Воздействие электромагнитных полей на конструкцию ЭС

 

Предваряя рассмотрение вопросов оптимального построения конструкции ЭС, определим несколько основных понятий.

Помехой будем называть внутреннее или внешнее воздействие на ЭС, приводящее к искажению полезного сигнала и содержащейся в нем информации во время приема, переработки, хранения.

Помехоустойчивость ЭС - свойство аппарата противостоять воздействию определенной помехи в заданных условиях.

Электромагнитная совместимость- свойство ЭС, совместно работать с определенным носителем или объектом установки ЭС, выполняя свои функции в условиях наличия электромагнитных полей. (Существуют и другие толкования указанного свойства в различной литературе).

Очевидно, что источником помех в ЭС являются электромагнитные поля как во вне, так и внутри конструкции ЭС. Так возникают понятия внешней и внутренней помехи.

Результатом воздействия помех на ЭС является снижение надежности функционирования вплоть до отказа аппарата.

С развитием радиоэлектроники борьба с помехами приобретает все большую актуальность в следствии:

1) увеличения уровня внешних помех за счет введения ЭС в сложные технические системы, внутри которых находится обычно большое число устройств с электромеханическими узлами, служащими источниками внешних полей;

2)  увеличение уровня внутренних помех за счет повышения плотности размещения элементов ЭС, приводящей к возрастания роли внутреннего электромагнитного поля;

3)

уменьшения энергетических возможностей информационного сигнала на фоне возрастающих помех.

 

Рис. 9.1. Классификация помех.

Помехи можно классифицировать различными способами. Наиболее приемлемый для данного рассмотрения указан на рис. 9.1. Следуя такой классификации в дальнейшем, подробно разбираются все виды помех.

 

9.2. Способы обеспечения помехоустойчивости ЭС

 

Рис. 9.2. Схема воздействия.

 

Рассмотрим с общих позиций задачу построения помехоустойчивой конструкции ЭС. Пусть на некоторой защищаемый объект воздействует энергия электромагнитного поля (рис.9.2.). В качестве объекта может выступать как ЭС в целом, так и отдельные его элементы и узлы.

Задача конструктора в данном случае может быть сформулирована следующим образом: необходимо разработать такую систему S, которая включала бы обязательно элемент g₁ - объект, и, возможно, некоторые дополнительные элементы Г_доп - элементы защиты, и которая обеспечивала бы функционирование объекта в условиях известных помех, т.е. найти в общем случае S = { П, Г, µ, Е}, где П - принципы действия системы; Г – элементы системы S, µ - структура (схема) системы; Е - параметры системы.

Очевидно, что комплексная задача проектирования состоит из задач синтеза и анализа системы S. Синтез в общем случае включает в себя синтез принципов П, синтез состава элементов Г, синтез схемы µ и синтез параметров Е системы S.

Рассматривая возможные принципы П построения помехоустойчивых конструкций, можно утверждать, что реально в настоящее время применяются всего несколько известных:

1) р₁ – принцип изолирования объекта от воздействующего поля; при этом возможны варианты реализации в виде отражения,поглощения, комплексации воздействующего поля;

2) р₂ – принцип повышения помехоустойчивости собственно защищаемого объекта.

Возможно еще и совместное использование двух принципов: изоляция с одновременным повышением помехоустойчивости объекта, П={ р_1, р₂ }.

Анализ возможных элементов для реализации принципа изоляции р₁ дает основной элемент g₂ системы защиты – экран. Выбор формы экранов и параметров Е экранов будет рассмотрено далее.

Реализация принципа р₂ – повышения помехоустойчивости самого защищаемого объекта – возможна за счет различных подходов. Обычно их делят на:

1) системные; например, переход вместо аналоговой на цифровую обработку информационных сигналов;

2) схемотехнические; например, использование фильтров и компенсационных схем;

3) конструкторские; именно эти способы будут рассматриваться в дальнейшем.

Схемы µ систем и параметры Е элементов таких конструктивных систем защиты рассматриваются далее. Анализ поведения известной конструкции ЭС в условиях помехи выполняется различными способами, в том числе – и формализовано, расчетным путем используя известные методы анализа электрических цепей при различных сигналах.