БРЭО. Руководство видк. 460009. 008
 Скачать 0.83 Mb.
|
|
Э = I/I´ = U/U´ = E/E´ = H/H´ В радиотехнике эффективность экранирования дают в децибелах: A = 20 lg Э [дБ] Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 34 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 18 Элементы индикации, смотровые окна и вентиляционные отверстия В силу того, что смотровые окна и панели индикаторов занимают значительную площадь, их следует рассматривать как наиболее слабое место в корпусе изделия с точки зрения помехоэмиссии. В зарубежных образцах, как правило, смотровые окна и панели индикаторов закрывают электропроводящим материалом или покрытием, которые должны иметь надежную электрическую связь с окружающим его металлическим экраном. В качестве такого экранирующего материала часто применяют тонкую черненую проволочную сетку или покрытие стекла в вакууме тонкой пленкой золота. Такие меры ухудшают на 20 – 40% оптические свойства чистого стекла из – за дифракционных явлений сетки или влияния металлизированного покрытия стекла. Все электропроводящие металлические покрытия стекла в вакууме имеют, как правило, плохую эффективность поскольку имеют поверхностное электрическое сопротивление несколько Ом/м² и вносимое ослабление электромагнитных полей будет полностью определяться потерями на отражение. Применение металлической сетки более эффективно по сравнению с полной металлизацией стекла с точки зрения снижения уровня помехоэмиссии. Вентиляционные отверстия должны быть закрыты металлической сеткой из материала с высокой электропроводностью (латунь, медь). Если вентиляционные отверстия имеют одинаковую геометрическую форму и расположены на расстоянии, соизмеримом с 0,5 минимальной длины волны рабочего диапазона, то уменьшение степени экранирования по отношению к одиночному отверстию такого же размера примерно пропорционально корню квадратному от числа отверстий. Иными словами – применение металлической сетки с большим числом малых отверстий всегда эффективнее малого числа перфорированных отверстий большого диаметра. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 35 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 19 Полное экранирование Полное экранирование и фильтрация цепей – меры взаимодополняющие. Полное экранирование обеспечивает защиту от непосредственного воздействия электромагнитного поля на внутренние трассы и электрические линии связи, а также снижение напряженности поля ЭМП, создаваемого работой узла, сборочной единицы и изделия в целом до необходимого уровня. Несмотря на то, что теоретически можно ослабить влияние ЭМП более чем на 200 дБ в диапазоне частот от десятков герц до оптического диапазона, практически эти значения будут гораздо меньше расчетных. Любой экран имеет отверстия, щели, неоднородность проводимости на стыке сопрягаемых деталей. 19.1 Критерии выбора материала для полного экранирования Экранирование электромагнитных полей СЧ, ВЧ и более высоких частот осуществляется за счет индуцирования в материале экрана вихревых токов. Для эффективного отвода индуцированных вихревых токов корпус такого экрана заземляют конструктивным элементом с низким значением собственной индуктивности. Специфика условий эксплуатации бортового авиационного оборудования налагает ряд требований к обеспечению ЭМС изделий и систем в условиях воздействия внешних электромагнитных полей от 30 МГц до 12 ГГц, а для сертифицируемого оборудования – до 18 ГГц включительно. Ввиду этого обстоятельства для экранирования электромагнитных полей необходимо использовать материл с высокой электропроводностью, такой, как медь, алюминий, латунь. Большая часть индуцированных в материале экрана вихревых токов в соответствии с поверхностным эффектом (скин-эффектом), действует до определенной глубины экрана. Показатель проницаемости δ характеризует глубину, на которой напряженность электрического поля падает в e раз по сравнению с напряженностью электрического поля на поверхности экрана. Для изготовления экранов следует выбирать материал с высоким значением электропроводности, толщиной d>3*δ(мм), Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 36 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 при этом значение показателя проницаемости δ рассчитывается для нижней граничной частоты рабочего диапазона (рекомендуемое значение 10 кГц). С ростом частоты электромагнитных полей численное значение показателя проницаемости δ уменьшается и в диапазоне СВЧ будет составлять несколько десятков микрометров. В этом диапазоне особую значимость приобретает электропроводность поверхностного слоя материала экрана. Эффективность экранирования экрана в диапазоне СВЧ может быть повышена за счет повышения электропроводности поверхностного слоя материала путем нанесения на поверхность экрана гальванического покрытия с соответствующим показателем электропроводности. Как правило, и мировая практика это подтверждает, в таких случаях применяется гальваническое покрытие материала экрана серебром. 