных источниках

представляют периодическую последовательность импульсов. Спектры таких сигналов занимают диапазон частот шириной до нескольких мегагерц. Даже маломощные импульсные источники питания создают помехи для электронной аппаратуры. Поэтому необходимы специальные фильтры для подавления высокочастотных электромагнитных помех. Такие фильтры называют сетевыми. Их устанавливают между внешней сетью и ИВЭП. Помехи, создаваемые резонансными преобразователями, имеют низкочастотный спектр. Это связано с тем, что в резонансных преобразователях переходные процессы происходят на более низких частотах, и высокочастотные спектральные компоненты отсутствуют. Такие помехи гораздо легче поддаются фильтрации.

Электромагнитные помехи распространяются как по проводам (кондуктивные помехи), так и через окружающее пространство (излучаемые помехи). Кондуктивные помехи можно разделить на две составляющие:

синфазные (common-mode) и дифференциальные (differential-mode).

Синфазные помехи проходят по линиям электропитания и не связаны с заземлением. Они измеряются между двумя проводами линии. Дифференциальные помехи измеряются между одним из проводов и землей. Важно учитывать, что амплитуда пульсаций напряжения и тока зависит

от сопротивления питающей сети c Z . При больших значениях c Z велика амплитуда пульсаций напряжения. При малых значениях сопротивления сети велика амплитуда пульсаций тока.

2.Источники электромагнитных помех

В импульсных источниках с ШИМ существует несколько основных источников шума. Основным источником шума является входная схема питания. Она содержит ключ, первичную обмотку трансформатора и конденсатор входного фильтра. Конденсатор входного фильтра обеспечивает импульсы тока трапецеидальной формы, необходимые источнику питания. Другим источником шума являются дорожки печатной платы, на

которой расположены компоненты преобразователя. Дорожки должны бытьмаксимально короткими и толстыми. Толстые дорожки имеют меньшуюиндуктивность, чем тонкие. Длина дорожек обусловливает частоты ЭМП, излучаемых в окружающее пространство.

Для того чтобы уменьшить длину соединений, конденсатор входного фильтра и ключ должны располагаться рядом с трансформатором. Кроме того, используемые конденсаторы должны иметь малые значения эквивалентного последовательного сопротивления и эквивалентной последовательной индуктивности. Чем больше значения этих паразитных параметров, тем большими будут синфазные кондуктивные помехи на входе источника питания.

Нормирование ЭМП. Разработаны специальные нормативы, определяющие допустимые уровни индустриальных помех, которые обязаны выполнять все разработчики электронной аппаратуры.

Многие стандарты разделяют аппаратуру, излучающую ЭМП, на два класса. К первому классу относят источники электропитания, эксплуатируемые вне жилых домов и не подключаемые к электрическим сетям жилых домов. Второй класс образуют ИВЭП, эксплуатируемые в жилых домах и подключаемые к электрическим сетям жилых домов. Стандарты определяют допустимые значения напряжения радиопомех на сетевых и выходных зажимах устройств.

3.Методы подавления ЭМП

Существует несколько основных методов, позволяющих снизить уровень электромагнитных помех на входе и выходе преобразователя.

1.Применение фильтров защиты от радиопомех (ФРП).

2.Экранирование отдельных узлов преобразователя.

3.Применение экранов в качестве корпусов преобразователей. Рассмотрим подробнее перечисленные методы подавления ЭМП. Фильтры защиты от радиопомех устанавливаются во входной и выходной цепях преобразователя. Такой фильтр должен подавлять как дифференциальную, так и синфазную составляющие ЭМП.

Сетевые фильтры должны ослаблять колебания высокой частоты и пропускать без ослабления колебания низкой (промышленной) частоты. Поэтому их реализуют на основе фильтров нижних частот (ФНЧ),

Эффективность сетевого фильтра оценивают вносимым затуханием для сигнала помех. Его принято выражать в децибелах:

Где 1 U – напряжение помех при отсутствии фильтра; 2 U – напряжение помех при наличии фильтра.

