ivanstudent

Путь к Файлу: /Конструирование электронных устройств / 125 / 105-120.DOC

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   2
Пользователь:   ivanstudent
Добавлен:   24.12.2014
Размер:   292.0 КБ
СКАЧАТЬ

ГЛАВА 11.  Защита РЭС от воздействиЯ помех

 

11.1. Основные определения

 

Способность аппаратуры нормально функционировать при некотором уровне помех и самой не создавать помех выше определенного уровня, нарушающих нормальную работу установленной рядом аппаратуры, называется электромагнитной совместимостью.

Источники помех весьма разнообразны по физической природе и подразделяются на внешние и внутренние.

Внутренние помехи обусловлены наличием источников помех внутри РЭС. Источниками электростатических помех являются блоки электропитания, шины распределения электроэнергии, батареи, термопары, статические потенциалы, возникающие при трении. Источниками магнитных полей являются трансформаторы и дроссели. При наличии пульсаций выходного напряжения систему распределения электроэнергии следует рассматривать как источник, излучающий в пространство электромагнитную энергию. Импульсные схемы стабилизации вызывают высокочастотные помехи через емкостные связи и за счет излучения энергии. Значительные помехи создаются магнитами постоянного тока, электромагнитами, электрическими двигателями, реле и электромеханическими исполнительными механизмами. Источниками, излучающими энергию в окружающее пространство, являются тактирующие и синхронизирующие схемы, контактная дуга в двигателях  и реле.

Внутренними помехами также являются помехи от рассогласования параметров линий связи с входными - выходными цепями электронных схем, а также помех, появляющихся на "земле".

Под внешними помехами понимают помехи от сети электропитания, размещаемой по соседству радиоэлектронной передающей аппаратурой, средствами связи, щеточными двигателями, сварочными аппаратами и пр., а также помехи атмосферные и космические.

Помехи от сети электропитания происходят из-за нестабильности  напряжения и частоты. При этом затрудняется стабилизация постоянного напряжения, изменяется частота вращения электрических исполнительных двигателей, что приводит к появлению сбоев при записи и считывании информации. По сети электропитания возможно появление импульсных помех, что обусловлено перегрузкой в сети и появлением пусковых токов при включении оборудования, нагруженного на ту же сеть. Действие на аппаратуру всех прочих внешних помех по физической природе аналогично действию на аппаратуру внутренних помех. Несмотря на большое разнообразие источников, помехи попадают в РЭС через гальваническую связь, электрическое, магнитное, электромагнитное поле.

Приемниками помех в РЭС являются высокочувствительные усилители, линии связи, магнитные элементы, характеристики которых изменяются под действием полей рассеивания источников помех. Основным способом защиты от помех следует считать устранение самих источников помех. Однако если таким образом можно избавиться от внешних источников помех, то внутренние источники в РЭС будут присутствовать всегда. Поэтому проблема защиты от помех стоит довольно остро и важность ее с микроминиатюризацией растет.

 

11.2. Заземление

 

Следует различать схемное и защитное заземление аппаратуры [1, 29].

Схемное «заземление» представляет собой нулевую точку отсчета всех потенциалов электронных схем. Конструктивно схемная «земля» представляет систему проводников, выполняемых печатным монтажом, скрученным проводником, одиночным проводником, коаксиальным кабелем.

Защитное заземление объединяет все металлические элементы конструкций стоек, рам и блоков, доступ к которым возможен при наладке, ремонте и эксплуатации, общей шиной с отводами наименьшей конструктивной длины с глухозаземленной нейтралью первичной питающей сети, располагаемой обычно около фундамента здания. Защитное заземление гарантирует сохранение потенциала нейтрали на нетоковедущих конструктивных элементах даже при  нарушении изоляции распределительной системы электропитания и касания ею металлического конструктивного элемента. Система блокировки при подобной аварийной ситуации отключает РЭС от питающего напряжения и защищает от возможного поражения электрическим током обслуживающего персонала. При экранировании экран присоединяется к защитной земле.

Схемное и защитное заземление объединяются в одной точке.

Каждая земля изолируется от всех прочих, а электрически они объединяются в одной точке, как правило, в системе электропитания.

