Лекция № 18.Классификация основного оборудования для проведения испытаний на электромагнитную совместимость

Примерное оборудование для испытательной базы для проведения испытаний на электромагнитную совместимость состоит:

- безэховая камера компании «Comtest»;

- приемник измерительный R&S ESU 8;

- испытательный генератор NetWave 7;

- анализатор гармоник и фликера DPA 500N;

- испытательный генератор электростатических разрядов dito;

- анализатор кратковременных помех «AFJ» CL55C;

- испытательный генератор наведенных кондуктивных помех CWS500;

- испытательный комплекс для проведения испытаний на устойчивость к кондуктивным помехам и магнитным полям UCS500M4;

- испытательный генератор колебательных затухающих помех OCS 500-M;

- генератор токов промышленной частоты ИГП 1.1;

- генератор импульсного магнитного поля ИГИ 1.1;

- универсальный испытательный комплекс CWS 500N4, кондуктивные несимметрические помехи в диапазоне частот 0 Гц (DC) - 150К;

- испытательное оборудование на устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю;

- трёхкоординатная рамочная антенна HM 020.

В качестве имитаторов электромагнитных помех служат испытательные генераторы нано- и микросекундных импульсов, испытательные генераторы одиночных колебательных затухающих помех, испытательные генераторы повторяющихся колебательных затухающих помех, испытательные генераторы токов, испытательные генераторы искажения синусоидальности напряжения электропитания, а также измерительные средства (высоковольтные делители, шунты токовые), помехоподавляющие фильтры и т.д.

Рассмотрим некоторые устройства, предназначенные для испытаний на ЭМС различных ТС.

ТЕМ- камера представляет собой отрезок квадратной коаксиальной линии с волновым сопротивлением 50 Ом большого сечения с плоским внутренним проводником. С обоих концов камеры имеются пирамидальные сужения и переходы на стандартные коаксиальные разъемы. Суженные участки должны быть достаточно плавными и длинными, чтобы свести к минимуму возмущение ТЕ-волны (поперечно-электромагнитные волны) при прохождении от одного участка к другому. Обычно длину выбирают равной половине ширины камеры.

GTEM- камера представляет собой четырёхгранную пирамиду, лежащую на боковой грани. В поперечном сечении это прямоугольная коаксиальная линия с центральным проводником специального профиля. На узком конце линия плавно переходит к входному коаксиальному разъему. Нагрузкой линии является комбинация поглощающего материала и резисторов.

Для создания и контроля электромагнитного поля в камерах используются радиоизмерительные приборы общего назначения со специально разработанными усилителями и автоматизированной системой измерений.

Безэховая камера – это уникальное инженерное сооружение для проведения исследований и испытаний по ЭМС различных ТС и электромагнитной безопасности. Стены и потолок камеры облицованы поглощающим электромагнитные волны материалом. В полностью безэховой камере радиопоглощающим материалом покрыт также пол. Покрытие камеры радиопоглощающим материалом преследует цель предотвратить отражения радиоволн от внутренних поверхностей камеры, так как интерференция отраженного и излученного электромагнитных полей может привести к образованию пиков и провалов напряженности результирующего электромагнитного поля.

Коэффициент отражения радиопоглощающего материала зависит в основном от частоты и угла падения радиоволн. Как правило, поглощение электромагнитной энергии максимально при нормальном падении радиоволн на поверхность радиопоглощающего материала и снижается при возрастании угла падения. Для того, чтобы уменьшить отражения и увеличить поглощение радиоволн, применяется радиопоглощающий материал в форме пирамид или конусов. Камеры предназначены для проведения испытаний и высокоточных измерений радиоэлектронной аппаратуры, антенной техники и испытаний ТС на ЭМС. Обеспечивают получение достоверных результатов измерений в обстановке сильного электромагнитного зашумления естественным и техногенным электромагнитным фоном, а также защиту информации. При испытаниях ТС различных видов и назначений на соответствие требованиям устойчивости к электромагнитным помехам и на соответствие предельным нормам на помехоэмиссию применяют стандартные методы испытаний, установленные в международных и отечественных стандартах.

Например, процедура определения устойчивости аппаратуры к импульсным помехам согласно ГОСТ Р 51317.4.12-99 (МЭК 61000-4-12-97): подобные помехи создаются, в частности, при коммутациях высоковольтного оборудования. Процедура испытаний заключается в том, что на входы работающей аппаратуры подаются импульсы от стандартного испытательного генератора и при этом контролируется правильность работы аппаратуры: отсутствие ложных срабатываний, «зависания», перезагрузки и физического повреждения устройств.

В требованиях к аппаратуре РЗА дается класс жесткости испытаний, которому соответствует некоторое испытательное напряжение. Но это напряжение определяется на холостом ходу испытательного генератора. В действительности напряжение, приложенное к аппаратуре при испытаниях, будет зависеть от ее полного входного сопротивления (точнее, от амплитудно- и фазочастотной характеристик в спектре частот рассматриваемых импульсов). Более того, вольт-амперная характеристика входов аппаратуры нередко оказывается нелинейной, особенно в случае установки в аппаратуру разрядников, варисторов и т.п. нелинейных устройств защиты. В случае превышения мощностью помехи нагрузочной способности, например варистора, он может быть выведен из строя, хотя напряжение помех на входе оборудования не превысит нескольких сотен вольт. Как показывают измерения, это напряжение часто оказывается существенно меньше нормированного.

Разумеется, это не снижает ценность результатов испытаний, поскольку стандартами нормируется еще и внутреннее сопротивление испытательного генератора. Поэтому мощность помехи, попадающей на аппаратуру, контролируется в любом случае.

 

 

 

Рисунок 18.1 – Расположение и состав оборудования для тестирования испытательной системы на устойчивость к радиочастотным электромагнитным полям по ГОСТ Р 51317.4.3-99 (МЭК 61000-4-3-95)

В качестве примера на рисунках 18.1 – 18.4 приведены типичные системы и комплект оборудования, которые используются в настоящее время для испытаний ТС и аппаратуры на помехоустойчивость и помехоэмиссию.

 

 

 

Рисунок 18.2 – Расположение и состав оборудования для проведения испытаний на устойчивость к радиочастотным полям в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.3-99

 

 

 

 

Рисунок 18.3 – Состав оборудования для проведения испытаний на устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотным полям по ГОСТ Р 51317.4.6-99 (МЭК 61000-4-6-96); ИТС – испытуемое техническое средство

 

 

 

 

Рисунок 18.4 – Состав оборудования для проведения измерения индустриальных радиопомех по ГОСТ Р 51319-99