4.2 Электрическая совместимость
При компоновке аппаратуры радиоэлектронных средств (РЭС) высших структурных уровней конструктору может встретиться необходимость защиты какого-либо чувствительного элемента схемы (объекта влияния) от внутренних и внешних источников помех, предполагая при этом, что путями преимущественного распространения помех являются связи через электрические, магнитные и электромагнитные поля. Вблизи источника излучения электромагнитной энергии (на расстояниях порядка длины волны и менее) задача защиты от внутренних источников сводится к защите или только по магнитной или только по электрической составляющей поля. При нахождении источника помех на значительном удалении (более трех-пяти длин волн, в этих случаях речь обычно идет о внешних полях) рассматривается воздействие на объект распространяющейся в пространстве плоской электромагнитной волны, в которой энергия распределена равномерно между магнитной и электрической составляющими. Во всех упомянутых выше случаях весьма эффективным приемом защиты является применение экранов, иначе говоря экранирование. Экран представляет собой металлическое тело (перегородку, оболочку), разделяющее две области пространства и тем самым предотвращающее распространение электрических и магнитных полей от одной из этих областей к другой.
Защитное действие экрана основывается как на эффекте шунтирования (создания для силовых линий магнитного поля помехи специального "удобного" пути с низким магнитным сопротивлением в обход защищаемого объекта), так и на эффекте создания противодействующего помехе поля за счет вихревых токов, возбуждаемых полем помехи в материале экрана. В зависимости от частоты помехи влияние указанных эффектов осуществляется в различной степени. В изолированную экраном область помещается или объект влияния, или сам источник помех
Эффективность экранирования (Э) - это уменьшение напряженности магнитного или электрического полей, обеспечиваемое в защитном объеме пространства конструкцией экрана, выражается чаще всего в децибелах:
или
где Н (или Е) - напряженность магнитного (электрического) поля в исследуемой точке до введения экрана; Нэ (Еэ) - напряженность в той же точке после введения экрана.
Перевод децибелов в число раз увеличения (или уменьшения) может быть взят по таблицам или найден по значению логарифма. Промежуточные (узловые) точки легко запоминаются.
Увеличение (уменьшение) в 2 раза соответствует 6 дБ; 3,16 - 10 дБ; 10-20 дБ; 31,62 - 30 дБ; 100 -40 дБ; 1000 - 60 дБ; 10000 - 80 дБ.
Прежде чем приступить к выполнению задания студенту необходимо проанализировать, какому типу помех преимущественно подвергается защищаемый объект. Соответственно этому надо выбрать тип экранирования и определить, от каких частот помехи следует строить защиту. Требуемая степень защиты в общем случае может быть рассчитана, исходя из соображения, что напряжение помехи на защищаемом объекте должно быть, по крайней мере, в несколько раз меньше полезного сигнала. Интенсивность поля помехи на частоте f = 628 принимается обычно в пределах 1,99 - 7,96 А/м. Конструктор должен иметь ввиду, что влияние помехи распространяется через магнитное поле и может быть снижено в 5 раз только за счет правильного размещения защищаемого объекта относительно поля помехи (даже без экранирования!).
Для контурных катушек (резонансных систем) необходимая степень ослабления помехи рассчитывается с учетом резонансной кривой контура, его добротности и требуемой полосы пропускания. Желательно, чтобы экран по возможности удовлетворял конструкторским требованиям, как по электростатическому, так и по магнитостатическому экранированию. Конструктивная форма экрана в зависимости от объекта - цилиндр или параллелепипед