Экранирование электрического поля.

Узлы и элементы РЭА, в которых имеются большие напряжения и малые токи создают в ближней зоне электромагнитные поля с преобладанием электрической составляющей.

Рассмотрим электрическую связь источника и рецептора помех в данном случае.

Рис.4.

где ИП – источник помех, РП – рецептор (приемник) помех, пунктир (--) - силовые линии электрического поля.

Рис.5. Эквивалентная схема.

Ссв – емкость связи между ИП и РП, Си/Ср – емкость между источником/ рецептором помех на землю.

Как правило, входное сопротивление рецептора является чисто активным (). Поэтому, данное выражение можно упростить.

Если , то.

На основании эквивалентной схемы переноса помех по электрическому полю следуют следующие выводы:

1. Исходя из конструкторских соображений максимально разносить в пространстве цепи источников и рецепторов помех. Это снижает емкость связи.

2. Компоновать цепи ИП и РП так, чтобы емкость связи между ними была минимальной. Располагать помеха несущие и помеха восприимчивые провода по возможности под углом в 90°.

3. Нужно уменьшать размеры источника и приемника помех, что приводит к снижению емкости связи.

4. Нужно применять дифференциальное включение рецептора помех. рис. 6.

5. Можно применить компенсационный метод подавления помех путем включить дополнительного источника противофазного сигнала помехи. Рис.7.

Эквивалентная схема экранирования электрического поля.

Рис.8. а) Незаземленный и б) заземленный экран.

Проанализируем эквивалентную схему и найдем напряжение помехи в обоих случаях.

а) Незаземлённый экран.

Сначала найдем наведенное напряжение помех на экране.

Проанализируем последнюю формулу, если .

Из данного выражения следует, что незаземленный экран усиливает помехи.

б) Заземленный экран.

При заземленном экране , поэтому. Помехи проникают только через паразитную емкость связи, которая действует в обход экрана.

В данном случае, напряжения помех будет .

Эквивалентная схема переноса помех по магнитному полю.

Рис. 9

М – взаимоиндукция – параметр, характеризующий связь между катушками.

, К=0..1.

,

Примем следующие допущения: ,.

В области низких частот напряжение помех, наводимых в цепи, резко возрастает пропорционально частоте и М между источников и рецептором помех.

Эквивалентная схема образования индуктивной обратной связи в усилителе.

Рис. 10

Взаимоиндукция вносит обратную связь. Коэффициент обратной связи , коэффициент усиления всей системы.

При некотором допустимом коэффициенте обратной связи обратная связь становится положительной, на некоторой частоте может выполнятся условие баланса фаз и может самовозбуждаться. Зная значенияможно найти допустимый уровень индуктивной обратной связи.

Для снижения нужно уменьшить магнитную связь входа и выхода усилителя. Наиболее опасна индуктивная связь первого и последнего каскадов усилителя. Коэффициент обратной связи при прочих равных условиях оказывается меньше при включении источника сигнала в режиме генератора тока.

,разность фаз ,k = 0,1,2.

Образование индуктивной связи между проводом и контуром на пп.

Рис.11.

Проанализировав схему найдем М источника и рецептора помех

Из анализа данного выражения следует:

1. Нужно компоновать рецепторы в плоскости, параллельной воздействующему на них магнитному потоку: ,.

2. Нужно максимально разносить в пространстве цепи рецепторов и источников поля.

3. Нужно уменьшать площадь петли в цепи рецептора, сократить длину проводов и расстояние между ними.