|
Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.
Andrzej Koszmider Katedra Elektrotechniki Ogólnej i Przekładników
KOMPATYBILNOŚĆ ELEKTROMAGNETYCZNA
1. Wiadomości wstępne 2. Dyrektywa 336/89 i oznaczenie CE 3. Koncepcja urządzeń i systemów kompatybilnych elektromagnetycznie 4. Sygnały zakłócające, wielkości fizyczne i jednostki w EMC 5. Podstawowe równania elektromagnetyzmu 6. Podstawy analizy sygnałów zakłócających 7. Właściwości rzeczywistych elementów obwodów elektrycznych w zakresie częstotliwości zakłócających 8. Źródła zakłóceń 9. Sprzężenia
10. Elementy i urządzenia zakłócane 10.1 Zakłócenia powstające w elementach elektronicznych-zakłócenia wewnętrzne 10.2 Elektronika analogowa-zakłócenia zewnętrzne 10.3 Elektronika cyfrowa- zakłócenia zewnętrzne
11. Filtry EMC 12. Ekranowanie w EMC 13. Instalacja ziemi i masy 14. Pomiary EMC
10. Urządzenia i elementy zakłócane - ofiary
Kryteria oceny zakłócania urządzeń
1. Mimo zakłóceń urządzenie pracuje bez niedopuszczalnego pogorszenia pracy 2. W wyniku zakłóceń, urządzenie w sposób niedopuszczalny pogarsza swoją pracę, lecz po zaniknięciu zakłóceń powraca do pracy normalnej 3. Niedopuszczalne pogorszenie pracy urządzenia, po zaniknięciu zakłóceń utrzymuje się, a usunięcie skutków wymaga powtórnego załączenia 4. Urządzenie nie powraca do pracy normalnej bez niezbędnej naprawy, także bez powtórnej instalacji programów lub wprowadzenia danych
Definicja niedopuszczalnego pogorszenia pracy
· Konieczność określenia niedopuszczalnego pogorszenia pracy oraz możliwie precyzyjnych kryteriów, najlepiej ilościowych · W przypadku złożonych urządzeń lub systemów, decyduje efekt końcowy · W przypadku systemów współpracujących z innymi urządzeniami czy systemami należy analizować kryteria z punktu widzenia współpracy
Wrażliwość elektroniki na zakłócenia, skutki i podział zakłóceń z punktu widzenia przyczyn:
· powstające wewnątrz elementów aktywnych i pasywnych · wywoływane przez sygnały zakłócające polowe i przewodzone
Poza elektroniką najczęściej omawiane są zakłócenia w:
· lampach kineskopowych ( wrażliwość na pola magnetyczne > 0,8mT lub 1A/m), ekranowanie · układy elektro-optyczne- konieczność ekranowania przetworników
10.1 Zakłócenia powstające w elementach pasywnych i aktywnych
Zakłócenia te powodowane być mogą:
· występowaniem zjawisk fizycznych o charakterze pasożytniczym
· nieidealnymi właściwościami elementów układów elektronicznych.
Zjawiska
1. Zjawiska termoelektryczne
2. Zjawiska elektrochemiczne
3. Zjawiska mechaniczne
Z j a w i s k a t e r m o e l e k t r y c z n e
Powstawanie sił termoelektrycznych Zmniejszenie zakłóceń można osiągnąć przez właściwy dobór materiałów łączonych oraz przez zmniejszenie różnic temperatury w obszarze gdzie znajdują się połączenia. Rozmieszczenie elementów, umieszczenie radiatora, izolacji cieplnych, wymuszonego chłodzenia
Z j a w i s k a e l e k t r o c h e m i c z n e
Powstawanie ogniw elektrycznych pomiędzy częściami obwodów wykonanych z różnych metali, pomiędzy którymi istnieje elektrolit. Korozja chemiczna spowodowana elektrolizą czyli przenoszeniem jonów w elektrolicie, pod wpływem stałego pola elektrycznego. Wynikiem korozji chemicznej jest fizyczne niszczenie metalu stanowiącego anodę.
Z j a w s k a m e c h a n i c z n e
Najważniejszymi efektami zjawisk mechanicznych, jest gromadzenie się ładunku elektrycznego na elementach izolacyjnych i uwalnianiu zebranych ładunków elektrycznych w niektórych izolatorach pod wpływem sił mechanicznych . Efekty takie zaobserwowano w przypadku izolacyjnych materiałów ceramicznych i plastykowych.
Nieidealne właściwości
Powstające zakłócenia – szumy własne
Najważniejszymi rodzajami szumów występujących w elementach elektronicznych są:
1. szumy cieplne 2. szumy typu 1/f 3. szumy śrutowe 4. szumy lawinowe
S z u m y c i e p l n e – pojawianie się napięcia w określonym paśmie f, w wyniku chaotycznego ruchu ładunków. Redukcja- zmniejszenie strat ew. temperatury
S z u m y 1/ f Występują, zwłaszcza przy niskich częstotliwościach, o niezidentyfikowanym w pełni pochodzeniu.
S z u m y ś r u t o w e Zakłócenia te są związane z ruchem nośników prądu w nieciągłej strukturze. Przykładami nieciągłości w strukturach elektronicznych, są bariery potencjałów na złączach p.-n. Efektem zakłóceniowym tego zjawiska są okresowe fluktuacje intensywności ruchu nośników prądu , co objawia się zmianami wartości chwilowych natężenia prądu.
S z u m y l a w i n o w e Zakłócenia typu lawinowego występują na złączach spolaryzowanych zaporowo. Modelowane są one przez mikro przebicia lawinowe o charakterze lokalnym.
Wymienione szumy, powodują występowanie zaburzeń we wszystkich elementach pasywnych i aktywnych.
Najważniejsze szumy w elementach elektronicznych
R e z y s t o r y- szumy cieplne i szumy typu 1/f. Największe szumy wykazują rezystory węglowe. W rezystorach drutowych decydującym o poziomie szumów jest jakość połączenia doprowadzeń. Rezystory - potencjometry, obok wymienionych zakłóceń generują także tzw. trzaski zależne od konstrukcji i stanu ruchomego styku.
K o n d e n s a t o r y- ze względu na swą nieidealność , generują szumy cieplne oraz szumy typu 1/f.
I n d u k c y j n o ś c i - szumy cieplne, a także w przypadku cewek z rdzeniem ferromagnetycznym, szumy związane z przesuwaniem się granic domen, zwanymi szumami Barkhausen’a.
D i o d a p-n - przede wszystkim szumy 1/f oraz szumy śrutowe. W przypadkach diod spolaryzowanych zaporowo, także szumy lawinowe.
F o t o d i o d y - ze względu na ujemną polaryzację , przeważa szum śrutowy, przy czym w przypadku fotodiody lawinowej występują także szumy lawinowe.
T r a n z y s t o r y b i p o l a r n e - występują tu szumy cieplne, typu 1/f oraz szumy śrutowe. Najmniejsze wartości poziomu szumów wypadkowych uzyskuje się dla tranzystorów o dużych współczynnikach wzmocnienia prądowego (zwarciowego).
T r a n z y s t o r y p o l o w e - podstawowym źródłem szumów są szumy cieplne , dla tranzystorów MOS, przy małej częstotliwości, także szumy typu 1/f. Ze względu na ujemną polaryzacje bramki oraz prąd upływu bramki wykazują także szumy śrutowe.
10.2 Obwody analogowe – zakłócenia zewnętrzne
Zakłócenia w paśmie przenoszenia.
W zasadzie brak możliwości odfiltrowania sygnałów zakłócających
· strata części sygnału roboczego · układy podtrzymujące w wyniku zakłóceń sieciowych · programowane filtry cyfrowe
Zakłócenia detekcyjne
Przykład Sygnał wysokiej częstotliwości, pochodzący od walkie-talkie ( 27 MHz ), atakując obwód wejściowy wzmacniacza o częstotliwości granicznej 27kHz. Na pierwszym złączu baza-emiter, sygnał zakłócający jest prostowa... |
Menu
|