Помехоподавляющие фильтры реализуют путем каскадного соединения Г-образных или Т-образных звеньев. Комбинируя такие звенья,

добиваются нужного уровня затухания. Структура фильтра определяется во многом внутренним сопротивлением источника помех. сопротивлением сети

и видом помех.

На рис. 17.1 показана типовая схема двухзвенного фильтра, обеспечивающего подавление синфазных и дифференциальных помех.

Рис. 17.1

Дроссели 1 L и 2 L содержат по две обмотки, расположенные на одном сердечнике. Первое звено фильтра образовано конденсаторами , дросселем

Экранирование отдельных узлов преобразователя. Эта мера позволяет снизить помехи, излучаемые отдельными узлами. Примером

может служить дроссель с сердечником, имеющим воздушный зазор.

Дроссель создает интенсивное электромагнитное поле, влияющее на соседние компоненты преобразователя. Эту проблему можно решить с

помощью экрана, выполненного из медной фольги. Подобный экран может быть использован в силовом трансформаторе преобразователя. Экран может

быть соединен с общей точкой на стороне первичной или вторичной обмоток.

167

Корпус преобразователя должен служить электромагнитным экраном для шума, излучаемого отдельными узлами. В конструкции корпуса следует использовать магнитные материалы на металлической основе. Это может быть железо, сталь и т.д. Для пластиковых корпусов имеется ассортимент проводящих красок, которые можно использовать для экранирования корпуса от электромагнитных помех.

5.Выводы

1.Импульсные источники вторичного электропитания являются источниками интенсивных электромагнитных помех (ЭМП).

2.Различают кондуктивные помехи, распространяющиеся по проводам, и излучаемые помехи, распространяющиеся через окружающее пространство.

3.Для подавления высокочастотных электромагнитных помех необходимы специальные фильтры, устанавливаемые между внешней сетью и ИВЭП. Такие фильтры называют сетевыми.

4.Разработаны специальные нормативы, определяющие

допустимые уровни индустриальных помех, которые__ 40. Заземление корпусов приборов как средство обеспечения ЭМС

41. Защита приборов от статического эл-ва Статическим электричеством называется совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного

электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрика или на изолированных проводниках.

Основными мерами защиты от статического электричества являются заземление металлических частей оборудования, которые могут быть электризованы, нанесение на поверхность сплошных или несплошных проводящих покрытий (пленок), применение токопроводящих полов и обуви, обеспечение утечки генерируемого заряда на заземленные части за счет увлажнения окружающей атмосферы, изменение режима технологического процесса, применение нейтрализаторов (индукционных, высоковольтных, радиоактивных).

Средства коллективной защиты от статического электричества по принципу действия делятся на следующие виды:

заземляющие устройства;

нейтрализаторы;

увлажняющие устройства;

антиэлектростатические вещества;

экранирующие устройства. Нейтрализаторы по принципу ионизации делятся на:

индукционные;

высоковольтные;

лучевые;

аэродинамические.

Увлажняющие устройства по характеру действия делятся на:

испарительные;

распылительные.

Антиэлектростатические вещества по способу применения делятся на:

вводимые в объем;

наносимые на поверхность.

Экранирующие устройства по конструктивному исполнению делятся на: козырьки; перегородки.

Средства индивидуальной защиты в зависимости от назначения делятся на:

специальную одежду антиэлектростатическую;

специальную обувь антиэлектростатическую;

предохранительные приспособления антиэлектростатические (кольца и браслеты);

средства защиты рук антиэлектростатические.

42. Основные требования к линиям связи с точки зрения ЭМС В общем виде требования, предъявляемые высокоразвитой современной техникой электросвязи к междугородным линиям связи, могут быть сформулированы следующим образом:

♦осуществление связи на расстояния до 12500 км в пределах страны и до 25 ООО для международной связи;

♦широкополосность и пригодность для передачи различных видов современной информации (телевидение, телефонирование, передача данных, вещание, передача полос газет и т. д.);

♦защищенность цепей от взаимных и внешних помех, а также от грозы и коррозии;

♦стабильность электрических параметров линии, устойчивость и надежность связи;

♦экономичность системы связи в целом.

