Главная > Схемотехника > Защита ЭВМ от внешних помех
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

6.2. Обзор существующих технических требований

Рассмотрим вкратце содержание описанных в литературе технических требований (ТТ), как непосредственно относящихся к обеспечению ЭМС ЦТС, так и таких, которые относятся к обеспечению ЭМС РЭС, но могут быть применены и для обеспечения ЭМС ЦТС.

Один из первых в отечественной практике комплексов ТТ по обеспечению ЭМС ЦТС с сетью питания переменного тока был сформулирован в 1972 г. в руководящем техническом материале Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления «Рекомендации по защите средств цифровой вычислительной техники от помех из сети питания переменного тока» [103].

Комплекс содержит следующие нормы:

в испытуемом устройстве не должны возникать сбои или другие неисправности с относительной частотой, превышающей при

подаче на любую фазу или нулевой провод сети питания устройства импульсных помех с амплитудой устройств с наработкой на сбой или отказ менее для устроиств с наработкой более

в испытуемом устройстве не должны возникать сбои или другие неисправности при провалах напряжения на одной из фаз сети питания глубиной до 100 В и длительностью до 4 периодов промышленной частоты, а также при перенапряжениях на одной из фаз сети питания амплитудой до 35 В и длительностью до 4 периодов;

при случайном отключении напряжения питания испытуемого устройства в нем не должны возникать неисправности, требующие для своего устранения ремонта, и не должно происходить разрушения носителей информации и информации в оперативных запоминающих устройствах;

испытуемые устройства при их коммутации (включении в сеть и отключении от сети) не должны создавать в сети питания импульсных помех с амплитудой более 200 В, перенапряжений с амплитудой более 25 В и провалов глубиной более 45 В. Длительность провалов и перенапряжений не должна превышать 4 периодов промышленной частоты.

Для обеспечения реального внедрения ТТ в инженерную практику был разработан комплект имитаторов помех типа КИМП [90], состоящий из имитатора импульсных помех (ИИП) (см. § 5.2), имитатора длительных помех (ИДП) (см. § 5.5), селектора (измерителя) длительных помех (СДП) и переходного устройства (П), предназначенного для подсоединения испытуемых устройств и приборов КИМП к однофазной или трехфазной сети переменного тока напряжением 380/220 В (50 Гц).

Отдельные технические требования по обеспечению ЭМС ЦТС с сетью переменного тока содержатся в некоторых стандартах. Так, например, в ГОСТ 25239-82 [104] указаны следующие значения допустимого максимального уровня амплитуды импульсного напряжения в сети в зависимости от заданной наработки изделия на сбой:

В данном конкретном случае нормирование значений амплитуд импульсного напряжения в децибеллах нельзя считать оправданным, поскольку измерение амплитуд импульсов, как правило, осуществляется с помощью приборов, градуированных в абсолютных, а не в относительных единицах измерения.

Обеспечение совместимости ЦТС с внешней средой в части излучения радиопомех регламентируется общесоюзными нормами допускаемых

Рис. 6.1. Допускаемая напряженность поля радиопомех

индустриальных радиопомех, в которых содержатся нормы на допускаемое излучение в сеть питания и в окружающее пространство [3]. Аналогичные нормы для ЦТС, применяемые в качестве международных, сформулированы в публикациях 1—4 Международного комитета по радиопомехам (CISPR) и в стандартах 0871, 0875, 0876, 0877 Союза электротехников ФРГ. К сожалению, все упомянутые нормы на радиопомехи и соответствующие им методы испытаний имеют отличия друг от друга, которые здесь не рассматриваются. Отечественные нормы для ЦТС подразделены на две группы жесткости. Нормы 1-72 распространяются на изделия, предназначенные для эксплуатации в жилых домах или подключаемые к их электрическим сетям. Нормы 8-72 распространяются на изделия, предназначенные для эксплуатации вне жилых домов и не связанные с их электрическими сетями.