19.2 Неоднородность электромагнитного экрана Как уже отмечалось, теоретически можно ослабить влияние электромагнитных полей более чем на 200 дБ в диапазоне частот от десятков герц до оптического диапазона, однако практически результаты будут гораздо меньше расчетных. Любой экран имеет отверстия, щели, неоднородность проводимости на стыке сопрягаемых деталей. Все стыки сопрягаемых конструктивных элементов можно подразделить на физически неоднородные и однородные. К первым относятся соединения, выполненные точечной сваркой, заклепками, винтами и т.п., иными словами, во всех случаях, когда соединение теряет непрерывность и образуются щели, выступы, изгибы, и прочие неоднородности, свободно проницаемые для электромагнитных волн. Основываясь на критерии граничной частоты волновода, затухание в таких щелях можно рассчитать по следующему уравнению: А = 0,00018*L*F√(Fc/F)²-1 [дБ], где L – глубина щели, мм Fc – граничная частота, МГц F – частота, для которой производится расчет, МГц Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 37 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 Fc = 150000/h - для прямоугольной щели и Fc = 175500/h - для щели круглого сечения; где h – наибольший поперечный размер щели, мм. Отверстия для подстроечных элементов и элементов регулировки, таких как потенциометр, также нарушают однородность экрана. Отверстия, с установленными в них осями образуют коаксиальный волновод для ЭМП. Как правило, выступающая ось может оказаться антенной. В этом случае рекомендуется применение потенциометров с осями из диэлектрика, либо специальные уплотнительные кольца. Поскольку отверстия под кнопки, светодиоды, индикаторные лампы нарушают однородность экрана, они требуют специальных мер для их защиты. Для защиты от паразитных радиозлучений через такие отверстия кнопку, блок кнопок или индикаторную лампу и т.п. монтируют в небольшой экран. Монтаж такого экрана производится с внутренней стороны панели аппаратуры. Этот экран должен быть металлизирован с панелью, на которую производится его установка. Для достижения высоких результатов электромагнитного уплотнения сопрягаемых конструктивных элементов все чаще применяют электромагнитные прокладки. Повышение эффективности экранирования таким способом базируется на том, что любые поверхности не могут быть идеальными и обладают шероховатостью поверхности. Существует два вида прокладок: обеспечивающие элекрический контакт с очень малым электрическим сопротивлением по всей длине сопрягаемых деталей и прокладки, поглощающие радиоизлучения в определенном диапазоне частот. Необходимо, чтобы на стыках сопрягаемых деталей изгибы, выступы, отверстия, щели, неоднородность проводимости были сведены к минимуму, а металлизация составных частей экрана осуществлялась конструктивными элементами из материала с высокой электропроводностью и низким значением собственной индуктивности. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 38 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 19.3 Эффективность экранирования Эффективность экранирования электрических полей почти полностью определяется наличием короткого замыкания между собственно экраном и корпусом аппаратуры. Качество металлизации экрана с корпусом изделия при этом играет практически определяющую роль. Для получения высокоэффективного экрана и хорошего экранирования внешних и внутренних электромагнитных излучений металлизация составных частей экрана должна осуществляляться конструктивными элементами из материала с высокой электропроводностью и низким значением собственной индуктивности. Это положение справедливо для всех корпусов пультов, индикаторов, блоков и другой аппаратуры. Корпус аппаратуры выполняет не только функции несущей конструкции, но и функции экрана электромагнитных полей, защищая внутренние элементы, МПП и электромонтажные соединения от вредного воздействия внешних электромагнитных полей и обеспечивая экранирование собственных радиоизлучений в окружающее пространство. В общем виде под эффективностью экранирования понимают отношение токов, напряжений, напряженностей электромагнитных полей в экранируемом пространстве или на конце фильтруемого электрического проводника при отсутствии и наличии экрана: Э = I/I´ = U/U´ = E/E´ = H/H´ В радиотехнике эффективность экранирования дают в децибелах: A = 20 lg Э [дБ] Полное экранирование является в первую очередь конструктивным решением и здесь в полном объеме не рассматривается. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 39 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 20 Принцип соответствия Ввиду того, что пути и механизмы паразитных связей применительно к помехоустойчивости и помехоэмиссии одинаковы, представляя собой в основном резонансные явления, усиливающие эти связи на определенных частотах, можно утверждать, что: - частоты, на которых помехоэмиссия превышала нормируемый уровень, будут те же, на которых имеют или могут иметь место проблемы с помехоустойчивостью; - соответственно, изменив параметры механизма паразитных связей, снизив помехоэмиссию в определенном диапазоне частот, будет увеличена помехоустойчивость в том же диапазоне частот. Однако из-за различий в фактических характеристиках функционирования источника и рецептора ЭМП, а также того, насколько они линейны и какова связь между ними, придавать стопроцентную достоверность этому принципу не стоит. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 40 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 21 Объемный резонанс В любом корпусе изделия и отдельно экранированного узла возникают резонансы. Резонансная частота определяется геометрическими размерами этого объема. Стоячие волны формируются между противоположными сторонами этих экранированных объемов. Напряженность электрического поля максимальна в середине такого объема, а магнитного поля – на сторонах. Эти явления напрямую отражаются на максимумах помехоэмиссии в определенных частях экранированного объема, поскольку ухудшают эффективность экранирования на резонансных частотах. Кроме того по стенкам корпуса на резонансных частотах протекает максимальный ток ЭМП. Применение электромагнитных поглотителей и специальных красок с ферритовым наполнителем снижает уровень объемного резонанса. Заполнение объема модулями, жгутами и другими компонентами сдвигает резонансную частоту этого экранированного объема и снижает амплитуду резонансов, но не исключает явление объемного резонанса полностью. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 41 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 22 Радиолокационные станции как источники ЭМП Радиолокационные станции являются мощным источником ЭМП. Как правило РЛС излучают короткие импульсы от нескольких киловатт до сотен киловатт, занимая при этом часть спектра от 250 МГц до 40 ГГц. Когда самолет или вертолет пролетает луч радара в структуре летательного аппарата (ЛА), которая служит как эквипотенциальная поверхность (плоскость заземления), протекают индуцированные токи. Значение этого фактора очень велико, поскольку эта плоскость заземления бортового оборудования ЛА несет те же токи, что и внутренние кабельные соединения. В этом случае возможна паразитная связь в антенном режиме. В режиме антенны токи в кабеле и плоскости заземления протекают в одном направлении. Эти токи не являются следствием внутренних шумов, ЭМП, создаваемых работой бортового оборудования. Они имеют место только в случае облучения электромагнитным полем всей системы, включая плоскость заземления. Таким образом, токи в антенном режиме являются только проблемой восприимчивости системы к внешним воздействиям электромагнитных полей. Существует широкий ряд конструкционных радиопоглощающих материалов и экранирующих радиопоглощающих покрытий отечественной разработки. Конструкционные радиопоглощающие материалы представляют собой композитные структуры и могут нести силовые нагрузки, не снижая свою эффективность в широком диапазоне частот. Экранирующие радиопоглощающие покрытия применяются для устранения отражений от конструкции внутренних отсеков, которые защищены радиопрозрачными конструктивными элементами. Методы борьбы – качественное экранирование критичных цепей и узлов, применение электромагнитных уплотнителей щелей и других неоднородностей между сопрягаемыми деталями, конструкционных радиопоглощающих материалов и экранирующих радиопоглощающих покрытий, качественная лталлизация экранирующего слоя электрических проводов и элементов конструкции аппаратуры. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 42 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 23 Электромагнитный импульс как источник ЭМП Электромагнитный импульс является довольно мощным источником ЭМП. Воздействие ЭМИ на бортовое оборудование аналогично воздейст- вию ЭМП, создаваемых РЛС в структуре ЛА, бортового РЭО и кабельных линиях связи ( см. раздел 22). Особое внимание Международного радиосоюза (URSI), Международ- ной электротехнической комиссии (МЭК) и военных специалистов уделя- ется этому вопросу в связи с развитием электронных средств генерации преднамеренных ЭМИ высокой мощности. Так, например, современные средства преднамеренной электронной генерации ЭМИ на варикаторах способны развивать мощность до 40 ГВт в сантиметровом и дециметровом диапазонах, на основе релятивистских генераторов – до 80 ГВт, а на основе разряда газа высокого давления возможна генерация миллиона импульсов с частотой повторения в несколько килогерц при напряжении более 5 MB и мощностью несколько сотен гигаватт в наносекундном диапазоне. В отличие от РЛС, ЭМИ, обладая значительно меньшей длительностью, способен создать гораздо более высокий уровень напряженности поля ЭМП, достигающий (в зависимости от мощности и расстояния до эпицентра ЭМИ) нескольких десятков кВ/м. В условиях электромагнитных полей высокой интенсивности, вызванных ЭМИ, между конструктивными элементами ЛА и бортового РЭО с плохой металлизацией могут происходить электрические разряды, в структуре ЛА, бортового оборудования и кабельных линиях связи протекают индуцированные токи, значение которых в первую очередь пропорционально площади контура цепи. Таким образом, реакция элемента, узла, системы на воздействие ЭМИ является только проблемой восприимчивости системы к внешним воздействиям электромагнитных полей. Методы борьбы аналогичны методам раздела 22 “ Радиолокационные станции как источники ЭМП ” настоящего Руководства. Особую значимость приобретает снижение площади контура, подключенного к приемной цепи и качество металлизации конструктивных элементов. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 43 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 24 Линии электропередач как источник ЭМП Высоковольтное оборудование линий электропередач, равно как вы- соковольтные устройства и отдельные узлы бортового РЭО являются серьезным источником ЭМП. ЭМП от ЛЭП обладают большой длительностью импульса помехи и меньшей частотой заполнения, чем системы зажигания. Длительность им- пульса ЭМП от ЛЭП измеряется преимущественно миллисекундами. Наряду с этим в спектре ЭМП регистрируются отдельные импульсы длительностью 2-10 нс. Такие короткие импульсы обусловлены в первую очередь коро- нарными разрядами на ЛЭП. Уровень ЭМП существенно возрастает в усло- виях повышенной влажности воздуха, тумане или дожде. Кроме того, ЛЭП является источником электромагнитных полей высокой интенсивности. Таким образом, проблема данного вида ЭМП в первую очередь каса- ется восприимчивости бортового оборудования вертолетов и наземного оборудования, размещаемого в непосредственной близости от ЛЭП. Методы защиты бортового оборудования от воздействия этого вида ЭМП преимущественно конструктивные – качественное экранирование критичных цепей и узлов, применение электромагнитных поглотителей и специальных красок с ферритовым наполнителем, хорошая металлизация экранирующего слоя электрических проводов и элементов конструкции аппаратуры. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 44 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 25 Асимметрия фронтов импульсов переключения Асимметрия длительности фронта и спада импульса приводит к генерации как четных, так и нечетных гармоник. Необходимо отметить, что из-за различия между цепями высокого и низкого уровня для генератора и нагрузок, подавляющее большинство логических схем обладает асимметрией длительности фронта и спада, что объясняет отчасти преимущественное присутствие в высокочастотной части спектра четных гармонических составляющих. Результаты испытаний изделий на соответствие требованиям ОСТ В1 02696-90 наглядно подтверждают это. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 45 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 26 Неиспользуемые входные цепи логических интегральных схем Напряжение ЭМП, индуцированное на неиспользуемых входах логических ИС способно привести к сбоям, а для КПОП интегральных схем – к выходу из строя логического элемента или схемы. Вопрос о неиспользуемых входных цепях логических интегральных схем решается разработчиком с учетом особенностей конкретного типа схемотехнологии применяемых ИС. Для ЭСЛ неиспользуемые входы ИС можно оставить неподключенными ввиду того, что схемотехника этого вида ИС содержит активную нагрузку по входу, связанную с источником электропитания, что обеспечивает хорошую устойчивость по неиспользуемым входам ИС. Для КМОП и ТТЛ(Ш) интегральных схем неиспользуемые входы разомкнутыми не оставляют, причем для схемотехнологии КМОП эта рекомендация переходит в разряд обязательных требований. Из-за высокого значения входного сопротивления на разомкнутых входах таких ИС легко наводятся ЭМП, которые вносят сбой в работу логического элемента или схемы. В ряде случаев подключение неиспользуемых входов к задействованным возможно, но не желательно, поскольку приводит к увеличению нагрузки на источник сигнала и, как следствие, снижает его быстродействие. Кроме того, повышенное импульсное энергопотребление способствует неоправданному увеличению рассеиваемой мощности и увеличению помехоэмиссии от шин электропитания, к которым эти ИС подключены. Потенциал (напряжение смещения) на неиспользуемых входах должен быть таким, чтобы обеспечить при этом наименьшую мощность рассеяния ИС. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 46 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 27 Интермодуляционные составляющие ЭМП В бортовой радиоэлектронной аппаратуре этот вопрос очень актуален из-за многообразия тактовых частот, частот обмена и гармонических составляющих этих импульсных сигналов. Близкое размещение трасс с этими сигналами, наличие паразитных связей этих электрических линий в ограниченном объеме конструкции способствует расширению спектра ЭМП за счет явления интермодуляции. Практические измерения и анализ результатов испытаний изделий свидетельствует о наличии интермодуляционных составляющих, которые становятся наиболее опасными в пределах резонансных структур элементов конструкции, печатного и объемного монтажа. Методы снижения интермодуляционных составляющих базируются на рекомендациях, приведенных выше, которые направлены в первую очередь на снижение паразитных параметров конструктивных элементов, снижение помехоэмиссии МПП, модулей, кабелей и жгутов, снижение крутизны фронтов передаваемых импульсных сигналов там и в тех случаях, где это возможно, тщательная экранировка критичных цепей и качественная металлизация конструктивных элементов, электрических соединителей, экранирующего слоя кабелей и жгутов. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 47 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 28 Неиспользуемое пространство памяти программ Под воздействием ЭМП возможен сбой счетчика команд и обращение микропроцессора к неиспользуемому данной программой пространству памяти. В этом случае, любые, находящиеся там данные, микропроцессор интерпретирует как команды программы. Хорошим решением в таком случае является запись во все неиспользуемые ячейки памяти команды JMP RESET, по достижении которой микропроцессор перезагрузится, или кода «несуществующей (запрещенной)» команды, которая вызовет сигнал прерывания по «несуществующему» коду операции. Эти рекомендации должны указываться в «Руководстве по примене- нию и программированию» изделия. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 47а Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 29 Излучения и помехи в волоконно-оптических линиях По показателям помехоустойчивости и уровню радиоизлучений волоконно-оптические кабели вне конкуренции. В этих линиях энергию сигнала передают не электроны а фотоны. Волоконно-оптические кабели и системы на их основе имеют отличные показатели по молниестойкости, помехоустойчивости к радиоизлучениям от различных источников помех в широком диапазоне частот, не подвержены негативному влиянию электростатических разрядов и других источников электромагнитных сигналов. Они допускают неограниченную плотность трассировки в одном жгуте без применения дополнительных мер защиты от ЭМП. Однако и у таких качественных с точки зрения ЭМС каналов связи есть слабые места и присущие им недостатки, сказывающиеся на их работе. В подавляющем большинстве случаев причиной шумов и помех волоконно-оптических систем являются: - собственно схема самого приемника