13

Ka¿de pracuj¹ce

urz¹dzenie elektryczne

jest Ÿród³em zaburzeñ

elektromagnetycznych.

K

ompatybilnoϾ elektromagnetycz-

na jest zdolnoœci¹ urz¹dzeñ i ich

zespo³ów do poprawnej pracy

w okreœlonym œrodowisku elek-

tromagnetycznym bez wprowadzania

nadmiernych zak³óceñ elektromagnetycz-

nych do œrodowiska lub do innych urz¹-

dzeñ, których poprawna praca mog³aby byæ

z tego powodu zachwiana.

Œrodowiskiem elektromagnetycznym nazy-

wa siê miejsce u¿ytkowania urz¹dzenia

okreœlone poziomem i charakterem zaburzeñ

pochodz¹cych od ich Ÿróde³. ród³ami mo-

g¹ byæ obiekty emituj¹ce fale elektroma-

gnetyczne celowo (np. stacje telewizyjne i

radiowe) jak i w sposób niezamierzony (np.

suszarka do w³osów). W ramach kompaty-

bilnoœci elektromagnetycznej rozró¿nia siê

pojêcia emisji zaburzeñ i odpornoœci na za-

k³ócenia.

Ka¿de pracuj¹ce urz¹dzenie elektryczne

jest Ÿród³em zaburzeñ elektromagnetycz-

nych o ró¿nym stopniu i charakterze. Jednym

z rodzajów zaburzeñ jest emisja promienio-

wana pól zak³óceñ czyli propagacja fal elek-

tromagnetycznych.

Stan kompatybilnoœci elektromagnetycznej

osi¹gniêty jest wtedy, gdy dwa urz¹dzenia

dzia³aj¹ poprawnie w swojej obecnoœci. Mo¿-

na to osi¹gn¹æ w sytuacji, gdy poziom emi-

towanych przez nie zaburzeñ oraz ich odpor-

noœæ na zak³ócenia spe³niaj¹ wymagania

odpowiednich norm przedmiotowych.

Badanie kompatybilnoœci elektromagnetycz-

nej (ElectroMagnetic Compatibility _ EMC)

z uwagi na du¿e koszty aparatury pomiaro-

wej oraz stosunkowo d³ugi czas trwania

i skomplikowany charakter pomiarów nie

jest w Polsce rozpowszechnione, a wyma-

gania norm nie zawsze s¹ w pe³ni respekto-

wane. Polska, jako kraj wstêpuj¹cy do Unii

Europejskiej, musi siê liczyæ z koniecznoœci¹

zmiany tego stanu rzeczy.

Od roku 2002 w krajach cz³onkowskich

obowi¹zuje uaktualniona dyrektywa Unii

Europejskiej dotycz¹ca kompatybilnoœci

elektromagnetycznej (EMC Directive

89/336/EEC). W jej wyniku powsta³y kryte-

ria (tzw. normy zharmonizowane) dotycz¹ce

emisji i odpornoœci na zak³ócenia, które mu-

sz¹ byæ spe³nione przez dopuszczane na ry-

nek urz¹dzenia elektryczne. Na przyk³ad,

w Polsce jedn¹ z norm okreœlaj¹cych dopu-

szczalne poziomy emisji zak³óceñ elektroma-

gnetycznych jest PN EN 55022: 2000 „Kom-

Normy EMC

W sk³ad podstawowego zakresu badañ

EMC wchodzi pomiar emisji napiêæ, mocy

i pól zak³óceñ oraz badanie odpornoœci urz¹-

dzeñ na zewnêtrzne pole elektromagne-

tyczne, wy³adowania elektrostatyczne, serie

szybkich elektrycznych zak³óceñ impulso-

wych (EFT/burst), zak³ócenia udarowe (sur-

ge), zak³ócenia radioelektryczne wprowa-

dzane do przewodów oraz na spadki, krót-

kie zaniki i wahania napiêcia zasilaj¹cego.

Badania emisji i odpornoœci na pole elektro-

magnetyczne wykonywane s¹ za pomoc¹

urz¹dzeñ pomiarowych, które s¹ nowoœci¹

EMC a porty (we/wy)

O

cenia siê, ¿e 75% problemów zwi¹zanych

z kompatybilnoœci¹ elektromagnetyczn¹ wy-

stêpuje w powi¹zaniu z portami. Stanowi¹

one doskona³e wejœcia dla wy³adowañ elek-

trycznoœci statycznej lub szybkich zak³óceñ

impulsowych (udarów napiêcia), a tak¿e

mog¹ w nich nastêpowaæ interferencje ró¿-

nych sygna³ów w wyniku przewodzenia lub

promieniowania.