Кабельная линия междугородной связи представляет собой сложное техническое сооружение, состоящее из огромного числа элементов. Так как линия предназначена для длительной работы (десятки лет) и на ней должна быть обеспечена бесперебойная работа сотен и тысяч каналов связи, то ко всем элементам линейнокабельного оборудования, и в первую очередь к кабелям и кабельной арматуре, входящим в линейный тракт передачи сигналов, предъявляются высокие требования. Выбор типа и конструкции линии связи определяется не только процессом распространения энергии вдоль линии, но и необходимостью защитить расположенные рядом ВЧ цепи от взаимных мешающих влияний. Кабельные диэлектрики выбирают исходя из требования обеспечения наибольшей дальности связи в каналах ВЧ при минимальных потерях.

В соответствии с этим кабельная техника развивается в следующих направлениях:

♦Преимущественное развитие коаксиальных систем, позволяющих организовать мощные пучки связи и передачу программ телевидения на большие расстояния по однокабельной системе связи.

♦Создание и внедрение перспективных ОК связи, обеспечивающих получение большого числа каналов и не требующих для своего производства дефицитных металлов

43.Влияние условий работы приб тех на выбор параметров и критериев проверки ее на воздействие механических факторов

44.Влияние условий работы приб тех на выбор параметров и критериев проверки ее на воздействие климатических факторов

45.Основные виды испытаний на стойкость к в-вию клим-х факторов

Взависимости от условий эксплуатации прибора назначают следующие виды испытаний:

Тепловые испытания. Камеры тепла Испытания на воздействие повышенных температур предназначены для определения способности изделий АТЭ и АЭ сохра нять

свои параметры и внешний вид в процессе и после воздействия максимального значения температуры. Имеются два метода тепловых испытаний: испытания термической нагрузкой и совместной термической и электрической нагрузками. При проведении испытаний первым методом (он иногда называется термовыдержкой) изделия помещают в термостат или камеру тепла и выдерживают в течение не менее 3 ч. Измерение параметров и оценку внешнего вида испытываемых изделий проводят до нагревания и после него. Этот метод получил наибольшее распространение при входном контроле комплектующих изделий и, особенно, изделий электронной техники. Он является одним из трех методов техно логических стресс-испытаний. При проведении испытаний под совмещенной тепловой и электрической нагрузками изделия помещают в тепловую камеру и испытывают под номинальной или максимально допустимой для данных изделий электрической нагрузкой, соответствующей мак-симальноЛу значению температуры окружающей среды.

Испытания при низких температурах. Камеры холода Испытания на воздействие пониженных температур (холодостойкость) предназначены для проверки параметров изделий в

условиях воздействия отрицательных температур, а также после пребывания их в этих условиях.

Изделия помещают в камеру холода и выдерживают в неработающем состоянии 3 ч при температуре, заданной программой испытаний. Изделия, устанавливаемые снаружи транспортного средства, в кабине или закрытом кузове, а также изделия, кото - рые должны работать до предпускового подогрева двигателя, и изделия, устанавливаемые на двигателе и под капотом и включа - емые после предпускового подогрева, помещают в камеру холода и доводят в ней температуру до минимального значения, выдерживают изделия в таком режиме в течение 3 ч. Работоспособность изделий проверяют внутри камеры холода.