Согласно нормам 1-72 напряжение радиопомех, создаваемых изделием в сети питания, не должно превышать 60 дБ в диапазоне частот 0,15-0,5 МГц и 52 дБ в диапазоне 0,5-30 МГц, а напряженность поля радиопомех на расстоянии 3 м от изделия не должна превышать указанной на рис. 6.1.

Согласно нормам 8-72 напряжение радиопомех, создаваемых изделием в сети питания, не должно превышать 80 дБ в диапазоне частот 0,15-0,5 МГц, 74 дБ в диапазоне МГц и 66 дБ в диапазоне 2,5-30 МГц. Напряженность поля радиопомех на расстоянии 10 м от изделия не должна превышать 60 дБ в диапазоне частот 0,15-0,5 МГц, 54 дБ в диапазоне 0,5-2,5 МГц и 46 дБ в диапазоне 2,5-300 МГц. Измеритель радиопомех, применяемый для контроля изделий на соответствие нормам, должен отвечать требованиям ГОСТ 11001-80, предъявляемым к приборам 1-го класса с квазипиковым вольтметром. При контроле напряженности в диапазоне частот 0,15-30 МГц измеряется магнитная составляющая с помощью вертикальной рамочной антенны, нижняя точка которой находится на высоте 1 м над землей. В диапазоне 30—300 МГц измеряется электрическая составляющая с помощью антенны-диполя, центр которой должен располагаться на высоте 3 м над землей при горизонтальном и вертикальном ее положениях.

Гораздо менее конкретно регламентируется в отечественных стандартах восприимчивость ЦТС к непрерывным периодическим помехам. Так, в ГОСТ 16325-76 [2], содержащем общие технические требования к ЭВМ общего назначения, указывается, что изделия следует эксплуатировать при воздействии электрического поля не более 3 В/м.

Однако без конкретизации диапазона частот или других временных характеристик нельзя разработать методику испытаний изделий на соответствие данному требованию и подобрать необходимую имитирующую аппаратуру.

В ГОСТ 25239-82 [104] задан допустимый максимальный уровень напряженности внешнего электромагнитного поля 110 дБ (по отношению к 1 мкВ/м) в диапазоне частот 0,2-10 МГц. Между тем согласно методу соответствующего испытания, изложенному в указанном стандарте, поле имитируется с помощью рамочной антенны, удаленной от испытуемого изделия на 1 м, а измеряется с помощью селективного вольтметра, снабженного магнитной антенной. Таким образом, нормируется электрическая составляющая напряженности поля. На самом же деле имитируется поле с преобладающей магнитной составляющей, реально измеряется также магнитная составляющая, отсчет же ведется в единицах напряженности электрического поля в предположении того, что на измерительную антенну поступает плоская волиа и, следовательно, магнитная и электрическая составляющие поля взаимно пропорциональны. Некорректность описанного метода заключается в том, что испытуемое изделие расположено в индукционной (ближней) зоне излучения антенны имитатора, а нормирование и измерение производятся так, как будто изделие находится в дальней зоне. Кроме того, как будет показано ниже, в мировой практике внешнее магнитное поле нормируется только для диапазона низких, а не высоких частот.

В другом стандарте, ГОСТ 12997-76, содержащем общие технические требования и методы испытаний промышленных приборов и средств автоматизации [2], указывается, что изделия должны сохранять работоспособность - при воздействии на них индустриальных радиопомех, не превышающих норм, предусмотренных в «Общесоюзных нормах допускаемых индустриальных радиопомех» [3]. Методы испытаний на соответствие данному требованию в ГОСТ не приводятся. Необходимо отметить, что упомянутое требование неверно сформулировано как в терминологическом, так и в практическом смысле. Согласно ГОСТ 14777-76 «Радиопомехи индустриальные. Термины и определения» индустриальные радиопомехи — это электромагнитные помехи, которые создаются электрическими и электронными устройствами и могут оказывать мешающее действие радиоприему. При этом к индустриальным радиопомехам не относятся излучения, создаваемые высокочастотными трактами радиопередатчиков. Но в систему промышленных приборов и средств автоматизации, как правило, не входят технические средства, осуществляющие радиоприем. Следовательно, радиопомехи не представляют серьезной опасности для приборов и средства автоматизации, тем более что уровни радиопомех обычно весьма малы по сравнению с полезными сигналами технических средств. Гораздо более опасны высокочастотные мощные излучения, не являющиеся по

определению радиопомехами, например «полезные» излучения радиопередатчиков, локаторов и т. п., но по отношению к ним в существующих отечественных стандартах пока не имеется корректно сформулированных ТТ на допускаемую восприимчивость.