 Результат разделения «земли» показан на рис. 11.2, из которого видно, что для каждой подсхемы РЭС вводится своя цепь заземления. Затем эти цепи электрически объединяются в одной точке З. Внутри каждой подсистемы, положен тот же принцип заземления, что и заземление системы. Чем меньше сопротивление между точкой З и землей, тем выше качество заземления. Падение напряжения на сопротивлении заземления Z3  приведет к появлению ошибки на выходе усилителя в результате смещения рабочей точки при протекании постоянного тока в цифровой схеме. Протекание импульсных токов в цифровой схеме будет изменять сигналы на входе усилителя, что, несомненно, скажется на стабильности работы цифровой схемы. Для полной развязки схем по цепям земли необходимо, чтобы Z3= 0.

105-120Сложная РЭС с одной схемной землей функционировать не будет из-за низкой помехоустойчивости. На рис. 11.1 видно, что для определенной конструкторской разработки платы потенциал «земли» изменяется от 2 до 100 мВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11.1. Распределение потенциала по сплошной «земляной»

                      поверхности печатной платы

 

105-120
 

 

 


                                                                                                                            

 

 

                                                                                                 

 

                                                                                          

                                                                                                  

 

Рис. 11.2. Схема «заземления» РЭС

 

Если105-120105-120 высокочувствительная схема размещается в зачерненной и светлой областях платы, то она вряд ли будет надежно работать.

 

Обычно в РЭС выделяют «землю» системы электропитания, высокочувствительных линейных схем, импульсных схем, а также относительно нечувствительных мощных схем.

 

 

 

 

105-120
 


105-120                                                        

 

                      

                                                                              

                                                                                            

                                                                                             

Рис. 11.3. Расчетная схема заземления        Рис.11.4. Контур заземления

 

Появление контуров заземления - земляных соединений, дублирующих основную земляную цепь, приводит к возникновению контурных токов и, как следствие, дополнительных помех.

Контурный ток Iк в схеме на рис.11.4  появляется из-за разности потенциалов между точками заземления А и Б. Эту разность потенциалов можно представить источником напряжения, который на эквивалентной схеме оказывается подключенным последовательно с источником напряжения, моделирующим схему рис.11.3. Контуры заземления недопустимы ни в цифровой, ни в аналоговой аппаратуре.

Конструктивно «земля» выполняется массивными короткими медными проводниками и шинами круглого и прямоугольного сечений. Для ослабления взаимного влияния за счет индуктивной связи земляные проводники должны быть взаимно перпендикулярны. Активное сопротивление RА проводника вычисляется по формуле:

                                               RА=rl/S,

где      r - удельное сопротивление проводника, Ом×мм2/ м;

 l - длина проводника, м;

S - поперечное сечение проводника, мм2.

Сопротивление медного проводника круглого сечения за счет поверхностного эффекта увеличивается на 105-120  

                                         RП= k 105-120ВRА,                                                  (11.1)

где      fВ - верхняя частота сигнала, МГц;

 k - коэффициент; его значения для различных диаметров проводника даны в таблице 11.1.

Таблица 11.1

Значения коэффициентов k

Диа-

метр

провод-ника,

мм

 

 

11

 

 

   9

 

   8

 

 

  6,5

 

   5

 

   3

 

  2,5

 

  1,7

 

 1,0

 

 

  0,6

k

124.5

99.0

88.0

69.8

55.5

34.8

27.6

17.6

10.9

6.86

11.3. Экранирование

 

 Экраны вводят в конструкцию для ослабления нежелательного возмущающего поля в некоторой ограниченной области до приемлемого уровня [29].

Возможны два варианта защиты. В первом варианте экранируемая аппаратура размещается внутри экрана, а источники помех - вне его, во втором экранируются источники помех, а защищаемая от помех аппаратура располагается вне экрана. Первый вариант используют при защите от внешних помех, второй - от внутренних. В обоих вариантах в качестве экранов используются металлические оболочки.

В РЭС функцию экрана выполняют кожух и крышки приборов, блоков и стоек, при выборе материалов и расчета толщины которых, кроме соображений эффективности экранирования необходимо учитывать требования обеспечения механической прочности, жесткости, надежности соединения отдельных элементов экрана с малым переходным сопротивлением, минимума массы. Отверстия и щели в экране могут уменьшить эффективность экранирования, поэтому, конструируя экран, нужно заботиться о минимуме в нем отверстий и щелей. Однако целиком от них избавиться не представляется возможным. Щели возникают, если прибор или стойка защищается крышками, устанавливаемыми и закрепляемыми на каркасе. Отверстия вводятся в кожух для установки соединителей, элементов управления и индикации, для обеспечения нормального теплового режима.