Испытания на термоциклирование. Камеры термоциклирования Испытание на циклическое воздействие смены температур проводят для определения способности изделия противостоять

быстрой смене температуры. Эти испытания заключаются в воздей ствии быстроменяющихся максимального и минимального значений температуры. Обычно применяют три цикла смены температур. Каждый цикл состоит из двух этапов. Сначала изделия помещают в климатическую камеру холода, а затем в климатическую камеру тепла. В каждой климатической камере

Испытания на устойчивость к воздействию влаги. Камеры влаги и тепла

Испытания на устойчивость к воздействию влаги предназначены для определения способности изделий АТЭ и АЭ сохранять свои параметры в условиях длительного воздействия влажности и после прекращения этого воздействия. В соответствии с ГОСТ &40 — 84 изделия электрооборудования в исполнениях У и ХЛ должны выдерживать воздействие влажной тепловой среды в течение четырех суток при температуре (40 ± 2) °С и относительной влажности (95 ± 3) %. Влагоустойчивость изделий электрооборудования исполнения Т и О проверяется в течение 21 сут при температуре (40 + 2) "С и относительной влажности (95 + 3) %. Если после 96 ч выдержки в камере влажности изделия работоспособны без предварительной просушки (проверка проводится при отсутствии росы и не позднее чем через 15 мин после извлечения из камеры влажности), то изделия считаются выдержавшими испытания.

Детали, не имеющие защитного покрытия, и детали с оксидным покрытием (детали магнитопроводов, посадочные места и т.д.) могут после испытаний иметь очаги коррозии.

Испытания на устойчивость к воздействию брызг воды и герметичность

Изделия АТЭ и АЭ могут иметь конструкцию, предусматривающую защиту внутренней полости от дождя, брызг и водяных струй, и защиту от волн и погружения в воду для бродоходимых транспортных средств. В соответствии с ГОСТ 14254 —80 «Изделия электротехнические. Оболочки. Степени .защиты. Обозначения. Методы испытаний» такие изделия имеют обозначения 1РХЗ, 1РХ4, 1Р5Х, 1Р67 и 1РХ7 соответственно.

В соответствии с конструктивным исполнением изделия подвергают испытаниям на воздействие брызг воды и герметичность. Эти испытания предназначены для подтверждения правильности выбранной защиты и определения возможности функционирования в условиях воздействия брызг воды и в момент погружения изделия в воду.

Испытания в условиях пониженного атмосферного давления. Барокамеры

Испытания на устойчивость к воздействию солнечной радиации.

Испытания на устойчивость к воздействию грибковой плесени

Эти испытания относятся к одному из видов испытаний на биостойкость и предназначены для определения способности из - делий сохранять внешний вид и параметры в условиях воздействия биологических дестабилизирующих факторов

Испытания на радиационную стойкость Под радиационной понимают стойкость изделий АЭ к воздействию ионизирующего излучения, вызывающего в материалах

ионизацию; излучение подразделяется на корпускулярное (нейтроны, протоны, ядра атомов) и квантовое (гамма- и рентгеновское излучения).

46. Основные виды испытаний на стойкость к в-вию мех-х факторов

Испытание на виброустойчивост, проводимое с целью проверить способность изделий выполнять функции и сохранять значения параметров в пределах, указанных в стандартах и технических условиях (далее - стандартах и ТУ) на

изделия и программах испытаний.

Испытание проводят одним из следующих методов:

102-1 - испытание на виброустойчивость при воздействии синусоидальной вибрации методом качающейся частоты; 102-2 - испытание на виброустойчивость при воздействии широкополосной случайной

вибрации. Испытание указанным методом проводят, если это установлено в стандартах и ТУ на изделия. Рекомендуется применять этот метод для изделий, имеющих в заданных диапазонах частот не менее четырех резонансов; 102-3 - испытание на виброустойчивость при воздействии синусоидальной вибрации

методом фиксированных частот во всем диапазоне частот требований1); 1) В диапазоне частот, соответствующем техническим требованиям к изделиям конкретной группы механического исполнения по ГОСТ 30631.

Испытание на вибропрочность (испытание 103)

5.1Испытание проводят с целью проверить способность изделий противостоять разрушающему действию вибрации и сохранять значения параметров после ее воздействия в пределах, указанных в стандартах и ТУ на изделия и ПИ. При этом кратковременные испытания проводят только для контроля стабильности производства и выявления грубых технологических дефектов.