Porty s¹ szczególnie nara¿one na uszkodze-

nia w wyniku dzia³ania interferencji elektroma-

gnetycznych poniewa¿ mog¹ one przybie-

raæ ró¿ne formy znacznie ró¿ni¹ce je chcia¿-

by od zwyk³ych przepiêæ podczas pracy nor-

malnej. Czasem nawet zwyk³e w³¹czenie

i wy³¹czenie kabla w pracuj¹cym urz¹dzeniu,

w którym gromadz¹ siê ³adunki statyczne

mo¿e spowodowaæ uszkodzenie portu.

Port szeregowy komputera (RS-232) jest

szczególnie nara¿ony na uszkodzenia. Z³¹-

cze szufladowe 9-koñcówkowe mêskie ma

³atwo dostêpne wyprowadzenia, które mog¹

w przypadkowy sposób ³¹czyæ siê ze Ÿród³a-

mi zak³óceñ.

Wy³adowania elektrycznoœci statycznej

(ESD) mog¹ spowodowaæ uszkodzenie

komputera osobistego typu laptop nawet po

przejœciu w³aœciciela po dywanie.

BADANIA EMC

IEC 61000-4

KompatybilnoϾ elektromagnetyczna

IEC 61000-4-1 Przegl¹d metod testowania odpornoœci

IEC 61000-4-2 Odpornoœæ na wy³adowania

elektrycznoœci statycznej (Electrostatic

Discharge Immunity _ ESD)

IEC 61000-4-3 Odpornoœæ na zak³ócaj¹ce pola

elektromagnetyczne wielkiej czêstotliwoœci

(RF frequency)

IEC 61000-4-4 Odpornoœæ na szybkie zak³ócenia impulsowe

(Electrical Fast Transients _ EFT)

IEC 61000-4-5 Odpornoœæ na wy³adowania atosferyczne

IEC 61000-4-6 OdpornoϾ na zaburzenia elektryczne

przewodzone o czêstotliwoœciach

powy¿ej 9 kHz

Tematyka norm obejmuje nastêpuj¹ce zagadnienia

Rys. 1. G³owne pojêcia kompatybilnoœci elektromagnetycznej

KompatybilnoϾ elektromagnetyczna

Emisja

Absorpcja

Przewodzone

Przewodzone

Promieniowane

Promieniowane

Zak³ócenia

Zaburzenia

r

ELEKTRO

NIKA W PRZEMYŒLE i LABORATORIACH

patybilnoϾ elektromagnetyczna. Dopu-

szczalne poziomy i metody pomiaru za-

k³óceñ radioelektrycznych wytwarzanych

przez urz¹dzenia informatyczne”. Okreœla

ona dopuszczalne poziomy emitowanych

napiêæ zak³óceñ okreœlonych dla urz¹dzeñ

techniki informatycznej takich jak kompute-

ry, drukarki, a tak¿e kasy elektroniczne, elek-

troniczne maszyny do pisania oraz urz¹-

dzenia telekomunikacyjne. Jest ona t³uma-

czeniem europejskiej normy EN 55022 ”Li-

mits and methods of measurement of radio

disturbance characteristics of informartion

technology equipment”.

w skali œwiatowej. Klasyczna metoda po-

miaru emisji pola elektromagnetycznego wy-

maga, by badane urz¹dzenie (np. komputer)

w trakcie pomiarów znajdowa³o siê na wy-

dzielonym obszarze, wolnym od zewnêtrz-

nych zak³óceñ radiowych i nie powoduj¹-

cym odbiæ zwrotnych emitowanych przez

testowany obiekt fal. W praktyce jest bardzo

trudne spe³nienie takich warunków wyma-

ga przeprowadzania testów na niezabudo-

wanej, du¿ej i p³askiej przestrzeni wolnej od

wp³ywu stacji radiowych. Dodatkowym utru-

dnieniem jest wykonywanie wielu manual-

nych czynnoœci, które znacz¹co przed³u¿a-

j¹ czas pomiaru.

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 7/2003

sukcesu. Pozwala jednak na zrozumienie

wagi problemów zwi¹zanych z EMC, za-

równo emisj¹ jak i absorpcj¹ _ nale¿y je

rozwi¹zywaæ na mo¿liwie wczesnym etapie

procesu projektowego.