Эффективность экрана не ухудшится, если в его конструкции выполнены отверстия, максимальная длина которых не превышает 0,5 минимальной длины волны экранируемого сигнала. Чтобы электромагнитное поле помех не проникало через вентиляционные отверстия, на внутренней поверхности закрепляется металлическая сетка.

 

11.4. Конструирование электрических экранов

 

Экранирование электрического поля применяют в следующих случаях [29]:

· экранируемое устройство не чувствительно к  воздействию магнитного поля;

· составляющая магнитного поля мала по сравнению с составляющей электрического поля;

· частота электромагнитных волн мала и помеха имеет место только за счет электрической индукции.

 

Принцип действия электрического экрана рассмотрим на конкретном примере, когда между источником И электрического поля и входными - выходными цепями электронной схемы имеет место емкостная связь (рис.11.5а), приводящая к искажению как входного, так и выходного сигнала. Результатом введения в конструкцию экрана Э (рис.11.5б) будет появление паразитных емкостей на экран источника помехи СИЭ, входной С, выходной С цепи и цепи земли С.

Эквивалентная расчетная схема конструкции с экраном приведена на рис.11.5в, из которой видно, что наличие экрана отнюдь не развязало вход и выход схемы непосредственно от источника помехи. Появилась обратная связь выхода со входом через последовательно соединенные емкости С и С. Если шину нулевого потенциала схемы подсоединить к экрану и заземлить, то обратная связь окажется разорванной, источник помех И закороченным на землю через емкость СИЭ, а вход и выход схемы – нагруженным на емкости С и С, что должно учитываться схемотехниками при оценке параметров и характеристик схемы (рис.11.5г).

105-120

 

Защита от электрического поля сводится к установке РЭС в сплошную металлическую оболочку  – экран произвольной толщины и высокой электрической проводимости.

 

Заземляться экран должен массивным коротким проводником с минимальным индуктивным сопротивлением. С увеличением частоты электрического поля толщина экрана будет влиять на эффективность экранирования. Через отверстия и щели в экране внутрь РЭС может проникнуть внешнее электрическое поле.

Напряженность поля ЕЭ внутри РЭС определяется по формуле:

 

               105-120 ЕЭВН (2lЩ/ πlЩТ)2 exp(-πδЭ / lЩ),                                (11.2)

где     ЕВН – напряженность внешнего поля;

lЩ, δЭ – максимальная длина щели и толщина экрана;

lЩТ – расстояние от щели до рассматриваемой точки внутри экрана.

 

Электрические экраны весьма разнообразны как по форме, так и по применяемым материалам. При выполнении экрана в виде отдельных конструктивных элементов необходимо особое внимание уделять электрической связи между элементами и общим заземлением. Чтобы конструктивные элементы кожуха блока на рис.11.6. выполняли функцию экрана, детали 1 – 3, 5, 7 электрически объединяются между собой и с несущей конструкцией модуля, в который устанавливается блок.

Для этого к элементам кожуха в легко доступных местах с предварительным удалением покрытия привариваются земляные лепестки 4, комму-тируемые между собой гибкими многожильными проводниками 6.

 Легкосъемность конструкции обеспечивается заземлением “под винт”. Для надежности контакта под головку винта вводится пружинная шайба.

105-120

Рис. 11.6. Заземление кожуха блока

1 – передняя панель; 2 – крышка; 3 – стенка; 4 – лепестки заземления; 5 – задняя панель; 6– монтажный проводник; 7 – дно

 

Выбор материалов электрических экранов можно сделать на основании данных табл. 11.2 [29].

Поскольку часто желательно иметь минимальную стоимость и массу экрана, то с этих позиций наилучшим материалом является магний, но он легко коррозирует и образовывающийся слой окисла ухудшает контакт экрана с корпусом изделия. Цинк дешевле меди, имеет меньшую плотность, но мягок.

 

Таблица 11.2

Свойства немагнитных металлов экранов

 

 

Металл

Плотность

        ν, кг/м3

  Проводимость

     Y/1.75·10-8,

       1/Ом·м

Относительная

стоимость

 

Алюминий

Латунь

Медь

Магний

Серебро

Цинк

 

 

2700

8700

8890

1740

10500

7140

 

0,61

0,18

1,0

0,38

1,05

0,28

 

0,29

0,85

0,6

0,36

34,0

0,17

 

Латунь по своим параметрам занимает среднее положение в ряду материалов для экранов, но благодаря отличным антикоррозийным свойствам и стабильности сопротивления электрического контакта, ее можно рекомендовать для широкого применения в качестве материала экрана.

