Академия ЭМС - популярно об ЭМС | Emctestlab, Москва

Академия ЭМС

Популярно об ЭМС

Введение

Что такие ЭМС?

ЭМС (EMC) - это аббревиатура электромагнитной совместимости. Каждое производимое электронное устройство, выпускаемое на рынок должно соответствовать требованиям ЭМС, то есть соответствовать стандартам в области ЭМС для предполагаемого продукта или его применения. Какие нормы и стандарты применимы для какого продукта определяется страной, на территории которой продукт производится или продается (например, ЕС или США, страны Таможенного союза и т. д.). Далее речь пойдет только об общепромышленных гражданских стандартах и в их терминологии.

Электромагнитная совместимость (Electromagnetic compatibility)

Эмиссия (Emission)

Кондуктивная

эмиссия

(Conducted)

Излучаемая

эмиссия

(Radiated)

Устойчивость к воздействиям (Immunity)

Кондуктивная

устойчивость

(Conducted)

Излучаемая

устойчивость

(Radiated)

Явления (Эффекты)

Электро-магнитный импульс

(ЭМП, ЭМИ)

Электро-статический разряд

(ЭСР, ESD)

уточним сразу, что сокращения в этой области в различных источниках зависят от контекста, например:
  • Под ЭМП может подразумеваться как электромагнитное поле (EMF), так и электромагнитный импульс (EMP);
  • ЭМИ может означать электромагнитное излучение или электромагнитный импульс;
  • Под устойчивостью иногда подразумевают невосприимчивость и наоборот.
  • Эмиссию радиопомех иногда заменяют словом "выбросы".
В зависимости от нормативных требований к конкретному виду технических средств (продуктовых стандартов, стандартов на вид продукции), совместимое в электромагнитном смысле устройство должно соответствовать одному или нескольким пунктам:
  • Не мешать другим устройствам / машинам в эфире (излучение);​
  • Не сбоить из-за сигналов или помех других устройств / машин (устойчивость);
  • Не сбоить и не выходить из строя из-за электростатических разрядов (ЭСР), например из-за прикосновений человека, накоплению заряда из-за осадков или результате атмосферных условий, трения и т.п.
  • Не сбоить и не выходить из строя при воздействии электромагнитного импульса (ЭМИ). ЭМИ является специальной отдельной темой, обычно актуальной для военных систем, устройств защитного исполнения или повышенной опасности и защищаемой инфраструктуры. EMP - это общий термин для электромагнитных импульсов при ядерном взрыве (NEMP), в т.ч. высотных (HEMP) до 30-400 км, неядерных электромагнитных импульсов высокой интенсивности (NNEMP, HIRF), генерируемых бомбами, ракетами, ЭМ установками беспилотников, без использования ядерных технологий, импульсов (LEMP), вызванных естественными ударами молнии.​
 
Дополнительно отметим, что продукт не должен мешать самому себе. В зависимости от типа и масштабов рассматриваемой системы или объекта, такая ЭМС называется внутренней, внутрисистемной или внутриобъектовой. Эта тема относится не только к ЭМС, но и к целостности сигнала. На следующем рисунке вы можете увидеть устройство-приемник и источник электромагнитных помех (например, обычный торговый автомат), который должен иметь определенный уровень устойчивости к электростатическому разряду, излучению других устройств и помехам, передаваемым по проводам (кондуктивным помехам). С другой стороны, данный автомат сам не должен быть источником этих помех.
ЭМС и ЭМИ

Совместимая в электромагнитном смысле продукция должна быть испытана еще во время разработки. Любой опытный инженер по ЭМС скажет Вам, что излучения прибора и их уровни связаны с его устойчивостью. Перед выходом на рынок, производитель (или продавец) товара должен показать, что его устойчивость (невосприимчивость) достаточно высока для конкретного применения, а электромагнитное излучение достаточно низкое для заданной среды.

Пути (места) проникновения (связи)

Пути проникновения помех в устройство, как и выхода из него, являются важной частью концепции ЭМС. Давайте посмотрим, какие его элементы и части задействованы и воспринимают или излучают помехи. 

  1. Источник: в реальных условиях существуют источники нежелательных электрических и магнитных помех. Во время испытаний на электромагнитную совместимость эти источники искусственно воспроизводятся в максимально приближенном виде для данных условий, например, генераторы электростатического разряда имеют заданные напряжения и параметры разрядной цепи, а излучаемое с антенн поле имеет заданную модуляцию, генераторы импульсов задают частоту подачи помех и т.п.

  2. Путь связи: помехам, как и любому другому электромагнитному сигналу, нужен путь от источника к их приемнику. Этот путь называется каналом связи: эфир, заземление, провода ввода/вывода, сеть электропитания. В ГОСТах они обычно фигурируют как порты ИТС: граница между испытуемым техническим средством и внешней средой (кабель, проводник, антенны, корпус и т.п.).

  3. Рассматриваемый объект: испытуемый прибор или система - приемник или источник помех.

Источник

помех (шума)

Канал связи

(Порт)

Приемник

помех

(ИТС)

Существуют три основных способа решения проблем с помехами: 

  1. Понизьте уровень (мощность) источника шума.

    • при измерении эмиссии (выбросов) радиопомех от устройства, у Вас есть возможность снизить уровень шума схемотехнически (добавив фильтры, изменив взаимное расположение узлов и плат, реорганизовав заземление), конструктивно (заменив кабели, аппаратно или программно протоколы передачи данных или их параметры, выбрав другого производителя элементной базы).

    • при испытаниях на помехоустойчивости, когда невозможно повлиять на уровень источника, например, напряжение генератора ЭСР или коммутационных импульсов (заданы нормативно, стандартом), эффективными средствами являются экранирование (использование ЭМС материалов, заделка кабельных вводов, закоротка воздействия), выбор физических протоколов и интерфейсов.  

  2. Удалите или внесите изменения в путь соединения. Это то, на чем вы должны сосредоточиться, если не проходите текущие испытания на ЭМС. Здесь у Вас есть возможности внести изменения в каналы проникновения помех, снижения их уровней, не изменяя дизайн всего продукта.

  3. Повысьте уровень помехоустойчивости с помощью программного обеспечения. Это может быть реализовано с помощью дополнительных функций ПО вашего продукта, например, программные/цифровые фильтры, повышение помехозащищенности кода или протокола (переопрос, изменение частоты кадров).

Давайте подробнее рассмотрим различные типы связей для электромагнитных помех: гальванические и эфирные:

  1. Кондукивная связь (гальваническая)

  2. Емкостная (ближнее поле)

  3. Индуктивная (ближнее поле)

  4. Излучение (дальнее поле)

  • Instagram - черный круг
  • Twitter - ЭМСТЕСТЛАБ
  • Facebook Icon - Emctestlab profile
  • YouTube - Emctestlab LLC
  • Vkontakte - ЭМС группа
  • Google+ - Лаборатория ЭМС инноваций

Полное или частичное копирование материалов запрещено. При согласованном использовании материалов сайта необходима ссылка на ресурс.

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

© Компания Emctestlab llc 2017

ЭМСТЕСТЛАБ логотип