1 / 78

Учебный курс R&Mfreenet Электромагнитная совместимость

Учебный курс R&Mfreenet Электромагнитная совместимость. Москва, 2007 г. Содержание. A) Часть 1 : Основы EMC B) Часть 2: Требования EMC для пассивных компонентов (Кабели, Коннекторы) C) Часть 3: Практические тесты для сравнения UTP и FTP. Что такое EMC?.

nedaa
Download Presentation

Учебный курс R&Mfreenet Электромагнитная совместимость

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Учебный курс R&MfreenetЭлектромагнитная совместимость Москва, 2007 г

  2. Содержание • A) Часть 1: Основы EMC • B) Часть 2: Требования EMC для пассивных компонентов • (Кабели, Коннекторы) • C) Часть 3: Практические тесты для сравнения UTP и FTP.

  3. Что такое EMC? • ЭМС - это способность устройства (включая кабель) функционировать без ошибки в предполагаемой электромагнитной среде.

  4. Электрические генераторы, моторы Молния Космическая радиация Радар / Микроволновые передатчики Флуоресцентное освещение Электрические магистрали / Силовые кабели Мобильные телефоны Каковы причины EMI? Автомобильные двигатели

  5. Радиоизлучение Модель взаимовлияния Источники излучения Воздействуют на Искусственного происхождения - Компьютеры, цифровое оборудование, сети - Средства связи Txs - Промышленное оборудование - Навигационные средства - Системы зажигания Естественного происхождения - Молния - Магнитное поле земли - Электростатические разряды - ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА - Средства связи Rxs - Компьютеры - Сети - Микропроцессоры -Бизнес машины -Индустриальные контроллеры -Военные аппаратные средства -Средства управления транспортом - Медицинское оборудование Взаимовлияние цепей

  6. Considerations in Structured Cabling Systems Излучение Невосприимчивость

  7. Высокая частота появления ошибочных битов Гул магнитофона Шипение AM радио TV помехи и мерцание Признаки наличия EMI

  8. ABS Торможение Бортовые компьютеры Кардиостимулятор Удаленный детонатор Навигация и сопровождение Более серьезные проблемы

  9. ЭМИ Качество электропитания Совместимость оборудования Соответствие оборудования нормам безопасности Качество установки Сезонные и циклические события Нестандартные устройства от производителей Передатчики Некорректные соединения Некорректное заземление Конструкция заземлителя Система молниезащиты Обслуживание Материалы Вид телефонной сети Квалификация персонала

  10. Нормы и стандарты, FCC Code ofFederal Regulations, Title 47, Part 15, Subpart B,

  11. Нормы и стандарты. IEC CISPR-22, Information Technology Equipment—Radio Disturbance Characteris-tics - Limits and Methods of Measurement.

  12. Нормы и стандарты.

  13. CENELEC EN 50082 Generic Immunity Standard • Согласно требований ЭМС директив Европейского Союза все продукты (оборудование) должны иметь CE метку (the conformite Europeene)

  14. Нормы и стандарты • EC регламентирующие документы • 89.336.EC Требования для стран членов EC относительно электромагнитной совместимости (1/96) • EN55022 Ограничения и методы измерения, для радио Излучения оборудования передачи информации • EN50081-1 EMC Стандарт регламентирующий допустимые значения Излучения • EN50082-1 EMC Стандарт регламентирующий допустимые значения Невосприимчивости • prEN55024-4 Ограничение величины напряжения Излучения в кабелях передачи данных

  15. EMC Стандарты для Пассивного оборудования • Сегодня существуют стандарты EMC только для Активного оборудования. • Нет стандартов EMC для Пассивного оборудования (Кабели и Коннекторы). • Проект стандарта для пассивного оборудования находится в стадии обсуждения.

  16. Требования к оборудованию • Цель:Минимум Излучения Максимум Невосприимчивости CE CE CE Горизонтальный кабель Коммутационная панель

  17. Что важно в высокоскоростных информационных кабельных системах?