 

11.5. Конструирование магнитных экранов

 

Магнитный экран конструируется в следующих случаях [29]:

 - экранируемое изделие не чувствительно к воздействию электрического поля;

 - магнитная составляющая электромагнитного поля во много больше электрической составляющей.

Задача экранирования магнитного поля сводится к уменьшению или полному устранению индуктивной связи между источником и приемником помехи. Как известно, если магнитный поток пересекает контур, образуемый проводником, то в контуре наводится напряжение помехи.

Магнитные экраны выполняются как из ферромагнитных, так и немагнитных металлов. Ферромагнитные материалы с большой относительной магнитной проницаемостью μ105-120 обладают малым магнитным сопротивлением, в результате чего линии магнитного поля будут шунтироваться материалом экрана, и пространство внутри экрана не будет подвергаться воздействию магнитного поля. Ферромагнитные материалы эффективно защищают аппаратуру в диапазоне частот 0 – 10 кГц. Для предотвращения попадания магнитного поля внутрь экрана конструктивные элементы экранируемого прибора не должны содержать деталей (в том числе и крепежных) с малым магнитным сопротивлением и способных создавать пути магнитным силовым линиям поля. При высоких требованиях к помехоустойчивости РЭС крепежные детали выполняются латунными.

Отверстия и щели в экране ухудшают качество экранирования. Магнитное поле через отверстия и щели в экране проникает внутрь экранируемого пространства.

Если направление линий магнитного поля известно, то для улучшения качества экранирования щели и отверстия следует ориентировать длинной стороной вдоль направления линий магнитного поля. В противном случае можно рекомендовать в экранах щели и отверстия, максимальная длина которых не превышала бы половины минимальной длины волны поля. Магнитное экранирование тем эффективнее, чем больше магнитная проницаемость экрана и толще экран. Однако, если напряженность магнитного поля станет равной или превысит коэрцитивную силу материала экрана, то произойдет его намагничивание до насыщения. Когда насыщенный слой достигнет внутренней поверхности стенки экрана, увеличится магнитное поле внутри экранируемой области.

При выборе материала экрана необходимо помнить, что магнитная проницаемость с увеличением частоты поля уменьшается, и это сказывается на эффективности экранирования.

Принцип действия экрана из немагнитного металла заключается в вытеснении внешнего магнитного поля из внутреннего пространства прибора  материалом экрана. Внешнее переменное магнитное поле создает индукционные вихревые токи в экране, а те, в свою очередь, –  магнитное поле, направленное навстречу внешнему полю внутри экрана, а за экраном – совместно с направлением возбуждающего поля. У экранов из немагнитных металлов эффективность экранирования растет с увеличением толщины и проводимости материала экрана. Магнитное поле частотой выше 10 МГц достаточно надежно экранируется, если на диэлектрический кожух наносится медное или серебряное покрытие толщиной не более 100 мкм. Толщина немагнитного экрана может в несколько раз превысить толщину ферромагнитного, обеспечивающего на фиксированной частоте одинаковое ослабление. Использование ферромагнитного материала позволит значительно снизить массу экрана.

При экранировании магнитного поля заземление экрана не обязательно, поскольку оно не влияет на качество экранирования. В табл.11.3 приведены основные свойства ферромагнитных материалов, используемых в конструкциях экранов. Проводимость материалов в таблице отнесена к проводимости меди, которая принята за 1 (Y=1/1,75·10-8 Ом-1·м-1). Железо, если бы не его низкая коррозионная стойкость, является наилучшим материалом для магнитных экранов.

 

Таблица 11.3

 

Свойства ферромагнитных материалов экранов

 

 

 

Материал

 

 

 

Плотность

ν,    кг/м3

Проводимость

  Y/1.75·10-8

1/Ом·м

Магнитная

проницаемость

μr·1,26·10-6,

Гн/м

 

Индукция

В·10-4, Тл

 

Напряженность

Н, Э

 

      Никель

      Железо

      Сталь

Пермаллой

41%никеля

80%никеля

 

 

8900

7880

7750

 

8180

8750

 

0,27

0,208

0,068

 

0,036

0,044

 

        –

     1000

     1000

 

   80000

        –

 

6,0

21,7

21,2

 

