Формы представления сигналов помехи

Помехи, имеющие периодический или апериодический характер в определённом временном интервале, могут быть математически представлены в виде наложения сину­соидальных и косинусоидальных сигналов различной частоты и амплитуды. На Рис. 13.2 показаны типичные виды сигналов помехи и их спектральные представления.

Рис. 13.2. Представления различных сигналов помех в частотной и временной области.

Полупроводниковые ключи, логические интегральные схемы, микроконтроллеры являются источником широкополосных помех, вызванных внутренними процессами в этих устройствах и работой тактовых генераторов. Сигналы указанных помех имеют периодический характер и могут быть «разложены» в частотный спектр с помощью преобразования Фурье. Ниже приведены аппроксимирующие выражения, которые можно использовать при расчёте амплитуд и частот излома для трапецеидальных сигналов. Пример такого сигнала показан на Рис. 13.3, а соответствующая ему аппроксимирующая огибающая спектра представлена на Рис. 13.4. От основной частоты сигнала до первой из частот излома f_g1 график спектральной зависимости амплитуды сигнала от частоты идёт параллельно оси частот. На участке между первой и второй (f_g2) частотами излома амплитуда уменьшается с крутизной 20 дБ/дек, а на последнем участке — с крутизной 40 дБ/дек.

Рис. 13.3. Представление процесса переключения сигналов в виде трапецеидальной функции.

Рис. 13.4. Форма огибающей спектральной характеристики.

В приведённых ниже формулах используются следующие обозначения:

Ао - амплитуда исходного сигнала;

A_n - амплитуда п-й гармоники;

T₀ - период основной частоты сигнала;

t_i - длительность импульса;

t_s - время переключения

n - номер гармоники основной частоты;

n_g1 - номер гармоники частоты 1-го излома;

п_g2 — номер гармоники частоты 2-го излома;

f₀ - основная частота;

f_{g 1} - частота 1-го излома;

f_g2 - частота 2-го излома.

На первом участке спектра в диапазоне частот f₀ … f_g1.. амплитуда сигнала не зависит от частоты:

На втором участке в диапазоне частот f_g1 … f_g2 амплитуда сигнала падает с крутизной 20 дБ на декаду:

На третьем участке (частота выше f_g2) амплитуда сигнала падает с крутизной 40 дБ на декаду:

Рассматривается обеспечение электромагнитной совместимости электронной аппаратуры конструкторскими средствами.

Протекающие токи и действующие напряжения создают соответственно переменное магнитное поле и электрическое поле, которые вызывают в электронной аппаратуре «наводки».

Наводка - это непредусмотренная конструкцией устройства передача тока, напряжения или мощности от одного элемента к другому. Наводки могут привести к искажению параметров рабочих сигналов или отказу устройства.

Проблема электромагнитной совместимости проявляется там, где имеет место высокая плотность компоновки элементов и где большой диапазон амплитуд рабочих сигналов. При решении проблем электромагнитной совместимости оперируют следующими понятиями:

n Источник наводки;

n Приемник наводки;

n Паразитная связь между источником наводки и приемником наводки.