Индуктивные помехи

30-07-2014

В области электромагнитной совместимости одной из главных задач является определение влияния на оборудование электромагнитных помех (ЭМП). Существует достаточно много подходов к классификации ЭМП: в зависимости от источника их возникновения, среды распространения и др. В данной статье мы остановимся на классификации помех по среде распространения и рассмотрим такой вид ЭМП, как индуктивные.

 

 

Среда распространения индуктивных помех

 

По среде распространения электромагнитные помехи разделяются на индуктивные и кондуктивные.

 

Индуктивные помехи распространяются в виде электромагнитных полей в непроводящих средах. Они называются также излучаемыми, или излученными, помехами.

 

 

Деление индуктивных ЭМП

 

Индуктивные электромагнитные помехи подразделяются на:

  • низкочастотные (НЧ) излучаемые;
  • высокочастотные (ВЧ) излучаемые.

 

 

Возникновение и воздействие

 

Индуктивные помехи являются результатом воздействия сильного магнитного поля, которое действует по принципу генератора. В итоге в проводнике может возникнуть ток с относительно низким импедансом, и процесс передачи сигнала нарушится. Стоит отметить, что индуктивные помехи могут быть достаточно мощными для того, чтобы произошло включение либо отключение приборов.

 

Индуктивные помехи характеризуются отсутствием постоянной составляющей частоты, которая может колебаться от самых низких и до самых высоких пределов (более 500 МГц).

 

 

Сценарии воздействия электромагнитных помех

 

Рассмотрим несколько основных сценариев воздействия электромагнитных помех.

 

 

Действие индуктивных электромагнитных помех, наводящих индуктивные ЭМП в информационных сетях

 

ЭДС помехи создается под действием внешнего электромагнитного поля (индуктивный механизм):

 

Создание ЭДС помехи

 

Появившись в проводных коммуникациях, электромагнитные помехи попадают на входы аппаратуры. А дальнейшее их воздействие отличается в зависимости от частоты. Наибольшую опасность представляют ЭМП, находящиеся на одной с рабочими сигналами частоте, так как обычно они минуют входные фильтры и обрабатываются подобно полезным сигналам. Как результат, в канале передачи растет число ошибок, а порой, возможно и физическое повреждение отдельных элементов тракта.

 

Если ЭМП лежат вне рабочей частотной полосы, то чаще всего они оказывают воздействие на схемные элементы вблизи входов аппаратуры. При качественной аппаратуре такими элементами чаще всего выступают фильтры и другие специальные приспособления, ограничивающие перенапряжение. Как следствие, основная угроза состоит в возможном повреждении данных элементов, но рабочая аппаратура при этом бесперебойно продолжает работать.

 

В случае же высокочастотных ЭМП, которые также лежат вне рабочей частотной полосы, совокупность индуктивных и емкостных связей обеспечивает прохождение таких помех через защитные элементы, а, следовательно, и проникновение вглубь рабочей аппаратуры.

 

 

Искажение сигналов в антенных цепях

 

Это имеет отношение к радиоэлектронной аппаратуре. Возникновение помех происходит по аналогии с индуктивным механизмом (см. рисунок выше): электромагнитным полем помехи индуцируется ЭДС помехи в антенных цепях. Отметим, что чаще всего амплитуды наводимых таким образом помех незначительны, чтобы нанести вред входным фильтрам аппаратуры. Угрозу составляют в основном те помехи, рабочая частота которых совпадает с рабочей частотой аппаратуры.

 

 

Попадание помех на входы питания аппаратуры

 

Механизмов, по которым в цепях питания оборудования возникают помехи, достаточно много. Объясняется это обычно большой протяженностью сети питания, которая объединяет различных потребителей. Механизм, описанный для информационных сетей по индуцированию ЭДС внешним полем, а затем проникновению помехи через общее сопротивление, в данном случае также действует.

 

Помимо этого, каждый потребитель из общей сети питания своей работой вносит искажения в формы кривых тока и напряжения в данной сети. Также как помехи может рассматриваться постоянное отклонение от номинальных значений напряжения и частоты питания из-за перегрузок сети, работы в аварийном режиме энергосистемы и др.

 

 

Непосредственное воздействие внешних полей на внутренние цепи аппаратуры

 

Чаще всего такая ситуация наблюдается в двух случаях:

  • аппаратура не имеет экранирующего корпуса;
  • экранирующий корпус есть, но недостаточно его экранирующих свойств.

 

В результате внутри аппаратуры происходит наведение ЭДС помехи. И если эта ЭДС велика, может произойти нарушение работы оборудования. Наибольшая опасность кроется со стороны высокочастотных помех, так как низкочастотные помехи оказывают влияние не на саму аппаратуру, а на ее проводные коммуникации.