и шумовые характеристики входного тракта приемника; - перекрестные помехи, возникающие внутри приемника; - помехи в МПП, подробно описанные в настоящем Руководстве; - непосредственная перекрестная связь между соседним оптическим передатчиком и приемником. Этот вид помех возникает только при непосредственной близости друг от друга приемника и передатчика. Наихудший случай с точки зрения ЭМС представляет обрыв оптического волокна, отключение электропитания или неисправность источника сигнала на дальнем конце волоконно-оптической линии, что приводит к увеличению коэффициента усиления приемника до предела системой АРУ. В такой ситуации, когда чувствительность приемника максимальна, он начинает воспринимать перекрестные помехи от ближайшего передатчика, принимая ЭМП от него за полезный сигнал. Кроме того, оптический передатчик,как правило, достаточно мощный источник ЭМП, монтируемый рядом с отверстием в экранирующем корпусе. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 48 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 30 Нормативные ссылки В настоящем Руководстве использованы ссылки на следующие нормативные документы: ГОСТ 14777-76 Радиопомехи индустриальные. Термины и определения ГОСТ 30372-95/ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения ГОСТ В 25232-82 Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная ГОСТ Р 51317.4.2-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам. Требования и методы испытаний ОСТ В1 02696-90 Оборудование бортовое. Общие требования на допустимые уровни создаваемых электромагнитных помех и методы их измерений ОСТ В1 02763-95 Оборудование бортовое авиационное. Общие требования восприимчивости к электромагнитным помехам и методы контроля ЕНЛГС Единые нормы летной годности самолетов П.8.1.4.1. Технические требования к характеристикам элементов функциональных систем самолета, определяющим электромагнитную совместимость (подраздел 1) KT-160D Квалификационные требования. Условия эксплуатации и окружающей среды для бортового авиационного оборудования. Квалификационный базис требований к аппаратуре гражданской авиации и методы испытаний. ГОСТ 24375-80 Радиосвязь. Термины и определения ГОСТ В 20.39.308-76 раздел 5 Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 49 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 31 Перечень принятых сокращений В тексте настоящего Руководства применены следующие сокращения: ЭМП – электромагнитная помеха. ФРП – фильтр радиопомех. ОНЧ – очень низкие частоты – радиочастоты от 3 до 30 кГц. НЧ – низкие частоты – радиочастоты от 30 до 300 кГц. СЧ – средние частоты - радиочастоты от 300 до 3000 кГц. УКВ – ультракороткие волны - диапазон радиочастот от 30 до 300 МГц. СВЧ – сверхвысокие частоты – радиочастоты от 3 до 30 ГГц. ТЗ – техническое задание. АЧХ – амплитудно-частотная характеристика. ЭМИ – электромагнитный импульс. МПП – многослойная печатная плата. ИС – интегральная схема. АЦП – аналого-цифровой преобразователь. ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь. ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. ОУ – операционный усилитель. ЛЭП – линии электопередач. ЛА – летательный аппарат. АРУ – автоматическая регулировка усиления Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 50 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 32 Перечень принятых терминов и определений В настоящем Руководстве применены термины и определения, установленные в ГОСТ 14777-76, ГОСТ 24375-80, ГОСТ 30372-95/ГОСТ Р 50397-92, ГОСТ Р 51317.4.2-99, ОСТ В1 02696-90, ОСТ В1 02763-95, ЕНЛГС П.8.1.4.1, а также следующие: ЭМС – электромагнитная совместимость – способность электронного, оптико-электронного или другого бортового оборудования самолетов и вертолетов функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке, не создавая своей работой электромагнитных помех, превышающих нормируемый уровень. ЭСР – электростатический разряд – импульсный перенос электростатического заряда между объектами, физическими телами, узлами или конструктивными элементами с различными электростатическими потенциалами. РЭО – электронное и (или) оптико-электронное оборудование самолетов и вертолетов. Помехоустойчивость – устойчивость к воздействию электромагнитной помехи – способность бортового РЭО сохранять заданное качество функционирования в условиях воздействия внешних электромагнитных помех с регламентируемыми значениями параметров. Помехоэмиссия – электромагнитные помехи, создаваемые работой бортового электронного или оптико-электронного оборудования самолетов и вертолетов, распространяющиеся в шинах электропитания и в виде электромагнитного излучения. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 50а Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 33 Список используемой технической литературы В настоящем Руководстве использованы также технические материалы по вопросам ЭМС из следующих источников: MIL-STD-461E – военный стандарт США “Требования по контролю характеристик электромагнитного взаимодействия подсистем и оборудования” MIL-STD-462D – военный стандарт США “Измерение характеристик электромагнитного взаимодействия подсистем и оборудования” Д.Н.Шапиро “Основы теории электромагнитного экранирования” // Л: Энергия, 1975 г. Под ред. М.Сокольника “Справочник по радиолокации”, Нью-Йорк, 1970, пер.с англ. в 4-х томах под ред. К.Н.Трофимова и П.И.Дудника // М: Советское радио, 1977 г. Г.Отт “Методы подавления шумов и помех в электронных системах”, пер.с англ. Б.Н.Бронина, под ред. к.т.н. М.В.Гальперина // М: МИР, 1979 г. Составитель Д.Р.Ж. Уайт “Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи”, Джермантаун, 1971-1973 г. Вып.1, Общие вопросы ЭМС. Межсистемные помехи., пер.с англ. А.И.Сапгира // М: Советское радио, 1977 г. Составитель Д.Р.Ж. Уайт “Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи”, Джермантаун, 1971-1973 г. Вып.2, Внутрисистемные помехи.и методы их уменьшения, пер.с англ. А.И.Сапгира // М: Советское радио, 1978 г. Составитель Д.Р.Ж. Уайт “Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи”, Джермантаун, 1971-1973 г. Вып.3, Измерение электромагнитных помех и измерительная аппаратура, пер.с англ. А.И.Сапгира // М: Советское радио, 1979 г. М.Л.Волин “Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратуре”, 2-е изд. // М: Радио и связь, 1981 г. П.П.Гелль, Н.К.Иванов-Есипович “Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры” // Л: Энергоатомиздат, 1984 г. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 50б Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 Под общей ред. В.Краузе “Конструирование приборов” в 2-х кн., пер.с нем. В.Н.Пальянова, под ред. О.Ф.Тищенко // М: Машиностроение, 1987 г. Л.Н.Кечиев, А.Д.Князев., Б.В.Петров “Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости” // М: Радио и связь, 1989 г. Дж.Барнс пер.с англ. “Электронное конструирование:методы борьбы с помехами” // М: МИР, 1990 г. А.Шваб “Электромагнитная совместимость”, пер. с нем. В.Д.Мазина и С.А. Спектора под ред. И.П.Кужекина // М: Энергоатомиздат, 1995 г. Е.Угрюмов “Цифровая схемотехника” // СПб: БХВ-Санкт-Петербург, 2001 г. В.А.Яцкевич, Ю.Н.Викулов “Экраны для защиты от электромагнитных волн СВЧ-диапазона” // сб.науч.докл.IV Межд.симп.по ЭМС и электромагнитной экологии, СПб: 2001 г. Н.С.Вернигоров и др. “Экспериментальные исследования воздействия импульсного СВЧ-излучения на материалы” // Информост, №6, 2002 г. Т.Уильямс “ЭМС для разработчиков продукции” // пер.с англ. М: ИД Технологии, 2003 г. Т.Уильямс “ЭМС для систем и установок” // пер.с англ. М: ИД Технологии, 2004 г. Т.Р.Газизов “Преднамеренные электромагнитные помехи и авионика” // Успехи современной радиоэлектроники, №2, 2004 г. “Электромагнитная совместимость в радиоэлектронных системах” обзор, // М: ООО Авиакосмические технологии, 2005 г. Джонсон, Говард В.,Грэхем, Мартин “Высокоскоростная передача цифровых данных:высший курс черной магии”, пер.с англ. // М: ИД Вильямс, 2005 г. Джонсон, Говард В.,Грэхем, Мартин “Конструирование высокоскоростных цифровых устройств:начальный курс черной магии”, пер.с англ. // М: ИД Вильямс, 2006 г. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 50в Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 “Авиационные системы в XXI веке” сб.докладов научно-тех.конф., М: 2006 г. Л.Н.Кечиев “Экранирование электронных средств и экранирующие системы” // М: ИД Технологии, 2007 г. В.Б.Авдеев “Паразитная восприимчивость печатных плат электронной аппаратуры к воздействию мощных электромагнитных излучений” // Антенны-2007-№4 Н.Ф.Стасев, Е.Г.Тихонов, А.Е.Чикин “Разработка входных цепей малогабаритных вторичных источников питания с учетом факторов ЭМС” // Электронные и электромеханические системы и устройства: сб. научных тр.-Новосибирск: Наука 2007 г. В.В.Быков, В.В.Наркевич, В.В.Омельянчук “Возникновение, измерение и подавление импульсных помех на выходе статического преобразователя” // Электронные и электромеханические системы и устройства: сб. научных тр.