186
Приложение
Приложение. Обеспечение помехоустойчивости проводных связей
В современных энергетических, промышленных и подвижных объектах широко используются разнообразные проводные информационные сети, от состояния которых зависит работоспособность самих объектов. Особое значение при этом имеет помехоустойчивость информации, транслируемой по этим сетям. Как показали исследования, основным источником помех для таких сетей являются силовые энергетические провода, особенно те, через которые включается разнообразная коммутационная аппаратура: в момент выключения обмоток реле и контакторов в таких проводах возникают электрические импульсы, достигающие сотен вольт, которые через электрическую и магнитную взаимоиндукцию проникают в информационные сети и искажают информацию. При этом энергетическим проводом реально является любой провод, хотя бы одним концом соединенный с источником силового напряжения.
Проблема особенно обострилась в связи с все более широким применением на объектах цифровой техники, восприимчивой к импульсным помехам.
Обычным способом ослабить наводимые помехи является разнесение проводов и применение экранированных проводов. Но разнести провода в конкретных системах, тем более на подвижных объектах (самолетах, кораблях), не всегда удается, энергетические и информационные провода приходится укладывать в общие каналы, а экранировка частично защищает от проникновения электродинамической составляющей, но не защищает от проникновения электромагнитной составляющей, величиной которой пренебречь, как правило, тоже нельзя. Обычный экран выполнен из медных проводников, и он плохо экранирует электромагнитную помеху. Поэтому здесь нужны иные меры.
Как показано в работе [1], а также в настоящей работе (Глава 5, раздел «Взаимоиндукция проводников»), допустимо рассматривать взаимосвязь не между контурами, как это вытекает из уравнений Максвелла и закона Фарадея, а между проводами, при этом следует различать электродинамическую помеху и помеху электромагнитную. Первая связана с изменением величины электрического на-
Приложение
187
пряжения в первичном энергетическом проводе, она существует даже тогда, когда ток в первичном проводе пренебрежимо мал; вторая связана с изменением величины электрического тока в первичном проводе, она существует даже тогда, когда в первичном проводе напряжение пренебрежимо мало. Электродинамическая помеха проникает благодаря распространению вокруг энергетического провода электрического поля (электрической индукции) через взаимную емкость (рис.1) [2, c. 163-165], электромагнитная помеха проникает благодаря распространению вокруг энергетического провода магнитного поля (магнитной индукции) через взаимную индуктивность (рис. 2) [2, c. 161-163]. Соответственно и меры борьбы с ними разные.
Рис. 1. Эквивалентная схема электродинамической связи цепей: U1 — напряжение в первичной цепи; U2 — напряжение полезного сигнала; Uп — напряжение помехи во вторичной цепи; Сi, Gi — взаимные удельные распределенные взаимные емкость и проводимость первичной и вторичной цепей; L, R, С. G — удельные распределенные индуктивность, сопротивление, емкость и проводимость вторичной цепи, Е0 — полезный сигнал, zi — внутреннее сопротивление источника полезного сигнала; , zн — сопротивление нагрузки
В первом приближении значение наведенной электродинамической помехи определится выражением:
C 1 z
Uп =-----------------------;
C + C 1 z + z
н в
IL V C
