2.2 Упрощенные модели передачи электромагнитных помех и методы их снижения

При анализе путей передачи возмущений от источника к при­емнику их следует разделить на две группы: механизм связи обра­зуется посредством прямого электрического контакта между ис­точником и приемником или посредством электромагнитного поля (отдельно электрической или отдельно магнитной составля­ющей, или их совместным воздействием).

Таким образом, может быть сделано первое разделение (клас­сификация) способов передачи помех: гальванические (кондуктивные) связи и связи излучением (полевые связи).

Однако когда возмущение воздействует на приемник посредством гальванической связи, его воздействие на чувствительные цепи может происходить по разному, в зависимости от типа сопротивления (активное или реактивное, собственное или взаимное), по которому протекает ток.

Хотя иногда при передаче возмущения происходит комбина­ция различных физических механизмов воздействия, будем в дальнейшем использовать понятие связь через полное сопротивление, понимая при этом, что при очень низких частотах или при чисто активном характере сопротивления данный способ взаимо­связи может быть назван связью через активное сопротивление.

Способы взаимосвязи без гальванического контакта будем под­разделять на три различные категории в зависимости от того, мо­гут ли электрическая и магнитная составляющие магнитного поля рассматриваться отдельно или необходимо совместное рассмотре­ние электрической магнитной составляющих.

Таким образом, может быть предложена следующая классифи­кация способов передачи возмущений:

• связь через общее сопротивление (в том числе связь через активное сопротивление);

• индуктивная, или магнитная связь (магнитное поле в ближней зоне);

• емкостная, или электрическая связь (электрическое поле в ближ­ней зоне);

• связь излучением, или электромагнитная связь (поле в дальней зоне).

Теория цепей может быть применена для рассмотрения только трех первых видов взаимосвязи. Четвертый способ требует для своего рассмотрения применения одной из более общих теорий.

В действительности ни один из указанных видов связи не су­ществует в отдельности, однако, обычно, по меньшей мере, в диа­пазоне низких или средних частот, один из них превалирует над остальными.

Для всех механизмов связи возможно определить передаточную функцию между источником энергии и оборудованием, подвержен­ным помехе, или приемником.

Передаточная функция может представлять собой полное сопротивление, полную проводимость или безразмерную величину, в зависимости от типа приложенной величины и результата ее действия на цепь (т.е. в виде тока или напряжения).

Во всех случаях электромагнитное взаимодействие между ис­точником ( , ) и приемником ( , ) может быть смоделирова­но четырехполюсником, представленным на рисунке 2.1, причем в наиболее простых случаях Т - образной схемой замещения, со­держащей полные сопротивления , и .

На этом и последующих рисунках, символ (в случае, если от­сутствует понимание его как обозначение напряженности элект­рического поля) используется для обозначения источника напря­жения, а символ для обозначения падения напряжения или на­веденной ЭДС. Данная модель, в которой обратным проводом обычно является земля, предполагает два направления для сниже­ния коэффициента взаимосвязи между источником и приемни­ком: короткозамкнутая цепь и разомкнутая цепь.

Очевидно, что если сопротивление равно нулю, энергия из источника не может быть передана приемнику. Аналогично, если какое-либо из сопротивлений и (или же оба) бесконечно ве­лики (т.е. цепь разомкнута), приемник также не может получить энергию из источника. Следует отметить, что идеально коротко­замкнутую или разомкнутую цепь создать невозможно, так как даже при наилучшем исполнении существуют паразитные индук­тивности и емкости.

Направление на создание короткозамкнутой цепи предполага­ет уменьшение сопротивления всех заземляющих проводников и, в частности, их индуктивности, влияние которой становится наи­более заметным при высоких частотах.

Рисунок 2.1 – Схема замещения источника возмущения и приемника электромагнитного взаимодействия с элементами связи , и

Направление на создание разомкнутой цепи подразумевает изолирование приемника от источника либо через увеличение расстояния между ними, либо введением искусственных преград на пути помех (уменьшение коэффициента связи), либо создани­ем отдельных сетей заземления с присоединением к земле в одной точке.

Количественно возмущения обычно характеризуют величиной напряжения на оборудовании, а оно часто является результатом протекания токов в элементах заземляющих или экранирующих устройств, поэтому понятие передаточного сопротивления играет важную роль при рассмотрении.