Анализ адекватности испытаний аппаратуры на электромагнитную совместимость тестовыми импульсами, страница 3

Повышение адекватности стандарта МЭК

Попробуем модернизировать стандартную пачку МЭК таким образом, чтобы в энергетическом спектре нового сигнала по возможности отсутствовали явно выраженные зоны с минимумом концентрации энергии (провалы). Для этого наложим на стандартную пачку МЭК сигнал таким образом, как представлено на рис. 4.

 Рисунок 4 Формирование модернизированной пачки МЭК1

Длительности импульсов в обоих сигналах равны, а интервал следования импульсов различен.

Период T2 принят таким, чтобы за период следования пачки импульсов 1, импульс пачки 2 “пробегал” интервал между соседними импульсами пачки 1 от правой границы до левой. Интервал следования импульсов пачки 2 рассчитывается по формуле:          , где:

t-длительность одного импульса;

N-число импульсов в пачке =75.

Энергетический спектр модернизированной пачки МЭК1 приведен на рис. 5.

При сравнении спектра модернизированной пачки МЭК1 с ранее рассчитанным спектром стандартной пачки МЭК (см. рис. 3) можно сделать вывод, что энергия спектра модернизированной пачки распределена более равномерно и провалы энергии на несколько порядков меньше.

(Аналитический расчет энергетических спектров паче МЭК, МЭК1 и МЭК2 производится с учетом двуэкспоненциальной формы импульсов в пачках)

Рисунок 5 Энергетический спектр модернизированной  пачки МЭК1

Однако в рассмотренном спектре все же присутствует значительный разброс энергии сигнала на различных частотах. Рассмотрим сигнал, полученный наложением на стандартную пачку МЭК другого сигнала таким образом, как представлено на рис. 6. В этом случае длительности импульсов и интервалы следования импульсов в обоих пачках различны.

Интервал T2 рассчитан таким образом, чтобы за период следования пачки импульсов 1 ,  импульс пачки 2 “пробегал” интервал между соседними импульсами пачки 1 от левой границы до правой. Импульсы пачки 2 начинают следовать через интервал t . Это необходимо для предотвращения суммирования импульсов в начале следования модернизированной пачки, что привело бы к всплеску энергии спектра такого сигнала. Длительности сигналов первой и второй пачек равны соответственно t1 и t2.

С учетом вышесказанного период следования импульсов второй пачки определяется по формуле:

.

Параметры пачки 1 соответствуют требованиям стандарта МЭК. Длительность импульсов пачки 2 определяется из анализа спектра модернизированной пачки но не с двуэкспоненциальными импульсами, а с прямоугольными импульсами, т.к. это наглядно демонстрирует эффект компенсации зон минимальной концентрации энергии одного сигнала зонами повышенной концентрации энергии другого. Этот эффект представлен на рис. 7. Выявлено, что при длительности импульсов пачки 2 равной 82 нс участки провала энергии спектра первой пачки заполняются всплесками энергии спектра второй пачки. Энергетический спектр модернизированной пачки МЭК2 приведен на рис. 8

Рисунок 8 Энергетический спектр модернизированной  пачки МЭК1

Рассмотрим энергетический спектр модернизированной пачки МЭК2 на предмет адекватности испытаний аппаратуры помехами такой формы. При сравнении спектра модернизированной пачки МЭК2 с ранее рассчитанными спектрами стандартной пачки МЭК и модернизированной пачки МЭК1 можно сделать вывод, что энергия спектра модернизированной пачки МЭК2 распределена более равномерно по частотному диапазону и провалы энергии менее выражены.

Сравнительный анализ пачек импульсов МЭК, МЭК1 и МЭК2

Для более детального анализа рассчитанных энергетических спектров рассмотрим фрагменты этих спектров в области частоты одного из минимумов концентрации энергии стандартной пачки МЭК. Эти фрагменты представлены на рис. 10,11 и 12. Один из провалов энергии спектра стандартной пачки импульсов МЭК наблюдается на частоте 1.6*10⁸ Гц. Все фрагменты представлены в едином частотном и амплитудном интервале. У пачки импульсов МЭК провал энергии происходит до 1*10^-33 Вольт. У модернизированной пачки МЭК1 на этой же частоте энергия составляет 1*10^-18 В. А у пачки МЭК2 наблюдается всплеск энергии, что подтверждает правильность выбора способа формирования модернизированного сигнала для компенсации провалов энергии. Т.о. можно сделать вывод, что испытание аппаратуры на электромагнитную совместимость модернизированной пачкой МЭК2 наиболее адекватно выявляет реальную восприимчивость оборудования к помехам на всем частотном диапазоне. Однако использование модернизированной пачки МЭК1 в некоторых случаях целесообразней с точки зрения простоты её формирования (в МЭК1 пачки импульсов на двух каналах различаются лишь периодом следования, в пачке МЭК2 еще и длительностью)..