Технические требования по частичным аспектам обеспечения ЭМС ЦТС с внешней средой имеются в некоторых международных стандартах. Так, в частности, в стандарте МЭК «Интерфейс между устройствами числового программного управления и производственными машинами» [105] содержатся изложенные ниже требования по обеспечению ЭМС с сетью питания.

Изделие не должно давать сбоев при наличии следующих видов возмущений напряжения в сети питания:

высокочастотных напряжений в диапазоне частот 0,01-10 МГц с амплитудой 2 % номинального напряжения сети (напряжение помех подается на изделие симметрично и несимметрично);

провалов напряжения глубиной 50 % от в течение 1 периода и 100 % (полные отключения) в течение 0,5 периода промышленной частоты при повторении процессов не чаще 1 раза в секунду;

импульсных напряжений с амплитудой, равной амплитудного значения напряжения длительностью 1 мс и фронтом 500 мкс.

Последнее требование, на наш взгляд, является чрезмерно жестким и трудновыполнимым.

Перечисленные выше технические требования внесены также в ГОСТ 21021-80 «Устройства числового программного управления. Общие технические условия».

В других публикациях МЭК, например 654-5 [98], содержится набор технических требований, существенно отличающихся от вышеупомянутых. Эти публикации представляют собой совокупность самостоятельных частей стандарта, входящего в систему стандартов, регламентирующих условия эксплуатации технических средств измерения и управления технологическими процессами. Часть 1 публикации 654-5 содержит требования к допускаемой восприимчивости изделий по отношению к электростатическим разрядам.

Последние имитируются с помощью эквивалентной схемы оператора (ЭСО), приведенной на рис. 5.9. При этом емкость конденсатора выбрана равной 50 пФ, сопротивление разрядного резистора равно 150 Ом, а диаметр разрядного наконечника равен 8 мм. В зависимости от условий эксплуатации испытуемого изделия предусмотрены четыре допустимых значения напряжения, до которых заряжается конденсатор: 2, 4, 8 и 15 кВ.

Испытательный сигнал (на согласующем резисторе с сопротивлением 50 Ом) представляет собой экспоненциальный импульс длительностью 30 не (на уровне 0,5) и длительностью фронта не более 5 не. Часть 2 публикации 654-5 распространяется на изделия, которые

подвергаются воздействию излученной электромагнитной энергии от таких источников, как портативные переносные радио- и приемопередатчики и др.

В зависимости от условий эксплуатации испытуемого изделия предусмотрены три допустимых значения напряженности поля: 1, 3 и Диапазон частот изменения напряженности 27—500 МГц.

Часть 3 публикации 654-5 содержит требования к допускаемой восприимчивости изделий по отношению к повторяющимся кратковременным импульсным помехам из сети питания и информационных линий связи.

Указывается, что данный вид испытательных сигналов позволяет оценить помехозащищенность изделий от таких источников помех, как реле, контакторы, индуктивные нагрузки и др.

Испытательные сигналы представляют собой периодически следующие пачки импульсов. Период следования пачек длительность пачки частота следования импульсов в пачке Импульсы имеют экспоненциальную форму. Длительность импульсов на уровне 0,5 равна длительность фронта — В зависимости от условий эксплуатации и назначения проводных линий, на которые подаются помехи, предусмотрены четыре допустимых значения амплитуд напряжения импульсов, измеряемых на согласующем резисторе сопротивлением 50 Ом: 0,5; 1; 2 и

Комплексы ТТ по обеспечению ЭМС ЦТС имеют и некоторые ведущие зарубежные фирмы, разрабатывающие и выпускающие ЦТС. Так, например, фирма IBM (International Business Machines) гарантирует устойчивую работу управляющих ЭВМ при следующих видах возмущений напряжения в сети питания [106]:

перенапряжениях амплитудой до номинального значения в течение 1 с;

перенапряжениях амплитудой номинального значения в течение

провалах глубиной до номинального значения в течение 2 с;

провалах глубиной до в течение 0,5 с, если спад и восстановление напряжения происходят более чем за 2 периода частоты сети. При этом допускается появление программно-восстанавливаемых ошибок;

полных отключениях питания в течение 0,5 периода частоты сети, но не чаще При этом допускается появление программно-вос-станавливаемых ошибок;

затухающих колебаниях с начальной амплитудой, равной номинального напряжения сети, и временем снижения огибающей до половины начальной амплитуды, равным 5—6 периодов частоты колебаний, составляющей 350—450 Гц.

Кроме того, регламентируется и допустимое влияние изделия на сеть питания при его включении. Оговариваются допускаемые значения

скачков пускового тока и указывается, что при этом линии питания должны быть такими, чтобы обеспечивался провал напряжения глубиной не более номинального значения в течение 0,5 периода частоты сети после включения и не более в течение 10 периодов.

Достаточно разносторонние комплексы ТТ имеют и такие крупные фирмы — производители ЦТС, как HP (Hewlett Packard)), NCR (National Cash Register) и др. Общими для комплексов ТТ этих фирм является то, что они в значительной степени базируются на нормах и методах испытаний, сформулированных в военных стандартах США MIL—STD 461 А «Характеристики электромагнитных помех. Требования к аппаратуре» и MIL — STD 462 «Характеристики электромагнитных помех. Методы измерений». Поэтому перед изложением комплексов ТТ упомянутых фирм рассмотрим некоторые нормы этих военных стандартов. Указанные стандарты были выпущены в 1967— 1968 годах и регламентируют нормы на допускаемую восприимчивость к помехам радиоэлектронной аппаратуры военного назначения и допускаемое излучение помех этой аппаратурой, а также соответствующие методы испытаний. Предполагается, что стандарты 461 А, 462 постепенно будут заменены более новыми редакциями 461 В, 462 В [35]. Для обозначения норм и методов испытаний в стандартах приняты алфавитно-цифровые аббревиатуры из двух букв, определяющих вид норм, и двух десятичных цифр, определяющих порядковый номер разновидности норм данного вида. Чтобы отличить нормы военных стандартов 461 В, 462 В от стандартов 461 А, 462, обозначения первых дополнены справа точкой и единицей, например Всего имеется четыре вида норм: нормы СЕ (conducted emission) — на излучение помех в провода, CS (conducted susceptibility) — на восприимчивость к помехам из проводов, RE (radiated emission) — на излучение помех в пространство, RS (radiated susceptibility) — на восприимчивость к помехам из пространства. Разновидностей норм предусмотрено более 25. В них более подробно представлены узкополосные излучения РЭС в провода и пространство и восприимчивость РЭС к таким излучениям, и поэтому они не представляют большого интереса для испытаний ЦТС. Однако некоторая часть норм в принципе применима и для ЦТС. Вкратце рассмотрим их.

Норма регламентирует допускаемую восприимчивость изделий к немодулированным и (или) модулированным непрерывным колебаниям в незаземленных проводах питания в диапазоне частот 30 Гц — Для частот до вводимое в цепи питания напряжение составляет 3 В для цепей переменного напряжения 230 В. Для частот выше вводимое напряжение снижается по логарифмическому закону до 1,2 В на частоте Для сети питания постоянного тока вводимое напряжение до частот составляет 2,6 и 1,4 В для напряжений питания 28 и 12 В соответственно и затем снижается по логарифмическому закону до 1 В на частоте

. Вводимое напряжение подается на провода питания в виде симметричной помехи с помощью разделительного трансформатора.

