Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Опубликовано 05.05.2017 г.

Имитатор наносекундных импульсных помех

 Одной из важнейших проблем электромагнитной совместимости технических средств является обеспечение их помехоустойчивости, т. е. способности функционировать при воздействии внешних помех искусственного и естественного происхождения. В ближайшее время вся аппаратура промышленного, офисного и бытового назначения должна будет сертифицироваться на устойчивость к воздействию самых разнообразных помех. Особенностям построения имитаторов наносекундных импульсных помех и посвящена эта статья.

 

В реальных условиях эксплуатации любое электротехническое, электронное и радиоэлектронное устройство подвергается воздействию внешних электромагнитных помех. При этом помехи в зависимости от места их появления делятся на кондуктивные и индуктивные. 


Кондуктивные помехи разделяются на следующие виды:

*наносекундные импульсные помехи;
*микросекундные импульсные помехи большой энергии;
* динамические изменения напряжения электропитания (провалы, прерывания, выбросы напряжения сети);
*колебательные затухающие помехи (одиночные и повторяющиеся);
*наведенные радиочастотным электромагнитным полем (150 кГц…80 МГц);
*контрактные электростатические разряды.

К индуктивным помехам относятся:
*воздушные электростатические разряды;
*радиочастотные электромагнитные поля (80…1000МГц);
*магнитные поля промышленной частоты;
*импульсные магнитные поля.

Для оценки качества функционирования устройства необходимо производить проверку на его устойчивость к воздействию помех заданного уровня и спектра. Экспериментально подтверждение помехоустойчивости электронного оборудования проводится при помехах, ожидаемых в месте его использования. Последние считаются известными из производственного опыта или на основе проведенных измерений уровня излучений на месте применения электронной аппаратуры.
Для создания помеховой обстановки, приближенной к ситуации на месте эксплуатации аппаратуры, при испытании используют имитаторы помех. Методы испытания аппаратуры на помехоустойчивость оговорены соответствующими стандартами. Так для доказательства помехоустойчивости электронного оборудования к воздействию наносекундных импульсных помех согласно ГОСТ Р 51317.4.4-99 (МЭК 6100D-1-4-95) (1) испытательное оборудование должно обеспечить имитацию широкополосных низкоэнергетических помех в виде пачек импульсов, которыми необходимо проверять сетевые и сигнальные провода, а также линии передачи данных.

Длительность пачек импульсов – 15 мс, перид повторения – 300 мс, частота повторения импульсов в пачке и их амплитуда зависит от степени жесткости испытаний (табл.1).
Отдельные импульсы в пачке имеют вид.




Генератор огибающей пачек импульсов построен на двух одновибраторах микросхемы DD2 (KP1533AГ3). Управляемый генератор заполняющих импульсов собран аналогично на микросхеме DD1, запускается по фронту импульса огибающей и выключается его спадом. Времязадающие цепи одновибраторов рассчитываются по формуле t = 0.69 RC, при этом сопротивление резисторов должно находится в диапазоне 2…40кОм. Для подстройки дли…
… импульсов, длительности и периода повторения пачек используется переменные резисторы R3, R5, R7 и R9. На рис. 4 приведены номиналы элементов, которые обеспечивали полученное заданных параметров импульсов при нулевых сопротивлениях переменных резисторов.
Так как оконечный каскад усилителя-формирователя выполнен на МДП-транзисторе VT4, обладающем большой динамической входной емкостью (более 2 нФ) и требующем для своего включения управляющего напряжения до 20 В, необходим предварительный каскад усиления. Он построен по двухтактной схеме с использованием МДП-транзистров VT1, VT3 и высокочастотного биполярного p-n-p транзистора VT2. двухтактный режим позволяет обеспечить быструю зарядку входной емкости VT4 через VT2 и быструю разрядку через VT3.
Для получения импульсов положительной полярности, необходимой для запуска высоковольтного формирователя, используется импульсный трансформатор Т1 на отрезках длинных линий. Он выполнен на ферритовом кольцевом сердечнике (2000НМ-1, К20×10×6) с обмоткой, намотанной кабелем РК50- 4-21, число витков равно пяти.
Высоковольтный формирователь построен на VL1 – водородном тиратроне ТГИ1-270/12, предназначенном для коммутации импульсов …
… до 12 кВ. Запускающие импульсы управления подаются на сетку тиратрона. Питание анода тиратрона осуществляется от высоковольтного источника с регулируемым напряжением. Изменяя это напряжение можно получать импульсы требуемой амплитуды. Необходимые напряжения для подогревателей катода и генератора водорода обеспечиваются трансформатором Т2 (ТН10). Напряжение на анод должно поступать по окончании времени разогрева катода, которое не превышает 2 мин, температура прибора не должна быть более 200С(градусов цельсия).
На выходе 1 имитатора помех формируется высоковольтные импульсы отрицательной полярности. Для увеличения крутизны их фронта используется дроссель насыщения L1, изготовленный на кольцевом ферритовом сердечнике 2000НМ-1 типоразмера К12×5×3, число витков – 5, провод с фторопластовой изоляцией диаметром 1 мм. Для инвертирования полярности импульсов используется трансформатор ТЗ, который намотан на ферритовом кольце 2000НМ-1 типоразмера К45×28×12 и имеет 20 витков кабеля РК50-4-21.
Конденсаторы, используемые в формирователе, должны быть высоковольтными с рабочим напряжением 6,3 кВ или более. Авторами использовались конденсаторы из группы К15. резистор R12 представляет собой параллельное включение пяти резисторов КЭВ-2 сопротивлением 1 Мом. Резисторы R22, R24-R26 должны быть рассчитаны на соответствующее напряжение.

Литература:
1. ГОСТ Р51217.4.4.99 (МЭК 61000-4-4-95). Совместимость технических средств электромагнитах. Устойчивость к наносекундным импульсным помехам. Требования и методы испытания. – М.: Издательство стандартов, 2000.
2. В.П. Дьяконов, А.М. Ремнев, В.Ю Смердов. Энциклопедия устройств на полевых транзисторах. – М.: Солон-Р, 2002.

Андрей Образцов, Вячеслав Смердов. г. Смоленск

Подробную информацию можно получить связавшись с нами по телефону
+7(49244) 9-82-38; +7(49244) 6-74-44 или отправить свой вопрос на наш электронный адрес me68@mail.ru.

Наши услуги

Аккредитация

Презентация

Реквизиты