Материал: Молошная Електромагнитная совместимост
|
|
а |
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.2. Эквивалентные схемы гальванически разделенных цепей |
|
|
|||||||||
|
|
при наличии паразитных емкостных связей |
|
|
· |
|
|
|||||
На схеме по рис. 2.2, б приняты следующие обозначения: |
н |
|||||||||||
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
||||
|
С |
С |
|
С |
|
С |
|
|
|
|
н |
|
где ω = 2πf – |
;угловая частота; |
(ω = 314 ;рад/с для f =;50рГц). |
|
|
|
|||||||
Таким образом, напряжение помехи |
|
|
снимается на |
|||||||||
|
|
|
|
р, |
включенном в диагональ мос- |
|||||||
результирующем сопротивлении |
|
пом |
|
|
|
|
|
|||||
та, образованного емкостями межпроводных связей.
Выражение для определения в общем виде слишком громоздко и трудно анализируется. Однако учитывая, что емкости межпроводных связей достаточно малы, а, соответственно сопротивления с с значительно превышают активные сопротивления проводов и нагрузки, то можно показать, что напряжение в диагонали моста равно:
· н .
н
(2.1)
Используя метод эквивалентного генератора, можно легко определить напряжение помехи
пом |
· |
р |
, |
р |
э |
(2.2)
где ЭДС эквивалентного генератора
16
э |
· |
· |
|
· |
, |
2.3 |
|
|
|
|
|
· |
|
||
а сопротивление эквивалентного генератора |
|||||||
|
э |
|
· |
|
· |
. |
|
(2.4)
Анализируя выражение (2.3) для Еэ можно показать, что Еэ = 0 и, соответственно, напряжение помехи 0, если точки 3 и 4 эквипотенциальны. Это условие будет обеспечено при следующем соотношении емкостных сопротивлений
|
|
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
, |
|
(2.5) |
где |
- любое число. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Наиболее простой случай – это равенство всех емкостей моста |
|||||||||||||
большеС С |
|
С |
|
т.е |
|
|
|
. Естественно, |
чем |
|||||
С |
= |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
отличаются соотношения |
и |
, тем больше будет |
|||||||||||
напряжение помехи. В связи с тем,/ |
что с изменением/ |
частоты ω |
||||||||||||
сопротивления |
|
будут изменяться одинаково, то соот- |
||||||||||||
ношения |
|
и, , |
|
, при изменении частоты останутся неиз- |
||||||||||
менными в /широком/ |
диапазоне изменения ω = 2πf, практически |
|||||||||||||
неизменной |
остается |
ЭДС эквивалентного |
генератора |
э |
, |
|||||||||
однако обратно пропорционально ω уменьшается сопротивление
эквивалентного генератора |
э |
, где |
ээ |
– сопротивление экви- |
|
валентного генератора при ωэ |
= 314 1/с; |
|
- кратность |
||
увеличения частоты сигнала |
|
|
|
при f = 50 Гц. |
|
по отношениюωк ω/314 |
|
||||
В результате напряженияω |
помехи будет практически линейно |
||||
возрастать с ростом угловой частоты ω. Однако при дальнейшем
росте |
частоты |
сопротивление емкостного моста Zм = |
|
= |
+ ) |
( + |
будет уменьшаться и будет происходить шун- |
тирование |
||Rн1, соответственно уменьшение напряжения диагонали |
||
и, тем самым, уменьшение помехи.
Лабораторная установка
Лабораторная установка, принципиальная схема которой приведена на рис. 2.3, содержит регулируемый источник переменного
17
напряжения частотой 50 Гц или функциональный генератор (источник входного сигнала Евх) GF, набор активных сопротивлений, имитирующих сопротивления канала связи и нагрузки, и четыре батареи конденсаторов, емкость которых можно независимо дискретно регулировать. Контроль ЭДС сигнала, напряжения нагрузки
и напряжения помехи |
|
осуществляется |
|
соответственнон |
PV2, PV3. |
|
|
вольтметрами PV1,пом |
н |
|
|
Рис. 2.3. Принципиальная схема лабораторной установки |
Методические указания к проведению работы
1. Оценка влияния соотношения емкостей проводов на величину напряжений помех.