Норма регламентирует допускаемую восприимчивость изделий к непрерывным колебаниям в незаземленных проводах питания в диапазоне частот Характеристики изделий не должны ухудшаться ниже допустимых требований, когда на входные зажимы источника питания испытуемого изделия (исключая кабель питания) подается напряжение 1 В от источника с внутренним сопротивлением 50 Ом. Если источник мощностью с сопротивлением 50 Ом не может создать требуемое напряжение на питающих входных зажимах испытуемого изделия и это изделие невосприимчиво к выходному сигналу такого источника, тогда оно может рассматриваться как удовлетворяющее требованиям стандарта. По норме требования даны в единицах мощности, рассчитываемой как произведение высокочастотного напряжения на линии питания испытуемого изделия и тока от генератора сигналов, используемого для испытаний восприимчивости.

Вводимое напряжение подается на входные зажимы источника питания испытуемого изделия в виде симметричной помехи с помощью разделительного конденсатора.

Норма регламентируют допускаемую восприимчивость изделий к переходным процессам или отдельным остроконечным импульсам в незаземленных проводах сети питания испытуемых изделий.

Форма импульса, вводимого в провода питания постоянного или переменного тока, приведена на рис. 6.2. Амплитуда импульса должна превышать в 2 раза линейное напряжение сети, но не должна быть более 100 В.

Рис. 6.2. Форма остроконечного импульса согласно норме — амплитуда импульса; Уном — номинальное напряжение сети питания; используется левая ордината, если не превышает , и правая ордината, если превышает 50 В

Длительность i импульса согласно должна удовлетворять условию согласно Определение времени нарастания, длительности и амплитуды импульса производится при нагружении генератора импульсов на безындуктивный резистор сопротивлением 5 Ом.

В норме предусмотрено также применение импульсов длительностью на уровне 0,5 от нормируемого значения амплитуды, лучше имитирующих длительность остроконечных импульсов, существующих в линиях питания.

Вводимое напряжение подается на провода питания испытуемого изделия в виде симметричной помехи с помощью разделительного трансформатора или разделительного конденсатора.

Норма регламентирует допускаемую восприимчивость изделий к магнитному полю. Норма распространяется в основном на изделия, предназначенные для научных исследований и устанавливаемые на морские суда и летательные аппараты. Для других изделий норма не применяется.

Характеристики изделий не должны ухудшаться ниже допустимых требований, когда на расстоянии 5 см от испытуемого изделия плотность потока магнитного поля в диапазоне частот 30 Гц — снижается по логарифмическому закону от 140 до Поле создается рамочной антенной диаметром 12 см, состоящей из 10 витков. Связь между током в катушке и индукцией на расстоянии 5 см от плоскости рамки определяется зависимостью

Норма регламентирует допускаемую восприимчивость испытуемого изделия к магнитным полям, создаваемым токами промышленной частоты и токами переходных процессов в близлежащих линиях питания.

Характеристики изделий не должны ухудшаться ниже допустимых требований, когда через возбуждающий провод, расположенный заданным образом около кожухов и кабелей испытуемого изделия, проходят ток промышленной частоты значением в 20 А, а также импульсы тока, создаваемые источником остроконечных импульсов (согласно ) амплитудой 100 В на калибровочном сопротивлении 5 Ом. Длительность остроконечного импульса согласно должна быть а калибровочное сопротивление должно быть равно 2 Ом,

Норма регламентирует допускаемую восприимчивость испытуемого изделия к электрическому полю с заданными уровнем и поляризацией в диапазоне Согласно нормируемое значение напряженности электрического поля в диапазоне частот МГц для разных классов аппаратуры составляет на расстоянии 1 м от поверхности изделия. Испытания изделий производятся с помощью антенн — испытательных камер (см. § 5.6).

При попытках применить перечисленные выше нормы для ЦТС необходимо иметь в виду следующее.

Норма может быть полезна только для тех видов ЦТС, которые устанавливаются вблизи технологического или иного оборудования, непреднамеренно создающего в сети питания ЦТС непрерывные колебания с частотами в диапазоне 30 Гц —

Нормы полезны только для тех видов ЦТС, которые могут располагаться в непосредственной близости от высокочастотного

технологического оборудования и мощных радиопередающих средств. При. этом для ЦТС среднего быстродействия диапазон частот выше 50 МГц не представляет практического интереса. Что касается способа введения напряжения помех в питающие цепи изделия согласно то он менее эффективен, чем введение в виде несимметричного напряжения.

