Использование ЭМС-номограммы при описании импульсных помех

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
Использование ЭМС-номограммы при описании импульсных помех

1. Цель работы

Произвести моделирование и построение огибающих плотностей распределения амплитуда низкочастотного, среднечастотного и высокочастотного диапазонов.

Смоделировать и построить импульс напряжения, прошедшего через фильтр, переход из частотной области во временную для исходного импульса и для импульса, прошедшего через фильтр.

2. Теоретические положения

Электромагнитная совместимость – это способность электрооборудования удовлетворительно функционировать в условиях электромагнитных воздействий со стороны окружающей среды, а также не оказывать вредоносного воздействия на данную среду, включающую в себя другое электрооборудование [1].

Электромагнитные помехи возникают вследствие природных явлений или как результат технических процессов. Примерами естественных помех могут служить атмосферные разряды (электромагнитные импульсы, возникающие при ударе молнии) или электростатические разряды, последние имеют особенно большое значение в полупроводниковой электронике. Основным источни ком помех, в оборудовании промышленного типа, являются процессы переключения в электрических цепях, связанные с очень быстрым изменением токов и напряжений.

Электромагнитная связь между источником и приёмником помех может возникать в результате:

– гальванической связи (наиболее распространённый случай);

– ёмкостной связи, возникающей в результате воздействия переменного электрического поля на паразитные конструктивные ёмкости;

– индуктивной связи, вызванной нахождением проводника, по которому течёт ток, в переменном магнитного поле;

– электромагнитной связи, которая может иметь кондуктивной характер (возникает как наводка на проводники в кабельных жгутах или на проводящие дорожки печатной платы) либо распростра няется путём излучения (если ирина зазора между источником и приёмником помехи превышает 0,1 длины волны излучения) [2].

3. Исходные данные для варианта 3

[pic 1]

[pic 2]

4. Результат вычисления

Согласно заданному варианту разработан листинг программы в среде моделирования  реализующая построения и обработку ЭМС-номограммы.[pic 3]

Начало кода:

clear all % очистка памяти

clc % очистка командного окна (Clear Command Window)

% ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Um = 7.0; % [В] амплитуда

Ti = 0.01; % [с] длительность импульса

Tf = 0.005; % [с] длительность фронта импульса

Tr = 0.005; % [с] длительность спада импульса

af = 60; % [дБ] коэффициент ослабления фильтра

U0 = 10^-6; % [В] базовая величина напряжения

% ПЛОТНОСТЬ РАСПРЕДЕДЕНИЯ АМПЛИТУД [мкВ*с]

df = 1; %шаг по шкале частот

Fk = 20000; %конечное значение частоты

f = 0 : df : Fk; % [Гц] шкала частот

% Трапециевидный импульс

Uf1 =(2*Um*Ti*sin(pi*f*Ti)./(pi*f*Ti)).*sin(pi*f*Tf)./(pi*f *Tf);

absUf1 = abs(Uf1);

nz1 = find(absUf1);

% Прямоугольный импульс (Tf,Tr -> 0).

Uf2 = 2*Um*Ti*sin(pi*f*Ti)./(pi*f*Ti);

absUf2 = abs(Uf2);

nz2 = find(abs(Uf2));

% ЭМС - НОМОГРАММА [дБ]

% Частоты сопряжения

Fn = 1/(pi*Ti); % значение для низкочастотного диапазона

Fv = 1/(pi*Tf); % значение для высокочастотного диапазона

% Огибающая плотности распределения амплитуд

% Низкочастотный диапазон

fn = 0: df: Fn; % область низких частот от нуля до Fn с заданным шагом

Un = 2*Um*Ti*ones(size(fn)); % огибающая параллельна оси абсцисс

% ones формирует массив единиц размером fn

% Среднечастотный диапазон

fs = Fn : df : Fv; % область средних частот

Us = 2*Um./(pi*fs); % огибающая имеет спад амплитуд 20 дБ/декаду

% выражение для огибающей среднечастотного диапазона

% Высокочастотный диапазон