15,4

7,9

 

0,42

0,34

0,52

 

0,07

0,35

 

 

В практике конструирования получили распространение экраны из стали и пермаллоев. Экраны из стали с малой начальной магнитной проницаемостью обеспечивают малое, но постоянное экранирование как на инфранизких, так и на частотах вплоть до десяти килогерц. Экраны из пермаллоев с высокой начальной проницаемостью позволяют получить эффективное экранирование, но в узком диапазоне частот от нуля до нескольких сотен герц. С увеличением частоты возрастают вихревые токи экрана, которые вытесняют магнитное поле из толщи экрана и уменьшают его магнитопроводимость, а это сказывается на эффективности экранирования.

 

11.6. Конструирование электромагнитных экранов

 

 Электромагнитное экранирование охватывает диапазон частот от            103–109 Гц. Принцип действия электромагнитного экрана состоит в отражении электромагнитной энергии WЭ от поверхности экрана и ее затухании в толще экрана. Как видно на рис.11.7, электромагнитная энергия отражается на границах диэлектрик – экран W01 и экран – диэлектрик W02, затухает в толще экрана W3 и частично проникает в экранируемое пространство WП. Экранирование поглощением объясняется тепловыми потерями на вихревые токи в материале экрана, экранирование отражением – несоответствием волновых параметров материала экрана и окружающей среды. Для нижней границы частотного диапазона первостепенное значение приобретает отражение, для верхней границы – поглощение электромагнитной энергии. Электромагнитное экранирование может выполняться как немагнитными (табл.11.2), так и магнитными материалами (табл.11.3). Немагнитные металлы высокой проводимости можно эффективно использовать в низкочастотной части спектра, ферромагнитные материалы высокой магнитной проницаемости и электрической проводимости – во всем частотном диапазоне электромагнитного поля. Толщина экрана должна быть по возможности наибольшей. Можно дать следующие рекомендации по выбору материалов при электромагнитном экранировании.  

105-120                         

                                     

                                         

                                           

 

                                                                        

 

                                                                       

                                                                   

 

 

 

Рис. 11.7. Принцип электромагнитного экранирования

 

На частотах до 10 Гц наилучшие результаты дают медные и алюминиевые экраны, а при частотах выше 10 Гц – экраны из стали. Однако наилучшие результаты могут быть получены применением многослойных экранов – последовательно чередующихся слоев магнитных и немагнитных металлов. Возможны различные варианты материалов слоев: медь – пермаллой – медь, пермаллой – медь, медь – сталь – медь.

 Введение воздушного зазора между слоями в 20 – 40% суммарной толщины экрана улучшает эффективность экранирования.

При защите РЭС от внешнего поля материал с низким значением μr помещают наружу, с высоким значением μr – внутрь. Если экран защищает источник электромагнитного поля от его распространения в конструктивном пространстве, то материал с низким μr должен быть внутренним слоем, а с высоким – наружным.

Отверстия и щели в экране (как и при экранировании от воздействия отдельно магнитного и электрического полей) ухудшают качество экранирования.

 

 

 

 

 

11.7. Расчет экранов

 

Эффективность экранирования АЭ принято оценивать через затухание экранирования:

      АЭП0=ln |ch k МδЭ| +ln |1+105-120(105-120+105-120) th k МδЭ|,                     (11.3)  

где    АП, А0 – затухание экранирования поглощением и отражением;

       kМ – коэффициент распространения волны в металле;

       ZД, ZМ – волновое сопротивление диэлектрика и металла.

 

Коэффициент распространения волны в металле:

                                            KМ=105-120,                                               (11.4)

где  j – мнимая комплексная переменная.

 

Волновое сопротивление металла:

 

                                           ZМ=105-120.                                              (11.5)

 

Волновое сопротивление диэлектрика, окружающего экран цилиндрической формы радиусом rЭ:

для электрического поля

                                         Z105-120=1/ 2 π f ε rЭ,                                              (11.6)

для магнитного поля

                                         Z105-120= j 2 π f μr rЭ.                                              (11.7)

В приведенные формулы подставляются значения μrи Y металлов экрана (табл.11.3).