Последнее замечание относится и к норме Но, вводя помеху в виде несимметричного напряжения, желательно применить и более короткие импульсы с амплитудой, большей 100 В. Вместе с тем предусмотренная нормой длительность импульсов 5 не недостаточна для того, чтобы ложная информация от помех успела записаться в элементы памяти ЦТС среднего быстродействия.

Норма может быть полезна для изделий, содержащих магнитные носители информации, такие, как магиитиые диски, магнитные ленты, матрицы на цилиндрических или магнитных доменах и т. п.

Норма в части воздействия током промышленной частоты недостаточно жестка, а потому малоэффективна. В части же воздействия импульсным током она малоэффективна из-за слишком узкого спектра испытательного импульса.

Вернемся к изложению комплексов ТТ некоторых упомянутых выше зарубежных фирм.

Нормы фирмы HP распространяются на коммерческое электронное оборудование [96], в том числе на ЭВМ и калькуляторы. Комплекс ТТ содержит пять норм на допускаемую восприимчивость и четыре нормы на допускаемое излучение.

Чтобы обеспечить невосприимчивость изделий к полю магнитной индукции промышленной частоты от силовых трансформаторов, вентиляторов и т. п., регламентируется работоспособность изделий в поле магнитной индукции в Поле создается с помощью рамочной аитеииы диаметром поочередно размещаемой вокруг испытуемого изделия в трех ортогональных плоскостях. Связь между током в катушке и индукцией в центре рамки определяется зависимостью

где W — количество витков катушки.

Допускаемая восприимчивость изделий к разрядам электростатических зарядов регламентируется следующим образом. Изделия должны быть работоспособны, когда на их корпус осуществляется разряд через резистор сопротивлением 500 Ом конденсатора емкостью заряженного до напряжения

Допускаемая восприимчивость изделий к возмущениям напряжения в сети питания регламентируется следующим образом. Изделия не должны терять работоспособность при:

перенапряжениях с амплитудой до номинального значения напряжения в сети в течение

провалах глубиной до номинального значения напряжения в сети в течение 500 мс;

изменениях частоты в сети питания на номинального значения в течение

импульсных помехах в сети согласно норме — STD 461 А.

Что касается последнего требования, то автор публикации [96] указывает, что оно не является типичным по отношению к реально наблюдающимся импульсным помехам в сети питания, так же как нетипичны и затухающие импульсы С высокочастотным заполнением, регламентируемые стандартом Американского института электро- и радиоинженеров IEEE STD-472-1974. Поэтому фирма продолжает поиски норм, заменяющих Для регламентирования допускаемой восприимчивости изделий к низкочастотным и высокочастотным колебаниям напряжения сети питания приняты за основу нормы — STD 461 А. Однако значение вводимого напряжения принято равным 3 В для всего диапазона частот 30 Гц — и 1 В для всего диапазона частот 50 кГц-400 МГц. Во втором диапазоне напряжение модулируется способом, к которому конкретное изделие наиболее восприимчиво.

Допускаемая восприимчивость к электрическому полю в диапазоне частот регламентируется только для амплитудно- и частотно-модулируемых передатчиков, телевизионных станций и т. п. За основу принята норма — STD 461 А, но укорочен диапазон частот до а допускаемая напряженность во всем диапазоне принята равной

Допускаемые магнитные поля, создаваемые изделиями, регламентируются для неработающих изделий, если они подлежат транспортировке самолетами, и работающих изделий. В первом случае норма составляет на расстоянии от любой точки упаковки изделия. Во втором случае норма равна у поверхности испытуемого изделия. Эта норма распространяется на магнитное поле постоянного тока, создаваемого, например, электродвигателями постоянного тока, и магнитное поле переменного тока, создаваемого, например, силовыми трансформаторами и вентиляторами.