Zapobieganie zak³óceniom powinno staæ siê

nawykiem ka¿dego konstruktora – elektroni-

ka. Filtry przeciwzak³óceniowe nale¿y sto-

sowaæ na wszystkich wejœciach, wyjœciach,

14

Tradycyjne metody osi¹gania odpornoœci

portów na udary napiêcia polegaj¹ na stoso-

waniu ró¿nego rodzaju ograniczników napiê-

cia (diody) lub rezystorów ograniczaj¹cych

pr¹d. Zabezpieczenie metod¹ ograniczenia

pr¹du szeregowym rezystorem jest stosowa-

ne wówczas, gdy wystêpuj¹ce przepiêcia

s¹ wzglêdnie ma³e. Do ochrony przed elek-

trycznoœci¹ statyczn¹, do 15 kV, nie jest to

dobre rozwi¹zanie. Wartoœæ rezystancji, która

umo¿liwi³aby utrzymanie pr¹du w rozs¹d-

nych granicach (np. poni¿ej 200 mA), mu-

sia³aby byæ doœæ du¿a, na tyle du¿a, ¿e utru-

dnia³aby normaln¹ pracê portu. Ograniczni-

ki pr¹du s¹ czêsto u¿ywane w po³¹czeniu

z elementami ograniczaj¹cymi napiêcie. Jest

to korzystne rozwi¹zanie daj¹ce wysoki sto-

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 7/2003

q

Biuro Certyfikacji Wyrobów Oœrodka

Badawczo-Rozwojowego ”PREDOM-OBR”,

Warszawa,

q

Instytut Elektrotechniki, Warszawa,

q

Instytut In¿ynierii Elektrycznej, Zielona

Góra,

q

Laboratorium Technik Automatycznej

Identyfikacji, Poznañ,

q

Oddzia³ Instytutu Elektrotechniki w Gdañ-

sku, Gdañsk,

q

Politechnika Wroc³awska Instytut Tele-

komunikacji i Akustyki, Wroc³aw,

q

Przemys³owy Instytut Automatyki i Po-

miarów ”PIAP”, Warszawa,

q

Przemys³owy Instytut Elektroniki, War-

szawa.

Wszystkie laboratoria s¹ wyposa¿one w no-

woczesn¹ aparaturê pomiarowo-badawcz¹,

umo¿liwiaj¹c¹ wykonywanie badañ zgodnie

z wymaganiami norm polskich, miêdzynaro-

dowych i europejskich.

Laboratoria PCBC (Polskiego Centrum Ba-

dañ i Certyfikacji) maj¹ akredytacjê Polskie-

go Centrum Akredytacji, potwierdzaj¹c¹ kom-

petencje laboratorium w danym zakresie.

Wyniki badañ pochodz¹ce z laboratoriów

PCBC s¹ uznawane przez wiele œwiato-

wych i europejskich jednostek certyfikuj¹-

cych, z którymi podpisane zosta³y porozu-

mienia lub w ramach miêdzynarodowych

systemów certyfikacji (np. IECEE-CB lub

CCA) w celu wydawania certyfikatów zgod-

noœci. Takie dwustronne porozumienia po-

zwalaj¹ na unikniêcie przeprowadzania po-

wtórnych badañ w kraju sygnatariusza umo-

wy. Do jednostek zagranicznych, z którymi

PCBC zawar³o porozumienie zalicza siê

m.in.: NEMKO z Norwegii, VDE oraz

TÜV z Niemiec, SEMKO ze Szwecji, EZU

z Czech, MEEI z Wêgier, SIQ ze S³owenii,

GOST z Federacji Rosyjskiej, KEMA

z Holandii, IMQ z W³och.

n

Cezary Rudnicki

Zakres

Urz¹dzenia klasy A

Urz¹dzenia klasy B

czêstotliwoœci [MHz]

wartoϾ quasi-szczytowa [dB

µ

V/m]

wartoϾ quasi-szczytowa [dB

µ

V/m]

30

÷

230

40

30

230

÷

1000

47

37

Uwaga: Dla urz¹dzeñ klasy A i B przewidziano odleg³oœæ pomiarow¹ 10 m

Dopuszczalne poziomy natê¿eñ pól zak³óceñ i zakres czêstotliwoœci pomiarowych dla urz¹dzeñ informaty-

cznych wg 55022

pieñ zabezpieczenia bez nadmiernej degra-

dacji warunków normalnej pracy.