При электрическом и магнитном экранировании в статике и на частотах ниже 1 кГц затухание энергии в материале экрана за счет поглощения АП незначительно (с понижением частоты kМ105-120, а chkМδЭ105-120) и может не учитываться. Кроме того, при малом kМ можно написать  thkМδЭ105-120 kМδЭ, тогда:

                         А0= ln |1+105-120(105-120+105-120) kМδЭ|.                                       (11.8)

 

Для электрического поля Z105-120/ ZМ» ZМ/ Z105-120 и тогда:

 

                              А105-120= ln|1+105-120 Z105-120 Y δЭ|.                                            (11.9)

 

Характер расчетной формулы при определении эффективности экранирования зависит от материала экрана.

 Для магнитных экранов ZМ/ Z105-120 > Z105-120/ ZМ и, следовательно,

 

                      А105-120= ln|1+105-120105-120kМδЭ| = ln|1+105-120|.                           (11.10)

 

Для немагнитного экрана Z105-120/ ZМ > ZМ/ Z105-120 и

 

                     А105-120= ln|1+105-120105-120 kМδЭ| = ln|1+ k105-120 rЭ δЭ/ 2|.                     (11.11)

 

Таким образом, чтобы вычислить эффективность экрана, надо определить магнитную и электрическую составляющие электромагнитного поля. Затухание отражением А0 вычисляется по отдельности для магнитной и электрической составляющей поля. Если составляющие затухания сложить, то можно получить полное затухание экранирования.

Разрешив (11.9) – (11.11) относительно δЭ, получим расчетную толщину стенки  электрического экрана:

                      δ105-120= 2 [ехр (А105-120) - 1] / Z105-120Y,                                           (11.12)

 

магнитного экрана из магнитного материала:

                     δ105-120= 2 rЭ [exp (A105-120) - 1] / μr,                                              (11.13)

 

магнитного экрана из немагнитного материала:

                     δ105-120= 2 [exp. (A105-120) - 1] / k105-120 rЭ.                                           (11.14)

 

Задаваясь требуемым затуханием экранирования электрического А105-120 или магнитного А105-120 поля, по формулам (11.12) – (11.14) вычисляем требуемую толщину стенки экрана.

 

С ростом частоты внешнего поля экранирование поглощением резко увеличивается, и пренебрегать величиной АП уже нельзя. Затухание экранирования в широком диапазоне частот вычисляется по формуле (11.3) и включает затухания поглощением АП и отражением А0. Затухание поглощением одинаково как для электрического, так и магнитного полей. Переменные, входящие в формулу (11.3), вычисляются по выражениям (11.4) – (11.7), представленным для расчета экранов статических и медленно меняющихся полей.

Приведенная методика расчета базируется на решении уравнений Максвелла и имеет отношение к конструкциям цилиндрических экранов. Необходимо отметить, что влияние геометрии экрана мало сказывается на эффективности экранирования, что позволяет формулы (11.3), (11.8) – (11.11) с некоторой корректировкой использовать при конструировании сферических и плоских экранов.

Для этого в соответствующие формулы вместо волнового сопротивления диэлектрика цилиндрического экрана вводится волновое сопротивление диэлектрика сферического или плоского экранов, вычисляемые

для немагнитных материалов экранов из соотношения:

                               Z105-120 : Z105-120 : Z105-120 = 1 : 105-120 : 105-120,                                     (11.15)

 

для магнитных материалов из соотношения:

                                Z105-120 : Z105-120 : Z105-120 = 1 : 2 : 3,                                       (11.16)

где Z105-120, Z105-120, Z105-120 – соответственно волновое сопротивление диэлектрика плоского, цилиндрического и сферического экранов;

 либо подстановкой в выражения, содержащие переменную rЭ – радиус цилиндрического экрана, при расчете сферического и плоского немагнитных экранов, соответственно 2/3rЭ и 2rЭ;

для магнитного сферического и плоского экранов – 3/2rЭ  и 1/2rЭ.

Соотношения (11.15) и (11.16) справедливы, если все три типа экранов выполнены из одного и того же материала, имеют одинаковую толщину стенок, а расстояния между параллельными крышками экрана равны 2rЭ.

Таким образом, расчет любого экрана сводится к расчету цилиндрического, диаметр и длина которого выбираются на основе компоновочной схемы и размеров экранируемой аппаратуры. Расчеты корректируются с учетом конкретной формы экрана.

 

ПРИМЕР.  На частоте 1 кГц вычислить магнитное затухание стального экрана (μ105-120=1000) с толщиной стенки 0,3 мм. Конструктивно экран выполнен в виде параллелепипеда  длиной 500 мм и размерами основания 250 × 150 мм.