Допускаемое излучение изделиями электромагнитных помех в провода питания и пространство регламентируется нормами CISPR (публикации 1—4) или нормами стандартов Союза электротехников (ФРГ) в зависимости от того, какие нормы приняты в стране, где изделия используются.

В комплексе норм фирмы NCR, распространяющихся на ЭВМ гражданского применения [95], допускаемая восприимчивость изделий по отношению к высокочастотным колебаниям напряжения в сети питания регламентируется нормой, аналогичной CS02 MIL — STD 461 А. Отличие состоит в большем значении вводимого напряжения,

равном 10 В в диапазоне частот 50 кГц - 400 МГц. Допускаемая восприимчивость изделий к импульсным помехам в сети питания регламентируется нормой, аналогичной . И здесь отличие состоит в большем значении амплитуды импульса, равном 600 В (при фронте 50 не). Допускаемая восприимчивость изделий по отношению к электрическому полю регламентируется нормой, аналогичной . Отличие состоит в большем значении допускаемой иапряжеииости поля, равном в диапазоне частот

Допускаемая восприимчивость изделий к магнитному полю тока промышленной частоты и импульсного тока регламентируется нормой, схожей с RS02 MIL—STD 461 А. Отличие состоит в большем значении импульсного тока в возбуждающем проводе, равном 80 А.

Допускаемая восприимчивость изделий к разрядам электростатических зарядов определяется разрядом на корпус изделия через резистор сопротивлением 1,2 кОм конденсатора емкостью заряженного до напряжения

Допускаемая восприимчивость изделий к широкополосным помехам, образованным дребезгом контактов реле, определяется при помощи коммутации контактов различных реле, соединенных с нулевым проводом линии питания изделия.

Допускаемое излучение изделиями электромагнитных помех в проводах питания и пространство регламентируется нормами CISPR или стандартами Союза электротехников (ФРГ).

В целом нормы на допускаемую восприимчивость гражданских изделий являются более жесткими, чем на изделия военного назначения. Автор работы [95] объясняет это тем, что более жесткими являются нормы на допускаемое излучение последних.

В 1979 г. опубликован комплекс норм Европейского экономического сообщества [119], которые в определенной степени также базируются на военных стандартах США. Комплекс содержит следующие виды воздействий для испытаний изделий на восприимчивость к внешним помехам:

отключение напряжения питания длительностью провалы напряжения питания глубиной 50 и и длительностью соответственно 20 и 50 не (время между провалами — не менее 10 с);

импульсные помехи обеих полярностей из сети питания со случайной фазой по отношению к синусоидальному напряжению сети, подаваемые на устройство в виде как симметричного напряжения, так и иесимметричиого. Амплитуда импульсов равны 500 и 1500 В, длительность (на уровне 0,5)- соответственно 100 не и длительность фронта — 5 и частота следования импульсов 10 Гц. Кроме того, предусмотрена также генерация пачек импульсов с амплитудой, равной 300 В, следующих с частотой 1 МГц в течение Частота следования пачек меиее 12 Гц;

синусоидальные помехи из сети питания в диапазоне частот с амплитудой, равной номинального значения напряжения в сети, и в диапазоне частот МГц с амплитудой 1 В;

магнитное поле промышленной частоты напряженностью (через провод, отстоящий на 2,5 см от испытуемого объекта, пропускается ток силой 10 А);

электромагнитное поле излучения напряженностью в Диапазоне частот МГц и напряженностью в диапазоне частот 500—1000 МГц;

электростатический разряд с энергией, равной от источника, заряженного до напряжения

Имеется несколько публикаций, в которых предлагаются или содержатся нормы по отдельным видам внешних помех. Так, в [107] в качестве нормативных значений параметров импульса помехи из сети питания ЦТС для испытаний на восприимчивость предлагаются амплитуда 1000 В, длительность 100 не, длительность переднего фронта Следует отметить, что создание имитаторов импульсных помех со столь короткими фронтами встречает определенные технические трудности. Но в таких крутых фронтах нет и особой необходимости, так как в той же работе автор указывает, что если в месте сети питания, где расположен источник помех, фронты импульсов помех могут быть иаиосекундиыми, то в местах, удаленных от источника на длительность фронтов импульсов вырастает до микросекуидиых значений.