1.1. |
Задать значения: |
|||
- |
н |
, |
, |
н (эти данные использовать из практической ра- |
боты №, |
1); |
|
||
-, , , принять, используя определенные постоянные
отношения 0,5;
- отношение |
|
определить по номеру варианта. |
|
1.2.Собрать схему замещения (рис. 2.4) на основании рис. 2.3.
1.3.Выставить заданное напряжение сигнала частотой 50 Гц и произвести замер напряжения помехи.
1.4.Сделать несколько опытов для различных значений отно-
шений |
и |
при постоянных значениях |
, |
н , , |
н |
. Ре- |
зультаты измерений/ / |
свести в табл. 2.2. |
|
||||
18
Рис. 2.4. Схема замещения
1.5. Используя вы ражения (2.1)– (2.4), провести расчет напряжений помехи для заданных параметров схемы опыта. Результаты расчетов свести в табл. 2.2.
1.6. Сравнить результаты расчета и эксперимента.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z 1, |
Z2, |
Z3, |
Z4, |
Z/ |
Z/ |
|
R1, |
R2, |
Ec, |
U12, |
U 34, |
U12*, |
U34*, |
|
|
О м |
Ом |
Ом |
Ом |
|
Ом |
Ом |
||||||||
№ |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
|
В |
В |
В |
В |
В |
|
С14, |
С24, |
С13, |
С23, |
|
Rн1, |
Rн2, |
|||||||||
|
Z |
Z |
|
||||||||||||
|
мкФ |
мкФ |
мкФ |
мкФ |
|
|
|
Ом |
Ом |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечания: а) З начение |
|
|
|
, Ом, определить для ω = 314 с-1 |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
при значении емкости конденсатора С в мкФ. |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
б) |
|
|
|
Е – относительное значение напряжения помехи. Рас- |
||||||||||||
четы удобнее проводить/ с1 |
в относительных единицах. Так, если принять за |
|||||||||||||||
базу |
б |
|
и |
1385Омможно получить при |
|
(2 мкФ); |
|
|||||||||
/ |
|
4 |
Х |
/ |
|
0,5 |
соответствующее С = 1 мкФ, то соотношения |
|||||||||
|
|
б |
|
. |
0,5 б |
|
0,5 б |
|
э 0,466 |
б |
||||||
(1 мкФ); |
|
|
2 |
|
р |
|
(2 |
мкФ). Тогда |
; |
|||||||
|
|
|
|
(0,5 мкФ); |
|
|
|
|||||||||
э |
0,733 б; |
б |
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1.7. По результатам эксперимента построить зависимость напряжения помехи в функции Z4/Z2 для заданного Z3/Z1 = const.
2. Оценка влияния частоты сигнала на величину помехи.
2.1. Задать определенные значения R1, Rн1, R2, Rн1 и соотноше-
ния Z3/Z1 и Z4/Z2.
2.2.По постоянным значениям ЭДС сигнала в диапазоне 15–60
В(по заданному варианту) фиксировать изменение напряжения помехи в функции частоты (изменяя частоту на источнике питания: 25, 50, 75, 100 Гц). Результаты экспериментов и расчетов свести в табл. 2.3.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f, |
U12, |
Uном = |
U34* = |
U34*, В |
|
Заданные |
Еэ, В |
Zэ, В |
||
№ |
=U34/Ec, |
(рас- |
|
параметры |
|||||||
|
Гц |
В |
=U34, В |
В (опыт) |
чет) |
|
|
схемы |
|
|
|
1 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1= |
Ом; |
|
|
|
2 |
50 |
|
|
|
|
|
RН1= Ом; |
|
|
||
|
|
|
|
|
R2= |
Ом; |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
RН2= Ом; |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
С13= |
мкФ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
С14= |
мкФ; |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
С23= |
мкФ; |
|
|
||
3 |
75 |
|
|
|
|
С24= |
мкФ; |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20