Современная электроника №8/2023

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 64 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2023 где ω = 2 π f – циклическая частота , t – время . Функция имеет максималь - ное значение при t = 0, оно составля - ет 2 S 0 ( f 2 – f 1 ), что надо учитывать при синтезе сигналов . На рис . 6 представлен график зави - симости U(t)/U(0), построенный для значений f 1 = 2 кГц , f 2 = 100 кГц . Как следует из уравнения (3), коле - бания имеют бесконечный характер , а спад огибающей обратно пропорци - онален модулю от времени . При изме - рениях эффективности подавления помех СФ период повторения таких импульсов должен быть таким , чтобы огибающая успевала сойтись практи - чески к нулевому значению . Чем боль - ший период будет задан , тем более точно будет выдержано постоянство спектральной плотности в пределах полосы частот от f 1 до f 2 . Рекомендован - ное экспериментально подтверждён - ное значение периода повторения составляет T = k / f 2 , где k ≥ 30. На рис . 7 показаны графики спек - тральной плотности S ( f ), построен - ные на основе прямого преобразования Фурье для функции U ( t ) при k = 20; 200, S 0 = 1 В / Гц и тех же значениях f 1 и f 2 . При малых значениях k спектральная плотность в пределах полосы частот ИПС претерпевает вариации , кото - рые могут снизить точность измере - ний . Ввиду этого для расчёта ослабле - ния помех в некоторой полосе следует использовать результаты быстрого пре - образования Фурье , полученные для входного и выходного сигналов . Для формирования тестового сигна - ла с огибающей вида sin ( x )/ x целесо - образно использовать генераторы сиг - налов произвольной формы на осно - ве прямого цифрового синтеза . В этом случае последовательность отсчёта для формирования файла установленного стандарта формируется в математиче - ских пакетах , при этом периодичность повторения выборки должна сопрово - ждаться математической непрерыв - ностью . Если в месте начала повтора будет резкий скачок напряжения , то в спектре испытательного сигнала воз - никнут незапланированные спектраль - ные составляющие , которые способ - ны существенно исказить результаты измерений . Для упрощения « сращи - вания » выборка должна охватывать симметричный относительно нуле - вого времени интервал и начинаться с локального минимума либо макси - мума ( см . рис . 6). При выборе формы тестовых импуль - сов для оценки эффективности их подавления СФ следует обратить вни - мание на те из них , которые обычно применяются при испытаниях техни - ческих средств по ЭМС . К последним относятся испытания на стойкость ТС к электростатическому разряду ( ЭСР ) [9] и на воздействие импульсов наносе - кундной и микросекундной длитель - ности [10, 11]. При ЭСР форма воз - действующих импульсов оказывается весьма сложной ( рис . 8), она характе - ризуется длительностью нарастания T s , временем достижения T r пикового тока I M , а также общей длительностью разряда T t . Ясно , что большое количе - ство параметров существенно усложня - ет их обоснование , поэтому генераторы разрядов , используемые при испыта - ниях на ЭСР , формируют ток с тремя нормируемыми параметрами , пере - численными на рис . 9. Здесь график представлен для контактного разряда с напряжением 4 кВ . В случае СФ нет необходимости моделировать сложные по форме воз - действия , в особенности с учётом воз - можного многообразия возможных форм импульсных помех в электро - сети . При испытаниях ТС на стойкость к импульсам микросекундной и наносе - кундной длительности используются импульсы пилообразной и экспонен - циальной форм с коротким перед - ним фронтом [10, 11]. Случаи испы - таний ТС на стойкость к ЭСР , а также к импульсам микро - и наносекундной длительности объединяет то , что для их генерации используются схемы , основанные на циклах управляемого заряда и разряда конденсаторов . Такие испытания имеют своей целью под - тверждение сохранения работоспособ - ности ТС и имитируют типовые виды соответствующих импульсных помех . В случае же испытаний СФ приходит - ся иметь дело с во многом неопреде - лённой электромагнитной обстанов - кой в электросети . Это обстоятельство позволяет значимо упростить подход к измерениям . Здесь целесообразно обратиться к теории динамической помехоустойчивости цифровых микро - схем [12], входы которых также могут подвергаться воздействию импульс - ных помех разных форм и происхож - дения . Типовая форма помех в цифро - Рис . 6. График нормированного ИПС , построенный для f 1 = 2 кГц , f 2 = 100 кГц Рис . 7. Зависимости спектральной плотности от частоты для значений k = 20 и 200 Рис . 8. Типовая форма импульсов при ЭСР Рис . 9. Форма разрядного тока генератора ЭСР I(t) T s T г T t t I m 0,9 I m 0,1 I m Ток, А I г I(t) I 30 Время, нс I 60 15 10 5 0 tr10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 90% I г 10% I г ,