Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема: Розрахунок побічних електромагнітних випромінювань комп'ютерів. Проблема забезпечення ЕМС сучасних ПК - проблема високих та надвисоких частот

1. Вступна частина

напруга поле радіоперешкода нормування радіоапаратура

Проблема забезпечення електромагнітної сумісності (ЕМС) виникла внаслідок зростання масштабів виробництва та використання в суспільстві різноманітних технічних засобів. Важливими складовими частинами системного поняття ЕМС є:

– електромагнітне оточення;

– електромагнітні завади;

– джерела та рецептори завад.

2. Базові терміни та визначення

Електромагнітна завада (ЕМЗ) - електромагнітний чи магнітний процес, створений будь-якими, у тому числі, природним, джерелом у просторі чи провідному середовищі, який небажано впливає чи може вплинути на корисний сигнал при його передаванні, прийманні, та перетворенні до заданого вигляду.

Рецептор - будь-який технічний пристрій, який реагує на електромагнітний корисний сигнал чи на ЕМЗ(радіоприймальні пристрої, ЕОМ, радіосистеми, електронні пристрої автоматики тощо).

Електромагнітне оточення (в заданій області простору) - сукупність електромагнітних, електричних і магнітних полів, а також струмів(напруг) завад чи корисного сигналу, що впливає чи може вплинути на функціонування рецептора.

ЕМС радіоелектронних (електронних, у тому числі ЕОМ) засобів - це їх здатність разом і одночасно функціонувати в реальних умовах експлуатації та електромагнітного оточення за місцем використання і розташування при дії непередбачених радіозавад і не створювати недопустимих радіозавад іншим засобам.

3. Допустимі норми випромінювання радіозавад

Розподіл радіочастот

Закон України "Про радіочастотний ресурс України" встановлює правову основу користування радіочастотним ресурсом України.

Державне управління у сфері користування радіочастотним ресурсом України здійснюють:

1) Кабінет Міністрів України;

2) центральний орган виконавчої влади у галузі зв'язку (ЦОВЗ), тобто Державне підприємство "Український державний центр радіочастот".

Національна таблиця розподілу смуг радіочастот України - нормативно-правовий акт, яким регламентується розподіл смуг радіочастот радіослужбам в Україні і розподіл на смуги спеціального та загального користування. Таблиця розробляється ЦОВЗ при участі провідних установ (у тому числі й генштабу Збройних сил України) та затверджується Кабміном України.

План використання радіочастотного ресурсу України - нормативно-правовий акт, яким визначаються напрями використання радіочастотного ресурсу України на даний час та на перспективу з визначенням певних смуг, номіналів радіочастот і дозволених в Україні радіотехнологій та термінів застосування діючих і перспективних радіотехнологій.

Наведені нормативно-правові акти та низка інших нормативних документів (ДСТУ, ГОСТ, документи ISO, IEC та інш., див [1, с. 57-58]) регламентують норми завад, що випромінюються як за квазіпіковою напругою (напруженістю) полів (або потужністю випромінювання), а також за частотою.

3.1 Норми квазіпікових значень напруг і напруженостей полів радіозавад

Норми квазіпікових значень напруг і напруженостей полів радіозавад наведені у таблиці 1.5 [1, с. 59-60], або [2, с. 27-29].

Для пристроїв промислового призначення

Частоти, які дозволяється використовувати при відсутності завадної дії радіослужбам, які працюють у цій смузі частот:

8 кГц ±7,5 %; 10 кГц ±5 %; 18 кГц ±7,5 %; 22 кГц ±7,5;

44 кГц ±10 %; 66 кГц ±12 %; 2375 МГц ±2 %; 2450 МГц ±2 %;

24,125 ГГц ±0,5 %; 42,3 ГГц ±2,5 %; 46,2 ГГц ±2,5 %.

Частоти, які дозволяється використовувати при умові, що радіозавади не будуть перевищувати значень, наведених у таблиці 1.5:

440 кГц ±2,5 %; 880 кГц ±1,0 %; 1760 кГц ±2,5 %;

5,28 кГц ±2,5 %; 13,56 кГц ±1,0 %; 12 кГц ±1.0 %;

81,36 МГц ±1,0 %; 152,5 МГц ±2,5 %; 915 ГГц ±2,0 %.

