ссднимп точками системы заземления было равно нулю, так как блуждающие токи могут создать значительные иадения напряжения между ними и стать до-полиитсльиыми источниками МЭЛШ для цепей РЭС.

Рациональное рабочее зезсмлеиие. Разработка системы рационального рабочего заземления подсистем, схем и цепей РЭС преследует обычно две основные цели. Первая заключается в том, чтобы снизить- поме.ховые напряжения, возипкаюиц.е в цепях РЭС при протекании токов через общие сопротивления земли. Вторая связана с необ.ходимоуью исключения образования замкнутых контуров заземления, чувсгвительных к поме.ховым магнитным полям и разностям потенциалов земли. Это относится прежде всего к отдельным подспсте-

. мам и блокам РЭС, а также

Шасси Шасси

I--л-ГП

Капель

LJ J L.

НЧ зазег1лг,чие БЧ зазеилемие С

Блон эл£итропи танил

Центральный процессор

Периферийное устройстбо

к кабельным МБЛС, объетиия-ющих отдельные узлы и блоки РЭС в единую функциональную систему (табл. 4.6)-.

Рабочее заземление подсистем РЭС. Современные электронные системы РЭС, как правило, заземляют в одной или нескольких точках, образуя одноточечные, многоточечные или гибридные схемы заземления.

Как правило, многоточечное заземление дает лучшие результаты на высоких частотах, а одноточечное заземление - на низких. Сочетание одн.5- и многоточечного заземления (гибридное заземление) зачастую является лиим решением при выполнении заземлений в цги-рокополосных схемах. Реализация основных принципов ращюнального широкополосного рабочего зазем.1ения гибридного типа приведена на рис. 4.5. Примером может служить цепь звуковой частоты (рис. 4.5. ), у которой шасси датчика и нагрузки должны быть заземлены (подключены к общему корпусу), а оболочка сосдтпттель-иого коаксиального кабеля заземлена с обеих концов через шасси. Это позволит заземлить токи низких частот (в том числе, и частично токи молщщ). Заземление оболочки кабеля для высоких частот (грозовых наводок) обеспечивает конденсатор. Следовательно, данный контур работает с одноточечным заземлением при низких частотах и с многоточечным заземлением при высоких частотах.

Защита подсистем вычислительной техники от попадания в схему защитного заземления высокочастотных наводок посредством применения рационального гибридгюго рабочего заземления приведена на рис. 4.5, б.

Включение в систему рабочих заземлителей подсистем ЭВМ нпдуктивностей порядка 1 мГн обеспечивает ма.юе их сопротивление (менее 0,4 Ом) на низких частота.х, что гарантирует надежную работу заземлегигя в качестве защитного.

Рис 4.5. Основные принципы реализации гибридных рабочих заземлений РЭС

Таблица 4.7. Сравнительные характеристики защищенности кабельных МЬЛС от влияния ГЭ:УИ1 при различных вариантах их заземления

Варнаит заземления

Краткая характеристика

-у7777777777777}77>

Цепь практически не защищена от влияния как магнитного, так и электрического нолей помех

1 Г----i

77777777777777777777

Заземление одного из концов оболочки коаксиального кабеля не сказывается на ослабление влияния магнитного поля помех, так как цепь имеет большую по площади петлю, образованную центральной жилой и землей. По отношению к влиянию электрического поля цепь более защищена, чем в варианте 1

I ,----

7777:

Заземление обоих концов оболочки коаксиа.чьиого кабеля обеспечивает некоторую защиту пени от влнягшя магнитного поля помех. Эта защита была бы ешс сильнее, если бы не замкнутый контур заземления. Иеиь хорошо заииицсна от влияния электрического поля

JL ,-----

Цепь имеет самую высокую защищенность по магнит-пому полю из всех ранее приведенных варпантов ввиду существенного уменьшения площади петли жила-земля и разрыв контура заземлеи1гя. По защищенности от электрического поля цепь близка к варианту 2

7777777777777777777777

Наличие замкнутого контура, образованного при заземлении обоих кондов МБЛС. снижает степень защи-шеииости от влияния магнитного поля, достигаемую за счет применения питой пары. Защищенность ио электрическому полю высокая.

Разрыв замкнутого контура заземле1гпя приводит к существенному увсличеншо по сравнению с вариантом 5 защишсниости цепи от влияния магнитного поля. Однако связь через электрическое поле несколько сттжает общую степень заиипцснности цепи

П\---F-/

Добавление к витой паре защитной оболочкц-экрана с одним заземлстпгым конном по сравнению с парнан-, практически никакого эффекта упсличе-

иия степени защищенности

Заземление обоих концов защитной оболочки обеспечивает допол1штсльную защиту цепи, поскольку экран обладает малым сопротиплонием и отводит часть тока, наводимого магнитным полем в контуре заземления. Лучшее решение проблемы защтгты применительно к ВЧ помехам. Не может быть эффективно использована прп болрлиих ypoBFinx ПЧ помех

За счет отрыпп витой пары МБЛС от земли и исключения попадан1гя в нее токон земли имеет в среднем в 2 раза вын1е защитные свойства, чем у варианта 8. Влияния замкнутого контура защитная оболочха- земля остается, что приводит к некоторому снижению занштных свойств цени

Ммеет высокую степень зашпшснностн за счет разрыва контура заземле1П1я, отрыва одного из концов витой пары МБЛС от земли п заключение МБЛС в защитную оболочку-экран

Обеспечена лучшей защитой, чем в варианте Ю. поскольку она объединяет в себе псе лучшие свойства коаксиальной цепи варианта 4 и витой пары варианта 10.

V77~77777T77777;

Используется принцип симметрирования относительно земли. В основном приме[[яется в длинных линиях связи дпстанцнонного управления. Может иметь плапзю-пшй потепинил относнтельни землп или зазсмлешгую среднюю точку. Решает проблему широкополосной помехозащищенности от низких до высоких частот

ТГ777Р777Г-ТТ.

Обладает высокой защии1еиностью от всех видов помех в широких пределах частотного диапазона. Основной недостаток - высокая стоимость и относительно большие размеры кабельной ЛБЛС в сеченин

На частотах 50 кГц... 1 МГц. где сосредоточена основная энергия импульсов вычислительных устройств, сопротивление заземления подсисте.м становится 1Ю-рядка 1 кОм. что решает проблему надежной защиты подсистем ЭВМ от высокочастотного влияния по цепям защитного заземления.

Заземление МБЛС. Одним из способов снижения неблагоприятного влияния на РЭС помех, возникающих в МБЛС, является рациональное заземление их запи1тных оболочек-экранов.

Главным критерием рационального заземления кабельных МБЛС является нсключе1ше образования замкнутых контуров заземления, чувствительных к воздействиям помеховых магнитных полей, и разрыв путей протекания по элементам .\БЛC уравнительных токов (табл, 4.7).

Электрическая развязка цепей РЭС

Одним из эффективных методов уменьшения восприимчивости цепей РЭС к грозовым воздействиям является электрическая развязка этих цепей (табл. 4.8). Особенно это относится к цепям, подключенным к протяженным про-

Способ разьязкм

Краткая характерцегика

1. Изолирующий трансформатор

Применяется для разрыва общих контуров в цепях, требующих обязательного за-землсггпя с обеих концов. Изолирующий трансформатор одновременно выполняет согласующие функции. Ввеченне в трансформатор заземленного экрана улучшает защитные свойства uemi от влияния высокочастотных наводок. В связи с возможностью пробоя изоляции при воздействии н.мпульсных перенапряжений трансформатор требует специальных мер защиты

2. Продольный дроссель (нейтрализующий или си.м.метрнрующнн трансформатор)

Применяется для разрыва контура заземления в цепях, требующих связи между схема.мн по постоянному току или на очень низких частотах. При симметр1!чном включении дросселя полезные сигналы в обеих цепях имеют одинаковую величину, но противоположное направление, в то время как токн помех текут по обоим провод-ника.м в одинаковом направлении, нейтрализуя друг друга

3. Бифелярнын дроссель

Схема аналогична предыдущей по споим защитным свойствам. На одно ферритовое кольцо можно наматывать проводники, и.чущмс от нескольких цепей, не опасаясь их пзаим и)го влияния (числом 25... 50), Вместо проводов возможно также применять коаксиальные кабели. Эффсктиснзя запшта от высокочастотных наволок

4. Оптрои

5>

Схема ласт почти идеальную изоляцию (развязку) от любой разности потенциалов земель, поскольку связь между подсистемами 1 и 2 осуществляется лишь через световой поток оптрона. Наиболее целесообразно применять в Цифровых схема.х

водным и кабельным линиям связи, а также в случаях необходимости разрыва общего контура заземления иепей РЭС с целью уменьигення их восприимчивости к влияшно магнитных полей помех.

Амплитудные ограничители

Общие положения. Амплитудные ограннчитеш - приборы, обеспечивающие сшгжение амплитуды перенапряжений, возникающих в цепях РЗ)С, до требуемого по условиям защиты уровня. В зависимости от физических приннннов. лежащих в основе работы амплитудных ограничителей, их функционирование свя-

зано с детектпроваппем, электрической развязкой защшцаемых схем п помехо-содержатпх цепей, отражением, рассеиванием нлп отведением энергии помех с целью прсдотврашения необратимых процессов в защищаемых системах РЭС (рис, 4.6).

Таблица 4.9. Характеристики основных видов амплитудных ограничителей

/ШПЛМТУЛНЫЕ ОГРАНИЧИТЕЛИ

1. Защитные разрядники 1.1. Искровые

12. Угольные

1.3. Газоиаполисиныс

1.4. Вентильные

2. Защитные псиупрп-еодниковыс приборы

2.1. Выравниватели

2.2. Варисторы

2.3. Кремниевые диоды

2.4. Стабилитроны

2.5. Ограиичнте.шныедиоды

3. Разъедпнигели

3.1 Автоматические выключатели

3.2. Электромеханические реле

3.3. Плавкие пре.чохра-нитолн

Рас. 4.6. Осиовиые виды амплитудных ограпичитслси иеренапряжеиий РЭС

Основными характеристиками амплитудных ограничителей являются: диапазон их рабочих папряжеппй, пропускаемые токи и уровень передаваемой без собственных повреждений энергии, значения которых для различных видов ограничителей колеблятся в широких пределах (табл, 4.9). Важной характеристикой амплитудных ограиичгнелей также является зависимость их выходных на-пpжeний от времени (форма остаточного напряжения (табл. 4.10)). по которой можно судить о том, насколько сигнал наводки (перенапряжеиня) после прохождения им защитного ограничителя опасен по амплиту.те или форме для нормального функционирования элементов РЭС. входящих в защищаемую схему. Ири этом в процессе выбора того или иного вида ограничительного прибора необходимо учитывать их особенности, руководствуясь качественным перечнем их сравнительных данных (табл. 4.11).

Очевидно, что ни искровые разряди1П\1г, ни электромеханические приборы (pe.ie. разт>едипители и т. п.) сами по себе не пригодны для защиты от перегрузок по напряжению илп току таких чувствительных элементов РЭС, как по-луироаодниковые приборы, для которых недопустимы пропускаемые этими ограничителями выбросы иеренапряжснип.

Во многих случаях эффективно использопаиие защитных диодов плп стабилитронов, но они сами по себе требуют заищты в случаях больших пере-гру.1ок.

Обычно комбинация, состоящая из различных защитных приборов (гибридные с.\ем1.1). обеспечивает иеобхо.тмое ограничение ами.штуды импульса перенапряжения и требуемое сглаживание его фронта до З1гачений, близких к экс-плу.чтаипониым для защищаемых систем РЭС. и осуществляет рассеивание и (и.!и) отвод остаточной энергии наводки, в результате чего в элементах этих систем не возш11ают 1геобратимые попреждеиия.

.Защитные разрядники. В настоящее время в качестве огра1гичитслей амплитуды грозоп!.1х перенапряжений, возникающих па воздушных проводных п подземных кабслып.1х линиях связи, а также яля защиты элементов входных цепей РЭС от дестабилизирующего влияния высокоинтенсивных наводок, широко применяют защитные разрядники различных типов и модификаций.

Таблица -1.10. Сравнительные характеристики в.ходиого и остаточного напряжений на основных видах ограничителей ами.штуды

перенапряжений

Тип прибора

Форма импульсов напряжения

в.ходиого

остающегося

Искровой ра.чрядшис

Ограничительный диод

Электромеха ннчсскиГ! разъединитель

Гибридная схема