3. Model zakłóceń ( WSHE )

3.1 Elementy funkcjonalne

Źródła zaburzeń

Elementy wrażliwe - ofiary

Sprzężenia elektromagnetyczne

Elementy funkcjonalne procesu zakłóceń

ŹRÓDŁA ZABURZEŃ ( zakłóceń )

Dążenie do redukcji sygnałów emitowanych przez źródła do poziomu, który nie przeszkadza innym urządzeniom ( potencjalnym ofiarom).

Nie zawsze jest to możliwe

1. nie wszystkie źródła zakłóceń można przekonstruować, np. wyładowanie burzowe.

2. w wielu przypadkach sygnały robocze jednych urządzeń są sygnałami zakłócającymi inne urządzenia

( źródła intencjonalne).

3. akceptowalny poziom kompatybilności ( zaburzeń) w pracującym systemie może zostać przekroczony w wyniku dodatkowego ( nowo wprowadzonego ) urządzenia.

Opcja : „ZERO” zaburzeń emitowanych jest nierealna

Urządzenia elektryczne oraz zjawiska naturalne zawsze będą wytwarzały zaburzenia.

Problem źródeł polega na ograniczeniu emisji do akceptowalnego poziomu tj. nie wywołującego zakłóceń ( nie tolerowalnych ) w pracy urządzeń.

EMISYJNOŚĆ elektromagnetyczna - E

Emisja zaburzeń przewodzonych wyrażana jest najczęściej w dB_μA lub dB_μV

I[dB _μA] = 20log I/1μA lub U[dB_μV] = 20log U/1μV

Emisja zaburzeń promieniowanych wyrażana jest najczęściej dB_μA/m lub dB_μV/m

Pole magnetyczne H[dB_A/m] = 20 log H/1A/m

Pole elektryczne E[dB_V/m] = 20log E/1V/m

Fale ( pole ) elektromagnetyczne E[dB_V/m] = 20log E/1V/m

EMISYJNOŚĆ elektromagnetyczna zależy od:

1. rodzaju urządzenia,

2. rozwiązania konstrukcyjnego,

3. użytych elementów,

4. często od stanu pracy

5. często od kierunku emisji ( zaburzenia promieniowane )

Aspekt ekonomiczny.

Zmniejszenie emisyjności → wzrost kosztów

ELEMENTY WRAŻLIWE - ofiary zaburzeń

Najczęstszymi ofiarami zaburzeń stają się elementy i układy elektroniczne.

Stopień zakłócania określają kryteria oceny wyników badania odporności.

Kryterium A

Kryterium B

Kryterium C

ODPORNOŚĆ ELEKTROMAGNETYCZNA - Immunity - I

Odporność na zaburzenia przewodzone wyrażana jest najczęściej w [dBμA] lub [dBμV]

ODPORNOŚĆ elektromagnetyczna zależy od:

1. rodzaju urządzenia,

2. rozwiązania konstrukcyjnego,

3. użytych elementów,

4. często od stanu pracy

5. często od chwili wystąpienia zaburzenia.

Elektronika analogowa

Elektronika cyfrowa

Aspekt ekonomiczny.

Urządzenia wrażliwe ( ofiary):

Zwiększenie odporności urządzenia → wzrost kosztów

( Źródła zakłóceń:

Zmniejszenie emisyjności urządzenia → wzrost kosztów )

SPRZĘŻENIA elektromagnetyczne pomiędzy źródłami i ofiarami zakłóceń

E _A E_BA

C_AB = E _BA / E _A

C_AB < 1 C_AB [dB] < 0

Sprzężenie przez przewodzenie

Sprzężenie przez pole elektromagnetyczne

Sprzężenie przez przewodzenie

propagacja sygnałów zakłócających w środowiskach przewodzących

• przewody

- przewodzące obudowy i inne przewodzące części konstrukcyjne

Problem EMC polega na zmniejszeniu sprzężenia, tj. zmniejszeniu wartości sygnałów zaburzających docierających do ofiar ( urządzeń wrażliwych).

Impedancja połączenia ma wpływ na sygnały zaburzające i użyteczne !

Filtry EMC - warunek: znaczna różnica pomiędzy częstotliwością ( lub innymi parametrami) sygnałów zakłócających i roboczych

Zakłócenia na ogół mają częstotliwości znacznie wyższe od sygnałów roboczych.

Filtry : selektywne,

górno-przepustowe,

dolno-przepustowe

cyfrowe

Sprzężenia przez pole elektromagnetyczne

Energia zaburzeń przenoszonych przez pole

• mała częstotliwość - duże energie, mały zasięg ( na ogół)

• duża częstotliwość - mniejsze energie, większy zasięg ( na ogół)

Rodzaje sprzężenia przez pole EM

sprzężenie poprzez pole magnetyczne - duże I

sprzężenie poprzez pole elektryczne - duże U

sprzężenie poprzez pole elektromagnetyczne (fale elektromagnetyczne - promieniowanie) - duża częstotliwość

Struktura pola elektromagnetycznego - Impedancja falowa

Z_f = E/H [ၗ]

Pole nisko impedancyjne i wysoko impedancyjne

Impedancja falowa w funkcji odległości od źródła pola

Granice pola bliskiego i dalekiego ( odległego )

50Hz ၬ / 2ၰ = 955km

5MHz 9,5 m

50 MHz 0, 95m

500 MHz 9,5cm

Dipol elektryczny - pole elektryczne

Dipol magnetyczny- pętla prądowa

Pole magnetyczne

Redukcja sprzężenia - separacja źródeł i ofiar

• separacja geometryczna - odległości

• separacja elektromagnetyczna - ekranowanie

Ekrany EMC - rodzaj ekranu i jego skuteczność zależy od rodzaju sprzężenia ( pole magnetyczne, elektryczne, elektromagnetyczne)

Propagacja - konwersja sygnałów przewodzonych i promieniowanych