Файл: Реферат Влияние Электромагнитной совместимости на передачу данных анализ научных исследований Студент гр. 362М2.docx
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 62
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)
Реферат
Влияние Электромагнитной совместимости на передачу данных: анализ научных исследований
Студент гр. №362-М2
______ Д.А. Насыров
«__» __________2023г.
Принял
Старший преподаватель кафедры ПрЭ
________ В.Н. Башкиров
«__» __________2023г.
2023
Введение
Электромагнитная совместимость (ЭМС) является важным аспектом в современных системах передачи данных. В современном мире, где информационные технологии играют все более существенную роль, надежная и безопасная передача данных является критическим фактором. В данном реферате мы рассмотрим влияние ЭМС на передачу данных и представим результаты исследований, в этой области.
1 Определение и значимость
Электромагнитная совместимость (ЭМС) относится к способности электронных систем и устройств работать вместе без помех или вмешательства. Это важное свойство в области передачи данных, поскольку электромагнитные помехи могут оказывать негативное воздействие на работу электронных систем и приводить к ошибкам в передаче данных.
В качестве наиболее распространенных кабелей передачи данных, применяемых для прокладки в пределах зданий, в настоящее время используются оптоволоконные и кабели типа «витая пара». Вследствие диэлектрического характера первых электромагнитное влияние на оптоволоконные линии существенно не отразится на распространении сигнала. Однако этого нельзя сказать о медных кабелях, для которых может быть использовано понятие электромагнитной совместимости (ЭМС). Применительно к этому вопросу под ЭМС понимают способность нормального функционирования кабельных линий передачи данных в условиях воздействия на них электрических, магнитных и электромагнитных полей, существующих в окружающей обстановке, а также возможность не создавать недопустимые помехи другим объектам.
2 Влияние электромагнитных помех на передачу данных
Множество исследований было проведено для оценки влияния электромагнитных помех на передачу данных. Исследования показывают, что помехи, вызванные электромагнитными полями, могут привести к ошибкам в передаче данных, искажению сигналов и снижению пропускной способности. Кроме того, помехи могут быть источником конфиденциальности информации, так как они могут быть перехвачены и использованы злоумышленниками.
Источники электромагнитного излучения следует разделить на функциональные и нефункциональные. К функциональным можно отнести источники помех, которые возникают в результате работы устройства по прямому назначению. Нефункциональные источники создают электромагнитное излучение вследствие неидеальности конструкции. С излучением от вторых можно и нужно бороться, при возникновении помех от функциональных источников следует искать компромиссное решение, определив, что важнее: работа источника излучения или окружающего его оборудования.
Следующим критерием является разделение по естественному или искусственному происхождению. Также помехи могут быть узкополосными или широкополосными. Узкополосные источники могут создавать узкие полосы излучения на нескольких кратных частотах, широкополосные помехи могут занимать от 10–15 % полосы полезного сигнала вплоть до генерации «белого шума» во всем спектре. Естественных узкополосных источников в природе не наблюдается. Искусственные широкополосные источники могут иметь характерное излучение, вызванное импульсными или переходными процессами.
3 Методы защиты от электромагнитных помех
Исследования также сфокусированы на разработке методов и технологий, которые помогают уменьшить воздействие электромагнитных помех на передачу данных. Одной из таких методологий является использование экранирования и экранирующих материалов, которые могут блокировать или ослабить воздействие внешних электромагнитных полей. Другие методы включают фильтрацию сигналов, усиление и улучшение цепей связи.
В зависимости от типа источника помехи решение задачи ЭМС может быть разделено на две части: уменьшение электромагнитной интерференции и уменьшение радиочастотной интерференции. Для первого влияния характерны низкие частоты и большие амплитуды, для второго – небольшие амплитуды и высокие частоты. При решении задач проектирования кабельных линий или решения возникших проблем ЭМС следует определить возможные источники помех и их характер, а затем выработать методы снижения электромагнитной нагрузки. В общем случае все методы, приведенные ниже, будут способствовать улучшению ЭМС. Задача специалиста – на основе данных обследований объекта, особенностей и параметров помехи и общих рекомендаций расположить методы по ранжиру в соответствии с технической и экономической эффективностью и целесообразностью внедрения возможных изменений.
Из экономических рекомендаций можно отметить использование продукции известных производителей, качество производства которых позволяет гарантировать хороший баланс проводников в кабеле. Заметим, что применение качественной продукции не отменяет требований правильного монтажа, хотя хорошо сбалансированный кабель позволяет создать достаточный запас по сигнальным параметрам и уменьшить влияние человеческого фактора.
Из технических рекомендаций укажем следующие решения:
– разнесение кабельных линий и источников помех в пространстве;
– экранирование слаботочных кабельных линий;
– экранирование силовых кабельных линий или источников помех;
– ограничение длины параллельного пробега слаботочных и силовых кабелей;
– корректное использование системы заземления силовых и слаботочных кабелей;
– снижение излучения источников электромагнитных помех.
После проведения исследований были посчитаны примерные нормы, на которые стоит опираться при прокладке кабелей, данные приведены в таблице 3.1
| Особенности выполнения трасс кабелей | Минимальное расстояние между трассами силовых и слаботочных кабелей, мм | ||
| < 2 кВА | 2-5 кВА | > 5 кВА | |
| Неэкранированные силовые кабели или электрическое оборудование относительно открытых или неметаллических каналов для информационных кабелей | 127 | 305 | 610 |
| Неэкранированные силовые кабели или электрическое оборудование относительно закрытых и заземленных металлических каналов для информационных кабелей | 64 | 152 | 305 |
| Силовые кабели, расположенные в закрытых металлических каналах, относительно заземленных металлических каналов для информационных кабелей | – | 76 | 152 |
| Электрические моторы и трансформаторы | – | – | 1220 |
Таблица 3.1 Минимальное расстояние между возможными источниками электромагнитной интерференции
Заключение
Исследования в области ЭМС и передачи данных являются важным аспектом в современной науке. Они помогают разработать новые методы и технологии для обеспечения надежной и безопасной передачи данных. Анализ исследований показывает, что электромагнитная совместимость играет критическую роль в современных системах передачи данных и требует дальнейших исследований и разработок.