Материал: Ю.Е.СЕДЕЛЬНИКОВ - Электромагнитная совместимость

ных на улучшение показателей, влияющих на ЭМС и не затрагива­ ющих ни принцип действия аппаратуры, ни и ее системные пара­ метры (функциональные параметры устройств и их блоков). С точки зрения использования радиочастотного ресурса результат принятия схемотехнических мер состоит в сокращении протяжен­ ности занимаемых областей в пространстве V-F-T, соответствую­ щих конкретным источникам помех и рецепторам. Достигаемое уменьшение размеров этих областей может предприниматься либо с целью приведения занимаемых областей в соответствие с суще­ ствующей или перспективной нормативно-технической документа­ цией (т.е. с целью соответствия стандартным требованиям, либо эти меры предпринимаются по отношению к аппаратуре, соответ­ ствующей существующим нормативом. В этих случаях речь идет об обеспечении ЭМС на уровне устройств, когда по тем или иным причинам параметры ЭМС на уровне стандартных значений не по­ зволяют обеспечить условия допустимости уровня воздействую­ щих помех. С некоторой долей условности можно выделить две характерные группы схемотехнических мер.

К первой из них следует отнести использование любых схем­ ных решений устройств, их параметрическую оптимизацию, при­ менение элементной базы с улучшенными показателями, влияю­ щими на ЭМС и т.д. В любом случае цель этих мер состоит в улуч­ шении некоторых конкретных параметров ЭМС. Меры этой груп­ пы относятся к этапу создания радиоэлектронных устройств, когда в число их технических показателей входят конкретные значения определенных параметров ЭМС. По существу использование схе­ мотехнических мер ЭМС на этом этапе означает проектирование (создание) конкретного устройства, обладающего заданными фун­ кциональными параметрами и отвечающего определенным требо­ ваниям к параметрам ЭМС. Эти требования задаются разработ­ чику соответствующей аппаратуры в качестве исходных данных, а выполнение их становится предметом профессиональной деятель­ ности специалистов соответствующего профиля: специалистов по радиопередатчикам, радиоприемникам, антеннам, устройствам электропитания и т.д. В первую очередь эти исходные данные оп­ ределяются нормативно-технической документацией для соответ­ ствующей области. В других случаях - эти требования, оп-

221

ределенные на системотехническом уровне, могут оказаться бо­ лее жесткими по отношению к действующей НТД.

- Ко второй группе следует отнести различные схемные реше­

ния, состоящие во введении элементов или устройств, позволяю­ щих дополнительно ослабить уровни создаваемых помех, воспри­

имчивость рецепторов и увеличить ослабление НЭМП на пути распространения от конкретного источника помех к конкретному рецептору*.

Обеспечение ЭМС с учетом фактора стоимости, имеющий для обеих из названных групп важное значение. Рассмотрим задачу обес­ печения ЭМС пары взаимодействующих средств на схемотехничес­ ком (либо конструкторско-технологическом) уровне. Допустим, что выявлена пара средств, для которой условие допустимости помех, создаваемых источником рецептору, не выполняется.

Для устранения помех необходимо ослабить уровень нежела­

тельного воздействия не менее чем на у' = Рт/РРПдст из-за увеличе­

увеличения РРШоп. Улучшение технических показателей потребует определенных затрат и может сопровождаться снижением некото­ рых других показателей. Например, уровень побочных излучений передатчика можно снизить, используя фильтры. Однако улучше­ ние фильтрации будет сопровождаться ростом стоимости фильт­ ра, его габаритов и массы. Кроме того, будут возрастать и прямые потери в полосе пропускания, что, в свою очередь, может потре­ бовать некоторого увеличения мощности передатчика. Дополни­ тельное ослабление помех неизбежно сопровождается дополнитель­ ными расходами и ухудшением массогабаритных показателей. За­

висимость стоимости от достигаемого эффекта ослабления помех имеет монотонный характер, причем, как правило, эта зависимость имеет тенденцию к непропорциональному возрастанию с увеличе­ нием требуемого эффекта (рис. 4.16).

' На практике грань между схемотехническими и конструкторско-техно­ логическими мерами является достаточно условной. Некоторые из приемов, на­ пример, фильтрация, могут рассматриваться и как схемотехнические меры (вве­ ден в схему новый элемент-фильтр), и как конструкторско-технологические (фильтр выполнен в виде слоя поглощающего материала, изолированного от соответствующего проводника).

222

Стоимость

Рис. 4 16. Зависимость стоимости от степени ослабления помех

Пусть эффект ослабления НЭМП, достигнутый в результате

использования некоторого и-го приема, составляет у'л - L'nfLn, где

Ln и L'n - значения коэффициента ослабления помехи до и после

применения данных мер соответственно, и требует затрат С„(у„). При совместном использовании N приемов результирующий эф­ фект ys является произведением

7Т=ПУЛ. (4.26)

1

а стоимость CL - суммой отдельных составляющих Сл(ул):

Cv=fc„(y„). (4.27)

1

Пусть общее ослабление помех должно быть не менее уо = Ррп / Ррп дап. Наиболее эффективным решением является такое,

которое при достижении требуемого ослабления помех

значения, определяемые массогабаритными техническими ог-

223

раничениями. Решению этой задачи будет соответствовать наиболее

эффективная совокупность мер по устранению данной непреднаме­

ренной связи.

В ряде случаев зависимость С„(ул) можно представить аппрок­

симирующей степенной функцией С„(у„) = у“л. В этом случае при

отсутствии ограничений на значения у„ минимальная стоимость

обеспечивается при значениях у„, равных:

1

(4-30)

Из этого выражения, в частности, следует, что отдельно взятые

меры могут быть неоптимальными по критерию стоимости. Для ре­ шения задачи обеспечения ЭМС следует использовать все имеющие­ ся возможности по уменьшению действия помех, причем наибольший

вклад вносят меры, требующие меньших затрат.

Среди схемотехнических мер, соответствующих второй из

перечисленных групп, следует выделить ряд характерных приемов.

4.5 2. Компенсаторы помех

Конкретная реализация этих схем определяется видом меша­

ющих сигналов и используемой аппаратурой. Схемы компенсации могут быть как автомагическими, основанными на принципе адап­ тации, так и управляемыми оператором. Известно большое число разновидностей таких схем, используемых в аппаратуре стацио­ нарной связи (радиорелейной, судовой и т.д.). В основу работы различных устройств компенсации положен принцип противофаз­ ного сложения принятого (содержащего помеху) и мешающего сигналов (или его копии).

Так, схемы компенсации оказываются весьма эффективным

средством обеспечения ЭМС в устройствах судовой КВ-радиосвязи. Как отмечалось в разд. 2, при близком расположении антенн

224

коэффициент связи велик и мешающие колебания характеризуют­ ся большой интенсивностью: в условиях судна, например, напря­ жение помех, наведенное в приемных антеннах, составляет несколь­ ко десятков вольт, что исключает работу на близких частотах. Ус­ тройство компенсации в простейшем случае содержит направлен­ ный ответвитель, отводящий часть мощности передатчика, регули­ руемый аттенюатор, фазовращатель и сумматор, в который посту­

пают сигналы от приемной антенны и цепи компенсации (рис. 4.17). Помеха компенсируется при соответствующей регулировке ослаб­

ления и фазы колебания, поступающего в сумматор через аттеню­ атор и фазовращатель. Достигаемый при этом эффект может быть значительным: помеха ослабляется до 40...60 дБ.

Рис. 4 17 Схема компенсации связи антенн

4.5.3. Фильтрация помех

Использование различных устройств, осуществляющих час­ тотную фильтрацию, относится к числу широко распространенных схемотехнических мер, направленных как на ослабление помех в месте возникновения, так и на снижение уровней помех, действую­ щих на рецептор. Фильтры различных типов используются в вы­

ходных трактах радиопередающих устройств с целью ослабления излучаемых ими помех на частотах вне основной полосы