  18. EMC и каблирование • Кабели являются важными компонентами, потому что они являются самыми длинными цепями между компонентами информационной системы. Зачастую они представляют из себя антенну (напр. развитые проводники) для приема и излучения электромагнитных шумовых полей внешнего происхождения.

  19. EMC: Излучение и Невосприимчивость Излучение • Цель:Низкое излучение и высокая невосприимчивость Невосприимчивость

  20. Излучение • Цифровой сигнал обычно имеет широкий спектр (Преобразование Фурье), но малую амплитуду. • Передача-прием осуществляют через сбалансированные линии, использующие витую пару или коаксиал. • Для кабелей типа витая пара, становится большой проблемой для работы увеличение частоты больше чем 30Mhz.

  21. Невосприимчивость к радиоизлучению • Слабый контроль за источниками излучений. • Уровень электромагнитных воздействий и разрушения не предсказуемый. • Результатом является нарушение или потеря данных. • Невосприимчивость достигается путем: • - Экранирование - Витая пара / Коаксиал • - Сбалансированные линии - Корректирующие коды

  22. Кондуктивная наводка по цепям и Невосприимчивость • Возникает из-за индуктивной связи с силовыми линиями. • Шумовое напряжение обычно попадает в кабельную систему из активного оборудования. • Сбалансированная линия не компенсирует помеху • Невосприимчивость достигается за счет фильтрации и использования устройств подавления.

  23. Типы шумов

  24. Концепция симметричности

  25. Концепция симметричности

  26. Противофазная модель Оборудование 2 Оборудование 1 ВЧ ток прямой VS ZS ZL ВЧ ток обратный GND GND Zземли

  27. Синфазная модель Оборудование 2 Оборудование 1 ВЧ ток VS ZS ZL ВЧ ток GND GND Zземли

  28. +V 0V -V Компенсация полей Сбалансированная линия

  29. B) Взаимная компенсация полей • Витая пара (Ниже 30MHz) Противофазная модель Поглощение H-поля Невосприимчивость к H-полям Уменьшение Излучения Улучшение Невосприимчивости

  30. Витые пары (< 30MHz) Короткий шаг повива влечет за собой больше точек H - Поля Взаимокомпенсация: => Более низкое Излучение / Более высокая Невосприимчивость

  31. Выводы: B) Компенсация полей • Витые пары хорошо компенсируют магнитные поля в диапазоне до 30 Мгц . • Выше 30 Мгц витые пары теряют эффективность компенсации магнитных полей и начинают излучать из-за: • a) Возрастают отражения от повива. • b) Антенный эффект из-за возрастающего индуктивного сопротивления. ZL = 2p f L • Витые пары не эффективны против противофазного шума.

  32. Ограничения для UTP? • Полоса пропускания: • Cat 5 <-> 100MHz • Обеспечение EMC: • Cat 5 UTP <-> 30MHz

  33. Защита от EMI • Для лучшей защиты от воздействия E- и H- полей необходимо: • 1) Использование сбалансированных линий (витые пары) • 2) Экранирование алюминиевой фольгой, заземленной на одном конце к Информационной земле. (На стороне коммутационной панели) • 3) Заземление алюминиевого экрана на другом конце (Активное оборудование)

  34. Выводы • EMI-электромагнитная помеха является причиной снижения эффективности производительности информационной системы. • Кабели UTP могут использоваться если спектр передаваемого информационного сигнала и спектр источника Излучения - в диапазоне ниже 30 Mhz. • Выше 30MHz, дополнительная защита от EMI достигается путем использования правильно заземленного экрана.

  35. Конец части 1 EMC Основы

  36. Обеспечение EMC • Использование кабелей типа витая пара -> ограничение до 30MHz • Организационные мероприятия (физическое разделение, сокращение совместного пробега …) • Экранирование (металлические кабельные каналы и экранированные кабели) • Заземление

  37. B) Экранирование • Экранирование обеспечивает наилучшую защиту EMC для кабельной системы. • Требования предъявляемые к • a) Кабелю • b) Коммутационному оборудованию • Качество экранирования зависит от: • Частотного диапазона • Типа, толщины и геометрии экранирующих материалов • Типа и качества соединений экранов • Метод заземления экрана

  38. Подключение экрана горизонтальных кабелей

  39. a b c d e Подключение экрана горизонтальных кабелей Низкое сопротивление соединения FTP и S-FTP кабелей Эффективное снятие напряжения и большая поверхность контакта гарантированны Язык экрана соединительного модуля

  40. Непрерывное экранированиев соединительных модулях Низкое сопротивление экрана <100 мОм передаточного сопротивления Источник излучения помехи Излучаемое шумовое поле Излучаемый шум воздействует на экран кабеля Источник помехи приводит к возникновению паразитных токов {

  41. 360 градусное экранирование • A) Экранирование модуля:Экран модуля должен иметь 360 градусное экранирование во всех точках соединения информационного канала. • B) Подключение экрана: • Соединение между экраном кабеля и соединительными модулями должно иметь максимальную площадь поверхности, но 360 градусов не требуется

  42. Условия Минимальное расстояние 2 кВа 2-5 кВа 5 кВа Неэкранированные силовые линии или электрическое оборудование в открытом или неметаллическом коробе 127мм (5”) 305 мм (12”) 610 мм (24”) Неэкранированные силовые линии или электрическое оборудование в непосредственной близости к заземленным металлическим кабель каналам 64 мм (2,5”) 152 мм (6”) 305 мм (12”) Силовые линии в металлическом заземленном экране в непосредственной близости к заземленным металлическим кабель каналам - - 76 мм (3”) 152 мм (6”) Разнос между информационными и силовыми кабелями EIA/TIA-569 Разделение телекоммуникационных и силовых кабельных каналов с напряжением, не превышающим 480 В

  43. Конструктивные особенности кабельной трассы Минимальное расстояние, мм < 2 кВА 2 – 5 кВА > 5 кВА Неэкранированные силовые кабели или другие электрические устройства относительно открытых или неметаллических кабельных каналов для информационных кабелей 125 305 610 Неэкранированные силовые кабели или другие электрические устройства относительно закрытых заземленных металлических кабельных каналов для информационных кабелей 64 152 305 Силовые кабели в заземленных металлических кабельных каналах или другие экранированные электрические устройства относительно закрытых заземленных металлических кабельных каналов для информационных кабелей - 76 152 Электродвигатели и силовые трансформаторы - - 1220 Открытые или неметаллические кабельные каналы для неэкранированных информационных кабелей относительно ламп дневного света 125 Разнос между информационными и силовыми кабелямиEIA/TIA-569 и ANSI/NECA/BICSI 568-2001

  44. Разнос между информационными и силовыми кабелями EN50174 (август 2000)

  45. Разнос между информационными и силовыми кабелями • К методам минимизации помех от силовых кабелей можно также отнести: • выбор хорошо сбалансированных силовых кабелей • использование трехфазных разводок • применения фильтров для подавления высших гармоник

  46. Разнос между информационными и силовыми кабелями EN50174-2

  47. Разнос между информационными и силовыми кабелями EN50174-2

  48. Разнос между информационными и силовыми кабелями EN50174-2

  49. Разнос между информационными и силовыми кабелями EN50174-2

  50. Критерии выбора типа системы Неэкранированный (UTP) или экранированный (FTP, S-FTP до S-STP)? • 1) Безопасность: - Требуется-ли уровень безопасности? • 2) Частота: - Спектр сигнала выше 30 МГц? - Спектр источника шума выше 30MHz? • 3) Разнос: - Какой разнос может быть выдержан (параллельные силовые кабели, оборудование)? • 4) Монтаж: - Заземленные металлические короба? • 5) Рабочая среда: - Уровень источников сбоев?-не предсказуем

More Related