Ostatnio szybkoœæ transmisji sygna³ów (prze-

p³ywnoœæ) przez ³¹cze RS-232 zdecydowa-

nie wzros³a, dochodz¹c do 115 kbit/s. Nowe

szybkie modemy pracuj¹ z przep³ywnoœci¹

do 133 kbit/s. Wiêksze czêstotliwoœci, w po-

³¹czeniu z wiêkszymi napiêciami, powoduj¹

wiêksze poziomy emisji zak³óceñ. W ³¹czu

USB wystêpuj¹ jeszcze szybsze sygna³y,

przep³ywnoœæ dochodzi do 1 Mbit/s.

Zwalczanie czy zapobieganie

Bardzo czêsto problemy zwi¹zane z wyma-

ganiami kompatybilnoœci elektromagnetycz-

nej daj¹ o sobie znaæ dopiero na koñcu pro-

cesu projektowego i wymagaj¹ przeprojek-

towywania fragmentów urz¹dzeñ w³¹cza-

j¹c w to ekranowanie, dodatkowe uziemie-

nia, elementy i obwody ograniczaj¹ce szko-

dliwe sygna³y itp. Takie podejœcie prowadzi

do nadmiernych kosztów i nie gwarantuje

portach i innych elementach urz¹dzeñ umo¿-

liwiaj¹cych kontakt z otoczeniem. Ka¿de wyj-

œcie lub zaciski doprowadzaj¹ce zasilanie

mog¹ staæ siê wejœciem dla niepo¿¹danych

sygna³ów zak³ócaj¹cych. Analogicznie ka¿-

de wejœcie urz¹dzenia mo¿e niejednokrotnie

funkcjonowaæ jako wyjœcie sygna³ów za-

k³ócaj¹cych pracê innych urz¹dzeñ.

Oœrodki krajowe wykonuj¹ce

badania kompatybilnoœci

elektromagnetycznej

Do prowadzenia badañ kompatybilnoœci elek-

tromagnetycznej s¹ upowa¿nione specjalne

laboratoria badawcze, których celem jest wy-

konywanie badañ zgodnie z wymaganiami

klientów, a tak¿e zgodnie z wymaganiami

jednostki certyfikuj¹cej, je¿eli takie badania s¹

wykorzystywane w procesie certyfikacji. La-

boratoria s¹ zlokalizowane w jednostkach

naukowo-badawczych, poni¿ej wymieniono

kilka z nich (w porz¹dku alfabetycznym):

Rys. 2. Zak³ócenia w portach ³¹cza RS-232

Wyjœcie

czêœci

nadawczej

Wejœcie

czêœci

odbiorczej

TX

RX

VERITAS Software Corporation przedstawi³ now¹ wersjê pakietu programowe-

go VERITAS Backup Exec dla serwerów Windows, do backupu (tworzenie kopii

zapasowych) i odzyskiwania danych dla rynku ma³ych i œrednich przedsiêbiorstw.

G³ówne udogodnienia, które oferuje VERITAS Backup Exec 9.0 to przede wszy-

stkim:

q najszybszy backup i odtwarzanie danych dla serwerów pocztowych Micro-

soft Exchange

q pierwsza zintegrowana obs³uga Microsoft Windows Server 2003 (.NET)

q najszybsza i najprostsza instalacja ochrony danych Windows

q pierwszy interfejs internetowy, umo¿liwiaj¹cy administratorom monitoro-

VERITAS SOFTWARE WPROWADZA NOWE OPROGRAMOWANIE

wanie i zarz¹dzanie backupem z dowolnego komputera do³¹czonego do Inter-

netu. VERITAS Backup Exec 9.0 obs³uguje wszystkie platformy serwerowe

Microsoft, w³¹czaj¹c planowane pakiety produktów Windows Server 2003

i .NET. Œcis³a integracja VERITAS Backup Exec 9.0 z Microsoft to wynik dzie-

siêcioletniego doœwiadczenia w projektowaniu oprogramowania dla œrodo-

wisk Microsoft Windows NT, Windows 2000 i Windows Server 2003, które umo¿-

liwiaj¹ wysok¹ dostêpnoœæ i efektywne zarz¹dzanie zasobami pamiêci maso-

wej. Nowe kreatory instalacji umo¿liwiaj¹ u¿ytkownikom instalowanie VERITAS

Backup Exec 9.0 w ci¹gu zaledwie 10 minut. Jest to najszybsza instalacja bac-

kupu na rynku, minimalizuj¹ca koszty jego administrowania.

(cr)

D1

D2

D1

D2

R1

RIN

RIN

T

OUT