Анализ помехообразования персонального компьютера
Высокое насыщение бытовых распределительных сетей нагрузками с импульсными источниками питания - причина возникновения трудностей в обеспечении электромагнитной совместимости. Общие выражения для напряжений на транзисторе и диоде в частотной области.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.07.2018 |
| Размер файла | 135,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
В статье исследуются симметричные (СМ) кондуктивные электромагнитные помехи (ЭМП) от бытовой электронной нагрузки, в частности от персональных компьютеров (ПК). Высокое насыщение бытовых распределительных сетей нагрузками с импульсными источниками питания (ИИП) вызывает трудности в обеспечении электромагнитной совместимости (ЭМС) и энергоэффективности. При моделировании СМ ЭМП от ИИП ПК анализируются высокочастотные (ВЧ) эквивалентные схемы, получают математическое описание коммутационных ЭМП.
В современных ИИП повышение КПД достигается за счет роста частоты работы силовых активных элементов, что приводит к появлению ЭМП высокого уровня (~100 дБ/мкВ) и широкого спектра (103 - 106 Гц). Проблема обеспечения ЭМС бытовых электроприемников (ЭП) с ИИП, в частности ПК, заключается в снижении восприимчивости самого прибора к внешним ЭМП за счет установки ВЧ-фильтров, а также в сведении к минимуму внутренних помех, генерируемых в нормальных режимах работы схемы [1]. Уровни кондуктивных ЭМП нормируются ГОСТ 30428-96 [2].
ИИП ПК являются источниками интенсивных ЭМП, влияя на работу прочих бытовых ЭП, подключенных к общей питающей сети. Кондуктивные помехи проникают в первичную сеть через паразитные индуктивные и емкостные связи разделительного трансформатора, дросселей и конденсаторов фильтров, общий заземляющий контур, а также соединительные провода, и могут приводить к таким негативным последствиям как:
1. Сбои и ошибки в работе телекоммуникационного оборудования и радиоаппаратуры.
2. Старение и износ входных фильтров ЭП, вызванные низкочастотными компонентами в спектре ЭМП.
3. Резонансные явления и автоколебания в цепях ЭП от ЭМП, наводимых в питающих кабелях оборудования.
В данной статье рассматриваются СМ ЭМП, генерируемые при обычных коммутациях силовых элементов ИИП и представляющие собой скачки и импульсы напряжения, которые иногда сопровождаются резонансными колебаниями в паразитных LC-контурах. На рисунке 1 представлена эквивалентная ВЧ-схема ИИП ПК, состоящая из силовой части (СЧИП) на основе полумостового инвертора, мостового выпрямителя с емкостным фильтром (МВЕФ), подключенных к сети через эквивалент сети (ЭС). При составлении данной схемы были приняты следующие допущения:
1. Биполярные транзисторы S1, S2 и диоды Шоттки D1, D2 во включенном состоянии замещаются участками с нулевым сопротивлением; в выключенном состоянии транзисторы замещаются емкостями перехода СС, диоды - обрывом.
2. Сопротивления обмоток и паразитные емкости первичной и вторичных обмоток трансформатора не учитываются. Коэффициент трансформации много больше единицы, паразитные емкости вторичных обмоток малы по сравнению с емкостью СS первичной обмотки и ими можно пренебречь.
3. Для ВЧ пульсаций паразитные параметры емкостных фильтров и выходного сглаживающего дросселя, а именно паразитные индуктивности lCf, lC и емкость CL, представляют гораздо меньшее сопротивление, чем их основные параметры емкости Cf, С и индуктивность L соответственно.
импульсный транзистор частотный электромагнитный
Рисунок 1 - ВЧ эквивалентная схема ИИП ПК
Для получения математических выражений, описывающих переходные напряжения на транзисторах и диодах после выключения и включения транзистора (рисунок 2), СЧИП анализируется отдельно, после чего транзисторы и диоды замещаются источниками напряжения помехи и рассчитывается напряжение на измерительном резисторе RЭС ЭС. При нормальной работе схемы перенапряжения на транзисторах S1, S2 и диодах D1, D2 возникают в двух случаях: при выключении и включении транзисторов [3].
В первый момент после выключения транзистора на интервале (DT, DT+Дt) его паразитная емкость СС перехода начинает заряжаться до величины Ug/2 (этап 1, рисунок 2). При этом напряжение на первичной обмотке трансформатора становится равным нулю, тем самым к диоду D1 прикладывается нулевое напряжение и он открывается, меняя структуру схемы и начиная этап 2 переходного процесса. Включение диода создает новый контур для протекания тока, вызывая перераспределение энергии между паразитными индуктивностями вторичных обмоток на интервале (DT+Дt, Т/2); образуется резонансный контур (этап 2, рисунок 2), состоящий из индуктивностей рассеяния трансформатора и паразитной емкости дросселя.
В общем случае переходной процесс состоит в линейном росте напряжения на первичной обмотке трансформатора и, соответственно, обратного напряжения на диоде, вызывая его отключение; а также в резонансных колебаниях от контура, образованном паразитными индуктивностями вторичной обмотки и емкости дросселя. Однако скорость роста напряжения на первичной обмотке достаточна велика, чтобы считать этот рост мгновенным и рассматривать только резонансные колебания на интервале (Т/2, Т/2 + DT).
Рисунок 2 - Кривые напряжения помех на транзисторе и диоде
Пользуясь теоремой задержки, получают общие выражения для напряжений на транзисторе и диоде в частотной области:
Используя данные выражения, с помощью метода контурных токов можно рассчитать напряжение помехи на измерительном сопротивлении RЭС ЭС (рисунок 1). Сравнение результатов теоретического и компьютерного моделирования с нормами ГОСТ будет рассмотрено в одной из следующих работ.
Литература
1. Мкртчян Ж.А. Основы построения устройств электропитания ЭВМ. - М.: Радио и связь, 1990.
2. ГОСТ 30428-96 Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от аппаратуры радиосвязи. Нормы и методы испытаний.
3. Harada K., Ninomiya T. (1977) Noise generation of a switching regulator. IEEE Transactions on aerospace and electronic systems, vol. AES-14, NO.1, January 1978.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Сущность проблемы электромагнитной совместимости радиоэлектронных систем. Техническое несовершенство радиопередатчиков. Обзор современных радиосистем, сверхширокополосные системы связи. Пример расчета электромагнитной совместимости сотовых систем связи.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.01.2014Особенности разработки однокритериального измерителя частотной избирательности, обеспечивающего анализ восприимчивости и электромагнитной совместимости радиоэлектроники. Методика электрического расчёта аттенюатора, управляемого генератора и сумматора.
дипломная работа [725,3 K], добавлен 20.06.2010Проблемы электромагнитной совместимости устройств силовой электроники с техносферой. Требования к качеству электроэнергии, используемой при работе различного рода потребителей. Современные судовые системы автоматики и вычислительные комплексы.
доклад [343,0 K], добавлен 02.04.2007Анализ технического задания и выбор структурной схемы импульсно–модулированного СВЧ передатчика с частотной модуляцией. Расчет задающего генератора на диоде Ганна. Расчет колебательной системы. Параметры выходного усилителя на лавинно–пролетном диоде.
реферат [155,1 K], добавлен 20.09.2011Сущность обеспечения электромагнитной совместимости, ее классификация по классу, основным видам и типам. Непреднамеренные электромагнитные помехи. Функциональные характеристики радиоэлектронных средств. Изучение условий пользования радиоканалами.
презентация [26,0 K], добавлен 27.12.2013Знакомство с современными цифровыми телекоммуникационными системами. Принципы работы беспроводных сетей абонентского радиодоступа. Особенности управления доступом IEEE 802.11. Анализ электромагнитной совместимости группировки беспроводных локальных сетей.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 15.06.2011Проектирование амплитудно–модулированного СВЧ–передатчика с частотной модуляцией. Расчет задающего генератора на диоде Ганна и выходного усилителя на лавинно–пролетном диоде. Выбор конструкции и эквивалентной схемы, определение электронного режима.
курсовая работа [160,4 K], добавлен 20.09.2011Задачи и этапы обеспечения электромагнитной совместимости различных элементов радиоэлектронных средств. Неосновные излучения передатчиков: внеполосные и побочные на гармониках, паразитные, комбинационные, интермодуляционные. Неосновные каналы приема.
презентация [493,2 K], добавлен 16.03.2014Характеристики оборудования технологий высокоскоростного цифрового абонентского доступа. Области применения симметричных DSL устройств. Обзор модемов Flex Gain, расчет длины регенерационного участка. Общие положения по электромагнитной совместимости.
дипломная работа [380,4 K], добавлен 12.01.2012Конструкция блока питания для системного модуля персонального компьютера. Структурная схема импульсного блока питания. ШИМ регулирование силового каскада импульсного преобразователя. Импульсный усилитель мощности. Устройства для синхронизации импульсов.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 19.02.2011Определение, устройство, назначение персонального компьютера, его архитектура. Устройство и принцип работы монитора, материнской платы, процессора, оперативной памяти, компьютерного блока питания, дисковода, жесткого диска, клавиатуры и компьютерной мыши.
презентация [2,8 M], добавлен 15.02.2013Изучение устройства и принципа работы источников бесперебойного питания (ИБП). Разработка универсального ИБП с возможностью его использования в любой аппаратуре мощностью до 600 Вт, начиная с персонального компьютера и заканчивая медицинской аппаратурой.
дипломная работа [996,9 K], добавлен 16.07.2010Современные стандарты сотовых сетей связи. Проектирование сотовой сети связи стандарта DCS-1800 оператора "Астелит". Оценка электромагнитной совместимости сотовой сети связи, порядок экономического обоснования эффективности разработки данного проекта.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 10.06.2010Структура автоматического фазометра, выбор компонентой базы и расчет блока питания. Описание алгоритма и составление программы для микроконтроллера и персонального компьютера, их основные действия. Определение погрешности скорости передачи данных.
курсовая работа [209,7 K], добавлен 05.08.2010Схема однокаскадного усилителя с емкостной связью на биполярном транзисторе с общим эмиттером. Расчет каскада по постоянному току и в области высоких частот. Графики статической, динамической линий нагрузки. Стандартные номинальные значения сопротивлений.
курсовая работа [241,9 K], добавлен 17.01.2010Методы моделирования характеристик КМОП транзисторов с учетом высокочастотных эффектов. Проектирование высокочастотного усилителя на МОП транзисторе с использованием S-параметров. Сравнение измеренных и рассчитанных характеристик усилителя на транзисторе.
дипломная работа [4,3 M], добавлен 30.09.2016Информатика как наука и учебная дисциплина. Аппаратное обеспечение и архитектура персонального компьютера. Классификация прикладного программного обеспечения компьютера. Основы работы на компьютере под управлением MS Windows и технология MS Office.
контрольная работа [794,7 K], добавлен 04.01.2010История, основные направления развития коммуникаторов. Отличительные особенности, технические характеристики коммуникаторов. Новинки научно-технического прогресса в области персонального компьютера, позволяющие пользоваться компьютером на базе телефона.
реферат [30,6 K], добавлен 11.01.2011Разработка и расчет автогенератора на диоде Ганна с варакторной перестройкой частоты в заданном диапазоне. Структура автогенератора и тип диода. Расчет автогенератора и резонансной системы. Оптимальное сопротивление нагрузки и КПД резонансной системы.
курсовая работа [581,7 K], добавлен 27.08.2010Получение ряда вторичных напряжений, электрически не зависимых друг от друга и от питающей сети с помощью трансформатора питания. Расчет трансформатора питания с заданными параметрами. Анализ условий эксплуатации. Расчет конструкции и необходимых деталей.
курсовая работа [171,8 K], добавлен 14.03.2010
