Современная электроника №8/2023

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 63 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2023 симого индуктивного сопротивления на частотах до 100 МГц и более . Для блокировкинасыщениямагнито - проводов , а также проникновения импульсных помех в ЭУ в схемах применяются варисторы – элемен - ты , сопротивление которых нелиней - но зависит ( резко падает ) от прило - женного напряжения . Эти элементы поглощают энергию помех , обращая её в тепло , и должны быть рассчита - ны на такое рассеяние . Установка вари - сторов в разных сечениях СФ позволяет организовать многорубежную защиту и распределить энергию помехи меж - ду поглощающими элементами . В схе - ме на рис . 5 варисторы V 1 и V 2 вклю - чены между фазой и нейтралью , чем достигается защита от перенапряже - ний дифференциального характера . Однако от синфазных перенапряже - ний это не защищает . Существуют схе - мы СФ , в которых ограничители пере - напряжения устанавливаются попарно между всеми тремя линиями питаю - щей сети . Цепь заземления СФ в схеме на рис . 5 включает индуктивность L GND , обыч - но выполняемую на ферритовом маг - нитопроводе . Поскольку заземление важно и для обеспечения электробе - зопасности , то вносимое такой индук - тивностью дополнительное сопротив - ление на частоте ЭС и , вообще говоря , кратных гармониках не должно быть больше некоторого допустимого зна - чения . Эта индуктивность препятству - ет протеканию помехонесущих токов в обоих направлениях , повышая пока - затели ЭМС . Модульные СФ , широко применяе - мые в современных устройствах , обыч - но не сопровождаются электрической схемой , на основе которой могло бы быть проведено их моделирование . Это подчёркивает важность проведе - ния оценочных измерений . Из рассмо - тренных примеров схем СФ следуют несколько важных выводов . 1. В общем случае дифференциаль - ная и синфазная составляющая по - мех ослабляются СФ по - разному и в зависимости от того , в каком направ - лении они распространяются . Сле - довательно , оценка их ослабления должна проводиться при поочеред - ном подключении имитирующего источника сигнала к входу и выхо - ду фильтра . Значения коэффициен - тов ослабления дифференциальных и синфазных помех для этих случаев должны указываться в технических заданиях на разработку СФ . 2. СФ представляют собой четырёх - полюсник , вносящий зависящее от частоты ослабление , которое для выбранной компоненты помех и заданной частоты может быть оха - рактеризовано обобщённым частот - но - зависимым сопротивлением Z СФ . Если считать , что источник помех и нагрузка СФ имеют сопротивления Z И и Z Н , то коэффициент ослабления помех на некоторой частоте составит Таким образом , значение K N при измерениях , да и при эксплуатации СФ будет зависеть от Z И и Z Н , что вно - сит неопределённость в задачу их про - ектирования при неизвестности этих параметров . В [1] на этот случай имеется рекомендация считать , что Z И и Z Н име - ют только действительные части , в сум - ме составляющие 150…400 Ом , что на практике справедливо в основном для сигнальных , а не сетевых фильтров . Тем не менее расчётные значения K N всегда могут быть пересчитаны к другим пара - метрам Z И и Z Н после их уточнения . 3. Из формулы (1) следует , что при большом Z Н значение K N может ока - заться близко к единице , т . е . фильтр продемонстрирует малую эффектив - ность из - за маскировки его свойств особенностями измерительной уста - новки . Ввиду этого при оценке эф - фективности СФ в части подавле - ния помех выход СФ , как правило , не должен работать на холостом ходу . 4. Для импульсных помех с заданной длительностью в качестве характе - ристики ослабления целесообразно использовать отношение , где U I и U O – амплитуда импульсов на входе и выходе фильтра . 5. В качестве дополнительных харак - теристик могут рассматриваться [7]: ● отношение электрических площадей импульсов до и после СФ KS как ме - ра их способности возбуждать пере - ходные процессы ; ● отношение энергии импульсов до и после СФ KE. Исходя из этой совокупности харак - теристик , должны выбираться схемы и средства измерений . Испытательные воздействия и схемы для оценки эффективности подавления помех Как было обосновано выше , при оценке эффективности СФ мож - но ориентироваться на узкополос - ные и импульсные тестовые сиг - налы . Первые из них должны использоваться для оценки осла - бления помех на конкретных часто - тах либо в некоторой сравнительно небольшой полосе , вторые – для оценки ослабления импульсных помех . В качестве классического узко - полосного воздействия может быть рассмотрен синусоидальный сигнал с фиксированной частотой . Такой случай является тривиальным , тем не менее путём измерений на ряде частот можно получить амплитуд - но - частотную характеристику филь - тра , для чего , например , может быть использована опция для построения диаграмм Боде , реализуемая во мно - гих современных осциллографах . Вместе с тем для охвата некоторой полосы частот можно использовать идеальные узкополосные сигналы с локализованным спектром . Пусть такой идеальный полосовой сигнал ( ИПС ) имеет спектральную плотность S 0 в пределах интервала частот f 1 … f 2 . Тогда на основе обратного преобразо - вания Фурье для непериодических сиг - налов [8] он будет описываться во вре - мени функцией U ( t ) вида Рис . 5. Типовая схема СФ повышенной эффективности К электрической сети К цепям ЭУ L N FT C x1 C x2 C r2 L 1 L 2 C r2 V 1 V 2 u u GND L N GND L GND (1) (2)