5.2Испытание проводят одним из следующих методов (выбор метода - в зависимости от значения резонансных частот конструкции):

103-1 - испытание методом качающейся частоты, в том числе:

103-1.1 - испытание методом качающейся частоты во всем диапазоне частот требований. Данный метод применяют для изделий, у которых резонансные частоты распределены по всему диапазону частот испытаний или не установлены; 103-1.2 - испытание методом качающейся частоты при повышенных значениях амплитуды

ускорения. Испытание данным методом проводят во всех случаях, когда есть необходимость сокращения продолжительности испытаний при сохранении диапазона частот испытаний; 103-1.3 - испытание методом качающейся частоты, исключая диапазон частот ниже 100 Гц. Данный метод применяют, если низшая резонансная частота изделия превышает 200 Гц; 103-1.4 - испытание методом качающейся частоты в области резонансных частот для изделий, резонансные частоты которых находятся в диапазоне частот требований; 103-1.5 - испытание методом качающейся частоты в области резонансных частот для изделий, низшая резонансная частота которых превышает верхнюю частоту диапазона частот требований;

47.Методы повышения устойчивости изделий к клим-м в-ям

48.Методы повышения устойчивости изделий к мех-м в-ям

Вибрационная устойчивость - свойство объекта при заданной вибрации выполнять заданные функции и сохранять значения своих параметров в пределах нормы.

Вибрационная прочность - прочность при заданной вибрации и после прекращения ее.

Жесткость конструкции есть отношение действующей силы к деформации конструкции, вызванной этой силой. Под прочностью конструкции понимают нагрузку, которую может выдержать конструкция без остаточной деформации или разрушения.

Способы защиты РЭА от механических воздействий

1.Изменение соотношения между частотными возмущения и собственной частотой конструкции (резонансная отстройка).

2.Демпфирование колебаний.

Введение в состав конструкции РЭА амортизаторов с целью придания вибро и ударо изоляции аппаратуры. Резонансная отстройка . Направлена на уменьшение или устранение резонансных колебаний.

Для устранения резонансных колебаний необходимо, чтобы 1-я собственная частота колебаний была бы более чем на октаву выше максимальной частоты возмущающих колебаний. Это достигается изменением способа крепления конструкции и постановкой дополнительных опор.

Влиять на спектр собственных частот от колебаний можно изменением геометрических размеров плат, способов их крепления, материала, конфигурации и массы конструкции.

Демпфирование колебания

Один из путей уменьшения демпфирующих (гасящих колебания) свойств конструкции, т.е. повышение рассеяния энергии колебаний за счет сил трения.

Один из эффективных методов повышения устойчивости конструкции, как транспортируемой, так и стационарной, к воздействию вибраций, а также ударных и линейных нагрузок - использование амортизаторов. Действие амортизаторов основано на демпфировании резонансных частот, т. е. поглощении части колебательной энергии. Аппаратура, установленная на амортизаторах, в общем случае может быть представлена в виде механической колебательной системы с шестью степенями свободы: совокупностью связанных колебаний, состоящих из линейных перемещений, и вращательных колебаний по каждой из трех координатных осей.

Фиксация крепежных элементов. При воздействии вибраций возможно отвинчивание крепежных элементов, для предотвращения которого вводят фиксаторы, увеличивают силы трения, устанавливают крепеж на краску и пр. При выборе методов фиксации крепежных элементов должны учитываться следующие соображения: обеспечение прочности соединения при заданных нагрузках и климатических воздействий; быстрота выполнения соединения, его стоимость; последствия, к которым приведет отказ соединения; срок службы.

49. Методы повышения механической прочности изделий Повышение прочности конструкции РЭА связано с усилением ее конструктивной основы, применением ребер жесткости, контровки

болтовых соединений и т. д. Особое значение имеет повышение прочности несущих конструкций и входящих в них узлов методами заливки и обволакивания. Заливка пеноматериалом позволяет сделать узел монолитным при незначительном увеличении массы.