-Новосибирск: Наука 2007 г. При подготовке настоящего Руководства использованы также материалы журналов CHIP NEWS, Технологии ЭМС, Современная электроника, Силовая электроника, Электронные компоненты, Успехи современной радиоэлектроники, Антенны, Воздушно-космическая оборона, СТА и др.,а также статьи технических специалистов и другие материалы предприятий ПСБ технолоджи, Резонит, Александер Электрик, Электрон- Сервис-Технология, ГИРИКОНД, Авангард и др. Кроме того, при разработке настоящего Руководства использовались материалы конференций и форумов по ЭМС, проходящих периодически в Российской Федерации. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 51 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 Приложение А (справочное) Распределение возвратных токов в МПП Несмотря на то, что в МПП со сплошными полигонами GND пути возвратных токов между двумя отдаленными точками стремяться распределиться по большей площади полигона МПП, наибольшая часть возвратных токов протекает по наикратчайшему пути между этими отдаленными точками схемы. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 52 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 Приложение Б (справочное) Влияние разрыва в полигоне на распределение возвратных токов в МПП Правильно расположенный вырез в полигоне способен защитить чувствительные элементы схемы от воздействия низкочастотных возвратных токов. Однако при этом возратстает плотность тока особонно вблизи выреза со стороны точки А. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 53 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 Приложение В (справочное) Трассировка цепей электропитания больших ИС на МПП Примеры, иллюстрирующие неправильную и правильную концепцию подхода конструктора при топологическом проектировании МПП, в части трассировки цепей электропитания больших ИС. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 54 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 Приложение Г (справочное) Паразитная связь через изолированные металлические крышки микросхем Очень многие разработчики радиоэлектронной аппаратуры за рубе- жом отдают предпочтение микросхемам в керамическом или пластмассовом корпусе без металлических крышек из-за наличия паразитной емкостной связи, показанной на рисунке. Этот фактор особенно актуален для бы- стродействующих цифровых и аналоговых схем. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 55 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 Приложение Д (справочное) Размещение полигонов аналоговых и цифровых сигналов Конденсаторы на рисунке символизируют не физическое наличие компонентов, а паразитную емкостную связь полигонов. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 56 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 Приложение Е (справочное) Петля, образованная прямым и возвратным током Сигнальные токи всегда возвращаются к своему источнику, т.е. путь тока представляет собой петлю Токи высокой частоты протекают по наикратчайшему пути с минимальной индуктивностью. От площади петли, образованной прямым и возвратным током, зависит напряженность электромагнитного поля радиопомех, излучаемого в окружающее пространство. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 57 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 Приложение Ж (справочное) К омпоновка эсементов схемы зависимости от быстродействия ЭРИ Пример правильного размещения компонентов в зависимости от быстродействия ЭРИ и функционального назначения частей схемы Наличие на рисунке трех электрических соединителей условно, служит для более наглядной иллюстрации правильного размещения компонентов по отношению к электрическому соединителю в зависимости от быстродействия ЭРИ. Копировал Формат А4 Подп. и да та Инв. № д убл. Взам. инв . № Подп. и да та Инв.№ п одл. ВИДК.460009.008 Лист 58 Изм Лист № докум. Подп. Дата 2-144 26.05.09 2-158 Приложение И (справочное) Изменение собственной индуктивности и емкости электрических проводов Зависимость собственной индуктивности и емкости электрических проводов от расстояния до металлических заземленных конструктивных элементов шасси, корпуса и т.п. изделия Диаметр прово- да, мм Индуктивность на 100 мм длины, нГн, при различных расстояниях между проводом и металлическим корпусом, мм Емкость на 100 мм длины, пФ, при различных расстояниях между проводом и металлическим корпусом, мм |