21. Емкостное влияние помех в токовых контурах с большой емкостью относительно «земли» и методы его снижения

В длинных заземленных с одной стороны линиях при появлении изменяющегося напряжения протекает ток помехи i_n, обусловленный емкостями C₁ и С₂, и вследствие несимметрии относительно земли часть синфазного напряжения преобразуется в противофазное напряжение U_n, суммирующееся с напряжением сигнала, см. рис. 3.11.

Если считать изменяющимся по синусоидальному закону, например с частотой сети, можно записать выражение для напряжения помехи при .

.

Из следует, что при бесконечно высокой частоте

Учитывая все изложенное выше, можно предложить следующие средства борьбы с помехами:

- устранение соединения с землей, что не всегда рекомендуется и при высоких частотах не эффективно;

- выполнение контура предельно низкоомным (малые значения Rи Rпp);

- экранирование линии;

- симметричное относительно земли выполнение линий передачи сигналов при полной симметрии Un=0;

- введение на приемном конце элементов, разделяющих потенциалы (реле, оптической развязки, разделительного трансформатора);

- применение световодов.

22. Фильтры, их принцип действия и основные характеристики

Представляют собой элементы, обеспечивающие затухание помех, поступающих по проводам. Их применение предполагает, что спектральные составляющие полезного сигнала и помехи достаточно отличаются. Это позволяет при соответствующих параметрах фильтра обеспечить избирательное подавление помех при отсутствии заметного искажения полезного сигнала. Достигаемый эффект можно характеризовать коэфиц-ом затухания, отношением напряжения на приемнике при наличии фильтра и без него. Коэф-т затухания обычно приводится в виде десятичного lg и выражается в дБ. Фильтры также ставят в цепях питания.

23. Разрядники, их виды, принцип действия и основные характеристики

Разрядники используются для ограничения перенапряжений. На практике они выполняют функцию грубой защиты. Газонаполненный разрядник представляет собой 2 электрода с фиксированным расстоянием между ними, помещенные в герметичный керамический или стеклянный корпус, заполненный инертным газом. Защищаемый элемент такой разрядник загружает слабо, т.к. сопротивление изоляции между электродами составляет 1011 Ом, а емкость 10 пФ. Если воздействующее напряжение превышает напряжение пробоя, то происходит разряд между электродами. При этом сопротивление разряда на 10 порядков понижается. Разрядники со скользящим разрядом содержат между электродами изоляционный материал. Эти разрядники способны обрывать сопровождающие токи и поэтому подходят для грубой защиты в цепях эл питания.

При напряжении, меньшем напряжения пробоя, разрядник представляет собой диэлектрик с сопро­тивлением более 100 МОм. Когда напряжение дости­гает величины пробоя (Uа), возникает тлеющий раз­ряд. Напряжение тлеющего разряда (Ugl) составляет 70-150 В (в зависимости от типа разрядника) при токе от 100 мА до 1,5 А. При дальнейшем росте напряже­ния тлеющий разряд переходит в дуговой разряд с напряжением дуги (Ubo) 10-25 В независимо от вели­чины тока. После понижения напряжения до величи­ны напряжения погасания разрядник переходит обрат­но в высокоомное состояние. При использовании раз­рядников в цепях с дистанционным питанием необхо­димо убедиться, что величина его напряжения не пре­вышает напряжения погасания разрядника. Пропуск­ная способность газонаполненных разрядников может быть очень велика. Напряжение пробоя в сильной сте­пени зависит от крутизны фронта импульса.