В [108] предлагаются следующие нормативные значения параметров импульсов помех из сети питания, имитируемых при испытаниях ЦТС на восприимчивость. Амплитуда импульсов для изделий, сбои который приводят к незначительным потерям времени полезного использования, равна 630 В, к средним экономическим потерям — 1260 В, к большим экономическим потерям — 1890 В. Длительности импульса и фронта равны соответственно для изделий, выполненных на элементах типа ТТЛ, — для изделий, выполненных на элементах типа МОП. Кроме того, имитируется отключение питания длительностью до Считается, что изделие отвечает требованиям, если при подаче 100 импульсов помех наблюдается менее 50 сбоев, а отключения питания не приводят к сбоям.

В стандарте на допускаемую восприимчивость источников питания пультов Японской промышленной ассоциации конторских машин (март 1974 г.) [97] приведены следующие нормативные значения параметров имитируемых импульсов помех из сети питания: форма импульсов — прямоугольная, амплитуда-300 В, длительность - 100 нс и 400 нс, полярность — положительная и отрицательная, длительность переднего фронта — менее 2 нс, частота повторения Гц, выходное сопротивление — 50 Ом.

Все значения параметров импульса измеряются на выходе ненагруженного генератора.

В стандарте Японии в котором даны методы испытания цифровых вольтметров, приведены следующие нормативные значения параметров имитируемых симметричных и несимметричных импульсов помех из сети питания: амплитуда — 1000 В, длительность - 100 - 500 нс (любое значение), полярность — положительная и отрицательная, длительность переднего фронта — 1 не, частота повторения равна частоте сетн, выходное сопротивление генератора —50 Ом [97].

В публикации МЭК 255-4 и стандарте Американского института электро- и радиоинженеров IEEE STD-472 регламентируется восприимчивость релейных схем по отношению к импульсным помехам с высокочастотным заполнением из сетн питания и линий связи [92]. Допускаемые амплитуды импульсов соответственно равны Значения остальных параметров импульсов приведены в табл. 5.1.

Завершая обзор, необходимо отметить значительное расхождение в существующих нормах как в качественном, так и в количественном отношениях. Вместе с тем данный материал и накопленный опыт по обеспечению ЭМС ЦТС позволяют сформулировать более обобщенный и полный комплекс ТТ по обеспечению ЭМС ЦТС, чем это было сделано в [103].

Обеспечению реального внедрения значительной части предложенных ниже ТТ и методов испытаний в инженерную практику призван содействовать разработанный в СКВ ВМ комплект имитаторов и измерителей помех второго поколения КИМП-1, состоящий из регистратора импульсных помех (см. § 4.3), регистратора длительных помех (см. § 4.8), имитатора импульсных помех (см. § 5.2) и имитатора длительных помех (см. § 5.5).

Для обозначения отдельных ТТ и методов испытаний ниже приняты четырехсимвольные аббревиатуры, составленные из двух букв русского алфавита и двух десятичных цифр, например Первая буква характеризует регламентируемое свойство изделия или его частей: В — восприимчивость к помехам, И — излучение помех. Вторая буква характеризует способ распространения помех: К — распространение кондуктивное (по проводам), П—распространение через пространство. Первая цифра характеризует порядковый номер вида ТТ, а вторая применяется в том случае, если по данному виду ТТ имеется несколько степеней жесткости.

Предложенные ТТ рассчитаны на ЦТС общего применения, такие, например, как универсальные ЭВМ, ЭВМ для обработки деловой информации и т. п. Порядок следования ТТ в каждой группе соответствует порядку убывания их значимости и влияния на эксплуатационную

надежность ЦТС. Методы испытаний на соответствие ТТ изложены в гл. 7. Там же содержатся конкретные требования к измерительной и имитирующей аппаратуре.

Очевидно, что для ЦТС специального применения содержание ТТ, порядок их следования и методы испытаний могут быть иными.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление