11
элементов. В конструкции приборов рекомендуется применять в параллельных схемах различные технологии с тем, чтобы избежать одновременного нарушения их функционирования при воздействии электромагнитных помех. Принцип избыточности применяют как к аппаратным, так и к программным средствам.
Технические средства и способы конструирования, установки и монтажа приборов, повышающие устойчивость к воздействию электромагнитных помех, включают в себя:
- экранирование;
- фильтрацию;
- защиту от перенапряжений (переходных процессов);
- заземление и эквипотенциальные соединения;
- обеспечение помехоустойчивости при проектировании печатных плат;
- применение приборов с избыточностью (с различными технологиями);
- использование цифровыхтехнологий.
Общие сведения о применении средств и способов помехоустойчивого конструирования приведены в ГОСТ Р 51317.1.2.
Экранирование выполняют с помощью металлических (проводящих) экранов для исключения проникновения внешних электромагнитных полей в зону, где имеются цепи, восприимчивые к излучаемым электромагнитным помехам. Однако эффективность экранирования будет частично или полностью нарушена, если входные и выходные кабели не имеют соответствующего экранирования или не оборудованы помехоподавляющими фильтрами. На эффективность экранирования приборов влияет также наличие отверстий в экране или недостаточная электропроводность экрана.
Фильтры используют для снижения уровня кондуктивных электромагнитных помех, поступающих в прибор. Фильтр размещают в кабельном соединении, где могут распространяться кондуктивные электромагнитные помехи, и конструируют его с учетом силы сетевого тока и вида сигнала, проходящего по линии, а также характеристик электромагнитных помех.
Эквипотенциальные соединения должны обеспечивать электрическую однородность металлических структур для снижения разности потенциалов. Соединительные перемычки должны быть максимально короткими, их сопротивление должно быть низким во всей полосе частот.
При прокладке кабелей следует избегать наведения напряжений или токов помех внешними электромагнитными полями, перекрестных электромагнитных помех между проводниками.
Прокладка кабелей должна проектироваться с особой тщательностью. Воздействие электромагнитных помех может быть снижено экранированием кабелей, применением коаксиальных кабелей с двойным экраном, скрученных пар, разделением кабелей, несущих сигналы различных уровней и/или видов, использованием эффекта ослабления металлических структур, использованием волоконно-оптической связи (современный и эффективный метод).
Важную роль в обеспечении устойчивости к электромагнитным помехам играет размещение проводников и компонентов печатных плат. Для обеспечения помехоустойчивости целесообразно применять многослойные печатные схемы, в которых один слой соединен с заземлением, а другой — с источником электропитания. Развязывающие конденсаторы монтируют как можно ближе к различным компонентам, а также к критическим точкам сетчатой структуры. Низкоуровневые аналоговые схемы отделяют от цифровых схем, которые должны быть разъединены с учетом их тактовых частот. Кондуктивные и излучаемые электромагнитные помехи, создаваемые компонентами или узлами печатных плат, следует контролировать с тем, чтобы предотвратить влияние электромагнитных помех, создаваемых внутренними источниками.
Безопасность приборов при воздействии электромагнитных помех может также обеспечиваться использованием программных средств, включая кодирование цифровой информации, применение алгоритмов обнаружения ошибок, корректирующих алгоритмов.
В процессе конструирования приборов при анализе влияния электромагнитных помех на их безопасность используют методы анализа надежности, связанные с электромагнитной совместимостью, и, прежде всего, метод анализа дерева неисправностей (см. ГОСТР51317.1.2). Результаты анализа дерева неисправностей используют для их сравнения с заданными требованиями безопасности при воздействии электромагнитных помех. Данный анализ позволяет выявить те элементы (части) прибора, для которых требуются более высокие уровни устойчивости к электромагнитным помехам, обеспечивающие необходимый уровень безопасности.
Развитие дерева неисправностей начинают с определения вершины события (см. 3.17). Вершина