(Частоту 81,36МГц ±1,0 % в зоні дії телевізійного каналу дозволяється використовувати при умові, що напруженість поля радіозавад від установок не буде перевищувати 46 дБ на відстані 30 м)

Для пристроїв наукового призначення:

Частоти, які дозволяється використовувати при відсутності завадної дії радіослужбам, які працюють у цих смугах частот:

10 кГц ±5 %; 22 кГц ±7,5 %; 44 кГц ±10;

66 кГц ±10 %; 13,56 МГц ±0,05 %; 27,12 МГц ±0,6 %;

2375 МГц ±2 %; 2450 МГц ±2 %; 24,125 МГц ±0,6 %,

42,3 ГГц ±2,5 %; 46,2 ГГц ±2,5 %; 48,4 ГГц ±2,5 %.

Таблиця 1.1 Норми напруги і напруженості радіозавад

Для пристроїв медичного призначення

Частоти, які дозволяється використовувати для пристроїв медичного призначення при відсутності завадної дії радіослужбам, які працюють в цих смугах частот.

10 кГц ±5 %; 22 кГц ±7,5 %; 44 кГц ±10 %; 66 кГц ±10 %;

13,56 МГц ±2 %; 2375 МГц ±2 %; 2450 МГц ±2 %;

24,125 ГГц ±0,5 %; 42,3 ГГц ±2,5 %; 46,2 ГГц ±2,5 %;

48.4 ГГц ±2,5 %.

Частоти, які дозволяється використовувати при умові, що радіозавади не будуть перевищувати значень, наведених у табл. 1.5:

±440 кГц ±2,5 %; 880 кГц ±1 %; 1760 кГц ±2,5 %;

2640 кГц ±1 %; 5,28 МГц ±2,5 %; 460 МГц ±1 %;

915 МГц ±2 %.

На електротехнічні пристрої (електропристрої) побутового, комунального і медичного призначення, які експлуатуються в житлових будинках чи установах (підприємствах), електричні кола яких підключені до мереж житлових будинків, норми квазінікових значень напруг радіозавад (в децибелах відносно 1 мкВ) не повинні перевищувати вказаних на рис.

Напруги радіозавад: 1-на мережних затискачах електропристроїв (крім переносних електричних інструментів, пересувних медичних приладів, ліфтів, а також електропристроїв з терморегуляторами); 2 - на мережних затискачах переносних електричних інструментів, пересувних медичних приладів, ліфтів тощо; 3 - на затискачах для приєднання зовнішніх пристроїв (електричнихнавантажень, виконуючих пристроїв, органів керування, регулювання, комутації тощо)

На частотах 0,5 і 2,5 МГц допустимими значеннями напруг (напруженостей полів) радіозавад слід вважати більші значення.

Квазіпікові значення напруженості поля радіозавад (в децибелах відносно 1мкВ/м) не повинні перевищувати значень, вказаних на рис.

Напруженість поля радіозавад:

1 - для електропристроїв з автономним живленням, які не приєднані до електричної мережі;

2 - дляелектропристроїв, приєднаних до електричної мережі:

3 - для електроіграшок з автономним живленням

Для побутових приладів з приводом від електродвигунів (пилососів, електропідлогонатирачів, вентиляторів, фенів, електрогодинників, кухонних машин, електроміксерів, електромлинів, електробритв, центрифуг, електросоковитискачів, швейних машин, друкарських машинок, касових апаратів, проекційних апаратів, кінопроекторів, діапроекторів), для переносних інструментів з приводом від електродвигунів (ручних свердлильних машин, пил, шліфувальних кругів, електронасосів для колодязів) і для апаратури запису і відтворення інформації (електрофонів, диктофонів, 3-програмних гучномовців, відеомагнітофонів, електропрогравачів, магнітофонів, звукових кінопроекторів) режим роботи при вимірюваннях індустріальних радіозавад здійснюється з виключеним електродвигуном при номінальній напрузі мережі.

3.2 Нормування даних за сприйнятливістю РЕЗ до індустріальних радіозавад

Нормування даних за сприйнятливістю (зовнішньою завадозахищеністю) до індустріальних радіозавад побутової радіоапаратури

Зовнішньою завадозахищеністю побутової радіоапаратури (ПБРА) називається властивість апаратури перешкоджати проникненню в її тракти радіозавад, які діють на неї окрім антени, в тому числі через корпус апаратури і за колами живлення.

Параметрами зовнішньої захищеності ПБРА є напруженість електромагнітного поля і електрорушійна сила мережних завад, які діють на ПБРА чи по полю, чи по мережі живлення.

Напруженість електромагнітного поля виражається в децибелах відносно 1 мкВ/м і 1 мкА/м, а ЕРС мережних завад в децибелах відносно 1 мкВ.

Діючі норми розповсюджуються на стаціонарні телевізійні приймачі, підсилювачі звукової частоти, електропрогравачі, електрофони і магнітофони, а також на перелічені пристрої, які входять до складу комбінованої апаратури.

Норми не розповсюджуються на переносні телевізійні приймачі і відеомагнітофони.

Норми на параметри зовнішньої завадозахищеності ПБРА при дії випробувальних магнітних полів наведені в таблиці 1.2

Таблиця 1.2 Норми зовнішньої завадозахищеності ПБРА до магнітного поля

Норми зовнішньої завадозахищеності ПЕРА до електричного поля

Норми на параметри зовнішньої завадозахищеності ПБРА при дії мережних завад у полосі частот 30...150 МГц повинні бути на рівні не менше 120 дБ за ЕРС завад для підсилювачів звукової частоти, магнітофонів, плеєрів тощо.

Нормування даних за сприйнятливістю (завадо-захищеністю) службових радіоприймальних пристроїв (радіостанцій)

Зовнішньою завадозахищеністю радіоприймача називається його властивість перешкоджати проникненню в тракт радіоприймача радіозавад через його корпус і по колах живлення. Нормативними параметрами зовнішньої завадозахищеності приймача є допустимі напруженості електромагнітних полів в децибелах відносно 1 мкВ/м і ЕРС радіозавад в мережі живлення приймача в децибелах відносно 1 мкВ.

Норми на сприйнятливість (завадозахищеність) радіоприймачів наведені в таблиці 1.3 та таблиці 1.4.

Таблиця 1.3 Норми на зовнішню завадозахищеність приймачів стаціонарних службових радіостанцій

Таблиця 1.4 Норми на зовнішню завадозахищеність приймачів рухомих службових радіостанцій

4. Задачі

1. Яка може бути його напруженість електричного поля частоти 32 МГц біля телевізійного приймача, щоб його параметри були в межах норми?

Розв'язання.

За таблицею 1.1 визначаємо для телевізійного приймача максимальний рівень напруженості зовнішньої завади частотою 30 МГц. Він складає 90 дБ відносно Е₀= 1 мкВ/м, тобто:

(дБ)

Звідси

(мкВ/м) (мВ/м)

Таким чином, за рахунок певних заходів необхідно знизити величину напруженості зовнішньої завади до вказаного рівня.

2. Визначити гранично-допустимий рівень напруженості електричного поля для побутового приладу з живленням від акумуляторної батареї, в якому застосовані мікросхеми серії К1531, швидкодія яких не перевищує 4 нс.

Розв'язання

Розв'язання проводимо за допомогою рис, крива 1 (для електропристроїв з автономним живленням, які не приєднані до електричної мережі). Але потрібно визначити частоту завади, що генерує наш прилад. Для цифрових пристроїв гранична швидкодія визначається фронтом імпульсів . А максимальна частота у спектрі випромінювання від цієї апаратури визначається за формулою за формулою

(МГц).

Отже можна за графіком визначити рівень напруженості - 38 дБ, тобто

(мкВ/м).

5. Додаток. Округлення чисел

Правило 1

Якщо перша з відкиданих цифр більше за 5, то остання з цифр, що зберігаються, збільшується на 1. Якщо перша з відкиданих цифр дорівнює 5, а за нею слідують одна або декілька значущих цифр, то остання з цифр, що зберігаються, також збільшується на 1.

Приклад 1. Округлити число 74,28 до десятих.

Розв'язок. При округленні числа 74,28 до десятих слід написати 74,3. Дійсно, за цифрою 2, що належить до розряду десятих слідує цифра 8, яка більше 5. Тому, цифру 2 потрібно збільшити на 1.

Відп. 74,3.

Приклад 2. Округлити число 74,253 до десятих.

Розв'язок. При округленні числа 74,253 до десятих також слід написати 74,3, оскільки за цифрой 2 слідує цифра 5, крім того, за цією цифрою є щё одна значуща цифра. Таким чином, цифру 2 потрібно збільшити на 1.

Відп. 74,3.

Правило 2

Якщо перша з відкиданих цифр менше 5, то остання з цифр, що зберігаються, залишається незмінною.

Приклад 3. Округлить число 74,24 до десятых.

Розв'язок. При округленні числа 74,24 до десятих слід написати 74,2. Дійсно, за цифрою 2 слідує цифра 4, яка менше 5. Тому, цифру 2 слід залишити без зміни.

Відп. 74,2.

Правило 3

Якщо відкидається цифра 5, а за нею немає і ніколи не було значущих цифр, то остання з цифр, що зберігаються, залишається незмінною, якщо вона парна, і збільшується на 1, якщо вона непарна.

Приклад 4. Округлити до десятих число 74,25.

Розв'язок. Оскільки відкидається цифра 5, а за нею немає значущих цифр, причому цифра, що зберігається, 2 - парна, то її потрібно залишити без змін. Остаточно: 74,2.

Відп. 74,2.

Приклад 5. Округлити до десятих число 74,35.

Розв'язок. Оскільки відкидається цифра 5, а за нею немає значущих цифр, причому цифра, що зберігається, 3 - непарна, то її потрібно збільшити на одиницю (до парного числа). Остаточно: 74,4.

Відп. 74,4.

Зауваження

В багатьох практичних задачах користуються спрощеними правилами округлення, згідно яким цифра, якщо за нею коштують цифри 0, 1, 2, 3, 4, при округленні не змінюється і збільшується на 1 в протилежному випадку. Це правило трохи відмінно від строгого правила, але при рішенні задач - слід користуватися строгими правилами округлення.

Запис наближених чисел.

Оскільки значення фізичних величин, отримані в результаті вимірювань, мають похибки, вони виражаються не точними, а наближеними числами.

Незначащие цифры

Незначащими цифрами приближенного числа называются нули, стоящие слева в десятичных дробях до первой отличной от нуля цифры, и нули, поставленные в конце числа, вместо цифр, отброшенных при округлении. Остальные цифры называются значащими.

Пример 6. В числе 0,0123 значащие цифры 1,2,3; в числе 508000, полученном округлением числа 507893, три нуля - незначащие (незначащие нули подчеркнуты).

Замечание

В конце числа могут быть и значащие нули. Так, например, во втором числе выражения 5 км = 5000 м нули не заменяют отброшенные при округлении цифры, а выражают точное соотношение между единицами длины.

Показательная форма записи чисел

Для того, чтобы числа не содержали незначащих нулей, их принято записывать в показательной (экспоненциальной) форме с запятой после первой значащей цифры. В этом случае числа предыдущих примеров имеют вид:

Пример 7.

0,00123 = 1,23·10^-2.

Пример 8.

508000 = 5,08·10⁵.

Значащие нули при такой записи не отбрасываются:

Пример 9.

5 км = 5,000·10³ м.

В числах, выражающих значения, для которых указана погрешность, последняя цифра (сомнительная) стоит в том же разряде, что и первая значащая цифра погрешности. Цифры, находящиеся в следующих разрядах как самого числа, так и его погрешности, должны быть отброшены как неверные по правилам округления, причем погрешность округляют всегда в сторону увеличения. Таким образом, сама погрешность содержит только одну значащую цифру. Однако, если первая цифра погрешности единица, то в погрешности оставляют две цифры, а в самом числе сохраняют лишний разряд. Наконец, если данное число не является окончательным результатом, а будет участвовать в каких-либо вычислениях, то в нем, как и в его погрешности сохраняют лишний разряд.

Размещено на Allbest.ru