cem 2.ppt

Cuprins

1. Surse de perturbaţii-exemplificare

2.Cuantificarea nivelurilor de interferenţă

3. Interferenţe de mod diferenţial (în tact opus) şi de

mod comun (în acelaşi tact)

4. Analiza în frecvenţă a semnalelor de distorsiune

Surse de perturbaţii

Parametrii unor mărimi de radiaţie

Cuantificarea nivelurilor de interferenţă

Semnalul de inteferenţă – ”zgomot electromagnetic”

(zgomot- prezenţa lui deformează informaţia

transmisă de la sursă la receptor şi o face mai puţin

clară)

Nivelul (amplitudinea) zgomotului (de ordinul µA, µV,

pW în domeniul transmisiei informaţiei) poate atinge

(în absenţa unor măsuri tehnice) acelaşi ordin de

mărime cu semnalul util şi ca urmare semnalul util nu

se mai poate distinge faţă de zgomot.


In orice punct al spaţiului există un “zgomot

electromagnetic natural” sau “zgomot galactic”

(radiaţii cosmice, descărcari electrice îndepărtate)

Funcţionarea echipamentelor electromagnetice

construite produce efectul propriu-zis de interferenţă

sau “ zgomotul electromagnetic funcţional”


Obs. Datorită aglomerării urbane , în oraşe se creează un nivel

considerabil de perturbaţii de bandă largă, provocat de

instalatiile de aprindere a autovehiculelor, reţeaua urbană de

transport în comun, aparatele electrocasnice, lămpile cu

descărcări în gaze, oscilatoarele locale, aparatura numerică

etc. Nivelul perturbator depinde de geografie şi anotimp.

Diferenţele (20-40 dB)ţin de tipul mijlocului de transport în

comun(metrou, tramvai actionat în c.c sau c.a), de

densitatea globală a traficului(inclusiv aerian)

Nivelurile semnalelor

Descriere calitativă :

Nivelul de referinţă al zgomotului electromagnetic- nivelul zgomotului galactic

Nivelul zgomotului electromagnetic funcţional (se măsoară în raport cu nivelul de referinţă)

Nivelul semnalului util (se măsoara tot în raport cu nivelul de referinţă şi în mod normal, se situează deasupra nivelului interferenţei funcţionale)

Nivelurile semnalului util

Nivelurile semnalelor

Obs.

Intervalul semnal util-zgomot funcţional se mai numeşte

raport semnal-zgomot

-Pentru semnalele analogice din tehnica măsurării se

acceptă, de regulă, un raport semnal- zgomot de 40 dB,

(erori de măsurare sub 1%),

-Pentru radio şi televiziune valori cuprinse între 30 si 60 dB

-Pentru telefonie se consideră acceptabil un raport de cca

10 dB.

Niveluri de mărimi în tehnica CEM

Mărimea Marimea de referinţă

Nivelul în dB

Tensiunea electrică ux[µV] u0 = 1[µV] u [dB]= 20 log ux/u0

Curentul electric ix[µA] i0 = 1[µA] i [dB]= 20 log ix/i0

Câmp electric Ex[µV/m] E0 = 1[µV/m] E [dB]= 20 log Ex/E0

Câmp magnetic Hx[µA/m] H0 = 1[µA/m] H[dB]= 20 log Hx/H0

Putere Px[pW] P0 = 1[pW] P[dB]= 10 log Px/P0

Niveluri de mărimi în tehnica CEM

In cazul liniilor electrice şi al ecranelor este convenabil a se cuantifica amplitudinea semnalului de ieşire ae, faţă de amplitudinea semnalului de intrare ai;

Atenuarea: a[dB] =20 log ai/ae

a[Np]= ln ai/ae

Trecerea de la nivelul exprimat in Np la cel exprimat în dB se face pe baza relaţiei:

ln x[Np]= 20 log x [dB]

1 Np= 8,686 dB; 1 dB=0,115 Np

Interferenţe de mod diferenţial şi de mod comun

Interferenţe de mod diferenţial

- curentul de interferenţă (ca valoare instantanee) intră printr-o bornă a receptorului şi iese prin borna cealaltă .

Interferenţe de mod comun

- curentul de interferenţă (ca valoare instantanee)

intră prin ambele borne ale receptorului şi se închide

prin capacităţi parazite .


Exemplu: Măsurarea unui curent intens cu variaţie rapidă


a) b)


Schema electrică de măsurare a unui curent intens i1(t) cu ajutorul unui şunt S , cu rezistenţa electrică Rs mică (2 mΩ).( în fig.a)

Şuntul –sursa

Impedanţa de intrare (Rr = 1 MΩ) în aparatul de măsură- receptor

i1(t)- conţinut propriu de armonicePentru armonica de ordin m căderea de tensiune pe şunt este practic egală cu tensiunea la bornele receptorului: Rs Im = Umr


Prezenţa unui conductor, parcurs de curentul intens i2(t) variabil în timp, produce prin inducţie electromagnetică o tensiune de interferenţă ce determină un curent care intră printr-o bornă (A) şi iese prin borna cealaltă (B).

Interferenţa- de mod diferenţial (în tact opus)

i2(t)- are un conţinut propriu de armonice, ca urmare şi curentul de interferenţă are acelaşi conţinut de armonice;

In fig. b-circuitul echivalent

Idn -armonica de ordin n Idn= Udn / (Rs+ Rr + Zdn)


Udn – armonica n a tensiunii de interferenţă induse;

Rs, Rr – rezistenţa electrică a şuntului, respectiv a receptorului, mărimi presupuse constante;

Zdn- impedanţa transformatorică raportată la secundar

(bucla de măsurare) datorită cuplajului inductiv (transformatoric) realizat între conductorul parcurs de curentul i2(t) şi bucla de măsurare;

Udnr – tensiunea de interferenţă la bornele A, B, ale receptorului, la nivelul armonicii n este :

Udnr=Udn Rr / (Rs+ Rr + Zdn)


Curentul de interferenţă ( ca valoare instantanee) este orientat în acelaşi sens în ambele borne ale receptorului şi se închide prin capacităţi parazite .

Exemple:

a) alimentarea cu energie electrică a unui receptor electric sau electronic;

b) cuplajul prin radiaţie electromagnetică


Scheme explicative


a) alimentarea cu energie electrică a unui receptor electric sau electronic

Sursa – transformator cu neutrul conectat la pământ Receptorul- are carcasa conectată la pământ.

In cordonul de alimentare cele două conductoare sunt situate practic în aceeaşi poziţie şi la aceeaşi distanţă faţă de pământ. Inchiderea curenţilor de interferenţă are loc prin capacităţile parazite, prin pământ şi neutrul transformatorului.

Interferenţa este mare dacă intensitatea curentului i este mare, iar frecvenţa armonicelor este de ordin superior (ex. MHz)


b) cuplajul prin radiaţie Două conductoare 1,2- situate la distanţă mică între ele

şi distanţă h faţă de pământ Bucla de dimensiune l x h este situată în câmpul de

radiaţie electromagnetică , cu vectorul B perpendicular pe planul buclei şi vectorul E în planul buclei

Se obţin curenţi de aceeaşi orientare în conductoarele 1 şi 2, iar tensiunile faţă de pământ sunt practic aceleaşi în ambele conductoare.

Obs.In practică pot apărea simultan ambele tipuri de interferenţe.

Analiza în frecvenţă a semnalelor de distorsiune

Importanţă practică din următoarele puncte de vedere:

pentru semnalul de interferenţă (se pot construi filtre, ecrane, în vederea neutralizării)

pentru semnalul util – alegerea de senzori care să permită trecerea benzii de frecvenţă a semnalului;

se obţine astfel o compatibilitate între mărimea măsurată şi senzorul folosit la măsurarea ei.


Semnale periodice; Seria Fourier

Parametrii semnalului periodic:

T – perioada semnalului f- frecvenţa semnalului ω= 2πf= 2π/ T- pulsaţia semnalului

Armonicile – se determină cu seria Fourier

U(t)=A0+Σ [An cos (nωt) + Bn sin (nωt)]; n=1÷∞


Cu notaţiile:


Exemplu:

Curentul în înfăşurarea primară a transformatorului ce alimentează un redresor monofazat cu redresarea ambelor alternantţe.

Diagrama curentului din înfăşurarea

primară(pt.L mare)

]


a) Reprezentarea armonicelor de curent funcţie de timp


b) Reprezentarea discretă a amplitudinii armonicilor in funcţie de frecvenţă

Semnale neperiodice;Transformata Fourier

Transformata Fourier - oferă posibilitatea reprezentării unei densităţi de

amplitudine pentru o bandă continuă de frecvenţă.

Cu f(t) –expresia analitică a semnalului

Semnale neperiodice;Transformata Fourier-exemplificare

Determinarea benzii de frecvenţă a componentei de c.c. a curentului de scurtcircuit de asimetrie maximă

Semnale neperiodice;Transformata Fourier-exemplificare

cem 2.ppt

Documents