Учет путей передачи и приемников электромагнитных помех

Очень многие задачи электротехники сводятся к изучению резуль­татов воздействия некоторых процессов на устройство той или иной степени сложности. Схемы замещения этих устройств, используемые при анализе электрических процессов, включают схемы замещения как составляющих эти устройства элементов, так и различные паразитные связи (активные, индуктивные и емкостные).

Элементы устройств принято подразделять на две основные группы: нелинейные неинерционные и линейные инер­ционные (или динамические). Принципиально любой элемент электротехнического устройства необходимо рассматривать как нелинейный инерционный. Однако решение задач при столь общих предположе­ниях связано со значительными математическими трудностями . Поэтому указанное выше разделение элементов на линейные и нелинейные (неинерционные) является це­лесообразным. Погрешность от подобной идеализации может быть оценена в конкретной задаче. Системы, содержащие в своем составе линейные инерционные элементы будут соответственно классифицироваться как линейные инерционные, а системы, содержащие в своем составе нелинейные неинерционные элементы соответственно нелинейными неинерционными.

В инерционной системе значения процесса y(t) на ее выходе зависят не только от значения процесса х (t), действующего на входе в тот же момент времени t, но и от его значений в другие моменты времени. Линейная инерционная система характеризуется тем, что величина у (t) получается суперпозицией (сложением) всех значений х(t), каждое из которых умножается на весовой коэффициент h (t, τ), за­висящий как от момента приложения τ процесса ко вхо­ду, так и от момента наблюдения t процесса на выходе системы. Если в процессе наблюдения параметры системы остаются неизменными, то значение весового коэффициента h (t, τ) зависит только от разности t - τ : h (t, τ)= h (t - τ). В этом случае значение процесса на выходе системы y(t) связано с процессом на входе системы х (t)следующим соотношением:

.

Функция h (t, τ) получила название импульсной переходной функции. Данная функция является реакцией системы на ее выходе при воздействии на вход единичной импульсной функции δ(t).

Вместо импульсной переходной функции в качестве характеристики линейной инерционной системы при анализе в частотной области используют так называемую передаточную функцию представляющую собой преобразование Фурье от h (t, τ):

,

Где .

Импульсная переходная функция линейной системы с постоянными параметрами связана с передаточной функцией обратным преобразованиями Фурье:

.

Модуль и аргумент передаточной функции называют частотной и фазовой характеристиками линейной системы:

.

Шириной полосы пропускания частотной характеристики называют ширину основания прямоугольника, высота которого равна максимальной ординате , а площадь – площади под кривой квадрата частотной характеристики:

.

Если частотная характеристика имеет резко выраженную область резонанса в окрестности частоты , и если >> , то линейная система с такой характеристикой называется узкополосной.

Передаточная функция линейной инерционной системы позволяет достаточно просто определить спектральную плотность процесса на выходе системы при известной спектральной плотности процесса на входе системы:

Поэтому, если перемножить спектральную плотность процесса на выходе источника помехи (и соответственно на входе канала передачи помехи) с передаточной функцией канала передачи помехи , и далее с передаточной функцией приемника, подверженного помехе , то получим спектральную плотность помехи в приемнике :

В логарифмическом масштабе умножение соответствует сло­жению. Поэтому, если суммировать кривую плотности распределения амплитуд входной помехи с амплитудно-частотной ха­рактеристикой тракта передачи, например, с кривой затухания фильтра, то получим график плотности распределения амплитуд помехи после фильтра, а после графического обратного преобра­зования также ее приблизительный временной ход. Таким обра­зом, с помощью измеренных спектров помех могут быть рассчи­таны требуемые помехозащитные фильтры, экраны, испытатель­ные импульсы для моделирования и т.д.

Вопросы для самопроверки

1. Что понимается под электромагнитной совместимостью технических средств?

2. Что понимается под организационным обеспечением электромагнитной совместимости?

3. Что понимается под техническим обеспечением электромагнитной совместимости?

4. Перечислите виды электромагнитных помех.

5. Поясните понятия узкополосных и широкополосных электромагнитных помех.

6. Поясните понятия синфазных и противофазных электромагнитных помех.

7. Поясните понятия «земля» и «масса».

8. Поясните термины «уровень помехи» и «помехоподавление». Как для их характеристики используются относительные логарифмические масштабы?

9. Что такое децибел и непер? Как они соотносятся?

10. Как осуществляется переход представления электромагнитных помех из временной области в частотную область и наоборот?

11. Что такое спектр периодической помехи. Какой математический аппарат применяется для его поучения?

12. Что такое спектральная плотность распределения амплитуд импульсной помех