При расчете плоский экран представим цилиндрическим длиной 450 и диаметром 250 мм.

1. ZД= j · 1,979 · 10-3 Ом; ZМ=105-1203,722 · 10-4 Ом; kМ =105-1206,73 1/мм.

2. Затухание поглощения экрана

    АП = ln |ch kМrЭ| = ln |ch 105-120 · 2,017| = ln |2,19 exp (j 18,6°)| = 0,78 Нп.

3. Затухание отражения экрана

105-120  (105-120 + 105-120) = 1,345 exp (j 37°), th 105-1206,73 · 0,3 = 1,1 exp (j 1°),

   A105-120 = ln |1 + 1,345 exp (j 37°) · 1,1 exp (j 1°)| = 0,85 Нп.

4. Суммарное затухание

                               АЭ = АП + A0 = 1,63 Нп.

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств. –М.: ВШ., 1990, 432 с.

2. ГОСТ 26632. Уровни разукрупнения радиоэлектронных средств по функционально – конструктивной сложности. Термины и определения.

3. Верхопятницкий П.Д. Справочник по модульному конструированию радиоэлектронной аппаратуры. –Л. Судостроение, 1983, 332 с.

4. Майер А.К. Разработка оригинальной конструкции РЭС. –Томск, ТУСУР, 1991, 52 с.

5. Яншин А.А. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВА. –М., РиС, 1983, 312 с.

6. Варломов Р.Г. Компоновка радиоэлектронной аппаратуры. –М., Сов. Радио, 1971, 351 с.

7. Справочник конструктора РЭА. Общие принципы конструирования. /Под редакцией Р. Г. Варламова. –М., Сов. Радио, 1980, 478 с.

8. Роткоп Л.Л., Спокойный Ю. Е. Обеспечение тепловых режимов при конструировании РЭА. –М., Сов. Радио, 1980, 231 с.

9. Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование радиоэлектронной аппаратуры. –Л., Энергия, 1972, 231 с.

10. ГОСТ 12863. Аппаратура радиоэлектронная. Основные размеры блоков.

11. Компоновка и конструкции микроэлектронной аппаратуры. /Под ред. Б. Ф. Высоцкого. –М., РиС, 1982, 208 с.

12. Бытовая стационарная радиоаппаратура. Художественное конструирование за рубежом. 1981, вып. 2, 3.

13. Пименов А.И. Снижение массы конструкции РЭА. –М., РиС, 1981, 128 с.

14. Основы проектирования микроэлектронной аппаратуры. /Под ред. Б.Ф.Высоцкого. –М., Сов. Радио, 1978, 352 с.

15. Коледов Л.А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. –М., РиС, 1989, 400 с.

16. Ермолаев Ю.П. и др. Конструкции и технология микросхем. –М., Сов.радио, 1980, 256 с.

17. Мельников В.Г. Основы стандартизации. –М., ВШ, 1978, 253 с.

18. Ушаков Н.Н. Технология производства ЭВМ. –М., ВШ, 1991, 416 с.

19. Павловский В.В. Проектирование технологических процессов изготовления РЭА. –М., РиС., 1982, 160 с.

20. Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. –М., ВШ., 1984, 247 с.

21. Дульнев Г. Н., Семяшкин Э.М. Теплообмен в радиоэлектронной аппаратуре. –Л., Энергия, 1968, 359 с.

22. Аксенов А.И. и др. Отвод тепла в полупроводниковых приборах. –М., Энергия, 1971, 175 с.

23. Чернышев А.А. и др. Обеспечение тепловых режимов изделий электронной техники. –М., Энергия, 1980, 215 с.

24. Дульнев Г.Н., Тарновский Н.Н. Тепловые режимы электронной аппаратуры. –Л., Энергия, 1971, 248 с.

25. Каленкович Н.И. и др. Механические воздействия и защита радиоэлектронных средств. –Минск, ВШ. 1989, 244 с.

26. Карпушин В.В. Виброшумы радиоаппаратуры. –М.,Сов.радио, 1977, 320с.

27. Чернышев А.А. Основы конструирования и надежности электронно-вычислительных средств. -М., РиС. 1998, 384 с.

28. Виброзащита радиоэлектронной аппаратуры полимерными компаундами. /Под ред. Зеленева Ю.В. –М., РиС., 1984, 120 с.

29. Князев А.Д. и др. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости.  –М., РиС., 1989, 222 с.

 

 

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика