EMC © Farkas György.

Az előadások a következő témára: "EMC © Farkas György."— Előadás másolata:

1 EMC © Farkas György

2 Csoportosítás a zavart előidéző fizikai okok szerint
©Farkas Gy. : EMC A zavarok fajtái Csoportosítás a zavart előidéző fizikai okok szerint

3 EMI Electromagnetic Interference
© Farkas Gy. : EMC EMI Electromagnetic Interference (interferencia = zavar) kisugárzott nagyfrekvenciás zavarok vezetett nagyfrekvenciás zavarok mágneses csatolású kisfrekvenciás zavarok kapacitív csatolású kisfrekvenciás zavarok hálózati vezetéken terjedő zavarok hálózati feszültségre szuperponálódó zavarok védőföldelésen terjedő zavarok

4 SEMP Switching Electromagnetic Pulse (kapcsolásból eredő)
© Farkas Gy. : EMC SEMP Switching Electromagnetic Pulse (kapcsolásból eredő) Fogyasztó be- és kikapcsolása Kapcsoló-üzemű tápegységek Fénycső Kollektoros villanymotor Autó gyújtás Áramszedő szikrázás

5 Lightning Electromagnetic Pulse
© Farkas Gy. : EMC LEMP Lightning Electromagnetic Pulse Villámlás

6 © Farkas Gy. : EMC NEMP Nuclear Electromagnetic Pulse Nukleáris robbantásból származó elektromágneses impulzus A légkör feletti nukleáris robbanás erős gamma-sugárzást eredményez. A légkör gázatomjai ionizálódnak. Rövid ideig (10 ns) tartó áram jön létre A föld felszínen megjelenő nagy térerő (100 kV/m) Rendkívül nagy körzetben (500 km) károsít. Élőlényre, tereptárgyra nem okoz veszélyt, de az elektronikus alkatrészek tönkre mennek.

7 Befolyásoló tényezők:
© Farkas Gy. : EMC ESD Electrostatic Discharge Statikus villamos feltöltődés kisülése miatt keletkezik Okozók: emberek járművek, gyártásközi szállítószalag csomagolás (pl. PVC fólia, ic. tároló sín) Befolyásoló tényezők: légnedvesség (télen száraz a levegő !!!) anyagok (ruházat, padlózat, szőnyeg)

8 Adott EMI nem okozhat működőképesség romlást
© Farkas Gy. : EMC SUSCEPTIBILITY Zavartűrő képesség Adott EMI nem okozhat működőképesség romlást Nem lehet csak a kibocsátott zavarok csökkentésével megoldani a problémákat, mivel túl sok a zavarforrás. Budapesten több mint 2000 tv, porszívó lehet km2-enként. A rádiók és porszívók átlag távolsága kb. 20 m. Az öbölháborúban km2-enként több mint 6000 rádióadó működött és zavarta is egymást.

9 A hatás mértéke Nem észlelhető zavarok
© Farkas Gy. : EMC A hatás mértéke Nem észlelhető zavarok Mérhető, de semmilyen zavart nem okozó interferencia Elvi zavarküszöb Elvileg nem megengedett, de gyakorlatilag tolerálható zavarok Irreverzibilis (soft) zavarok Roncsolást okozó (hard) zavarok

10 Az EMC lehetőségei 1. Az emisszió csökkentése
© Farkas Gy. : EMC Az EMC lehetőségei 1. Az emisszió csökkentése de rendszerint nem befolyásolható az idegen eredetű zavarkibocsátás mértéke 2. A zavarérzékenység csökkentése a hasznos jelre vonatkozó érzékenység ne csökkenjen 3. A csatolás csökkentése a hasznos jelet viszont ne csillapítsuk

11 A megoldások típusai © Farkas Gy. : EMC Rendszertechnikai megoldások
frekvencia szelektivitás (szűrés) amplitúdó szelektivitás (feszültség korlátozás) idő szelektivitás (kapuzás) információ szelektálás (hihetőség) Konstrukciós megoldások távolság növelés irányítottság figyelembe vétele árnyékolás Áramköri megoldások földelés szimmetrizálás elválasztás

12 Az EMC FARKASTÖRVÉNYEI
© Farkas Gy. : EMC Az EMC FARKASTÖRVÉNYEI

13 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 1. Tervezéskor sokkal olcsóbb, mint a gyártáskor, de az üzembe helyezéskor még drágább, nem is beszélve az üzemeltetéskor jelentkező zavarok kivédésének költségeiről

14 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 1. Tervezéskor sokkal olcsóbb, mint a gyártáskor, de az üzembe helyezéskor még drágább, nem is beszélve az üzemeltetéskor jelentkező zavarok kivédésének költségeiről Jobb a bajt megelőzni , mint utána az orvoshoz járni ! ! !

15 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 2. Az emisszió csökkentése mindig célravezetőbb mint a zavartűrő képesség fokozása, mivel a széjjelvitt zavart egyszerre már több helyen kell kivédeni

16 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 2. Az emisszió csökkentése mindig célravezetőbb mint a zavartűrő képesség fokozása, mivel a széjjelvitt zavart egyszerre már több helyen kell kivédeni Egy zsák bolhát könnyebb még a zsákban hatálytalanítani... ! ! !

17 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 3. Az interferencia mindig energia formájában jelentkezik, ezt célszerűbb hővé alakítani és nem elterelni, reflektálni, mivel máshol is megjelenik.

18 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 3. Az interferencia mindig energia formájában jelentkezik, ezt célszerűbb hővé alakítani és nem elterelni, reflektálni, mivel máshol is megjelenik. Ha az egyik lyukat betömöd, a másikon több jön ki, mint eddig ! ! !

19 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 4. A zavarvédelem kétirányú utca, ahol kimegy az egyik zavar, ott be is jöhet egy másik.

20 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 4. A zavarvédelem kétirányú utca, ahol kimegy az egyik zavar, ott be is jöhet egy másik. A lyukas árnyékoló doboz nem iránycsatoló

21 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 5. A csatolásmentesítés kétélű fegyver, ami az egyik zavar szempontjából jó, az egy másik zavar - másik frekvencia - esetén éppen újabb interferenciák okozója lehet.

22 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 5. A csatolásmentesítés kétélű fegyver, ami az egyik zavar szempontjából jó, az egy másik zavar - másik frekvencia - esetén éppen újabb interferenciák okozója lehet. A zavarvédelem nehéz kenyér....

23 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 6. A zavarcsökkentés néha igen egyszerűen megoldható, (például elegendő a zavart felszedő vagy azt kisugárzó vezetékpárt összesodorni), máskor viszont nagyon költséges konstrukció, drága anyagok, alkatrészek kellenek.

24 Az EMC farkastörvényei
© Farkas Gy. : EMC Az EMC farkastörvényei 6. A zavarcsökkentés néha igen egyszerüen megoldható, (például elegendő a zavart felszedő vagy azt kisugárzó vezetékpárt összesodorni), máskor viszont nagyon költséges konstrukció, drága anyagok, alkatrészek kellenek. Az EMC ismeretek nagyon kifizetődőek

25 ZAVAR UTAK DIREKT INDIREKT SUGÁRZOTT EM TÉR D >> 
©Farkas Gy. : EMC ZAVAR UTAK DIREKT VEZETETT MODELLEZÉS KONCENTRÁLT ELEMEKKEL (R, C, L, M) VILLAMOS TÉR és/vagy MÁGNESES TÉR INDIREKT SUGÁRZOTT MODELLEZÉS ELOSZTOTT PARAMÉTEREKKEL EM TÉR D >> 

26 © Farkas Gy. : EMC DIREKT LEMP INDIREKT LEMP

27 DIREKT ESD INDIREKT ESD
© Farkas Gy. : EMC DIREKT ESD INDIREKT ESD

28 DIREKT ESD INDIREKT ESD
© Farkas Gy. : EMC DIREKT ESD INDIREKT ESD

29 DIREKT ESD INDIREKT ESD
© Farkas Gy. : EMC DIREKT ESD INDIREKT ESD

30 PÉLDÁK A ZAVARCSATOLÁSRA
© Farkas Gy. : EMC PÉLDÁK A ZAVARCSATOLÁSRA A vezetékkel összekötött pontok nem ekvipotenciálisak a vezeték (soros) impedanciája az átfolyó áram miatt feszültség-esést okoz a vezeték lezárása nem illesztett (Z0), ezért reflexiók keletkeznek a vezeték (véges) hossza késleltetést okoz A vezetékre külső zavarójel szuperponálódik induktív csatolás kapacitív csatolás keretantenna hatás botantenna hatás a közös vezetékszakaszok káros csatolásokat hoznak létre

31 ZAVAR SZINTEK © Farkas Gy. : EMC e d c b a RONCSOLÁST OKOZÓ ZAVAR
SOFT HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAR TRANZIENS HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAR ELVILEG NEM MEGENGEDHETŐ, DE MÉG TOLERÁLHATÓ ZAVAR MEGENGEDHETŐ MÉRTÉKŰ, TOLERÁLHATÓ ZAVAR NEM MÉRHETŐ ZAVAR

32 NEM TOLERÁLHATÓ ZAVAROK
© Farkas Gy. : EMC ZAVAR SZINTEK RONCSOLÁST OKOZÓ ZAVAR TRANZIENS HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAR SOFT HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAR NEM TOLERÁLHATÓ ZAVAROK c NEM MÉRHETŐ ZAVAR ELVILEG NEM MEGENGEDHETŐ, DE MÉG TOLERÁLHATÓ ZAVAR NEM ÉSZLELHEZŐ A ZAVAR

33 NEM TOLERÁL-HATÓ ZAVAROK
© Farkas Gy. : EMC NEM TOLERÁL-HATÓ ZAVAROK Noise Immunity Level c TOLERÁLHATÓ ZAVAROK

34 NEM TOLERÁL-HATÓ ZAVAROK
© Farkas Gy. : EMC NEM TOLERÁL-HATÓ ZAVAROK Noise Immunity Level TOLERÁLHATÓ ZAVAROK PÉLDÁUL: kattanás, információ vesztést nem okozó rövid kiesés a hangban, rövid ideig látható pöttyök, csíkok a képben, 1-2 bit adat hiba, amit a rendszer képes azonnal automatikusan kijavítani stb.

35 ZAVAR SZINTEK NORMATÍVÁI
© Farkas Gy. : EMC ZAVAR SZINTEK NORMATÍVÁI A megengedhető szintet befolyásolja a környezet a frekvencia A környezet szerint például kb. ipari környezetben 70 dBV lakó környezetben 60 dBV különleges környezetben 30 dBV A termékek osztályai: „A” oszt. ipari környezetre való. Okozhat zavart lakó környezetben. A felhasználót kötelezni lehet mérésre. „B” oszt. lakó környezetre való. Nem okozhat ott zavart.

36 A frekvencia-menet jellege például
© Farkas Gy. : EMC A frekvencia-menet jellege például lg U lg 

37 ZAVAR SZINTEK NOISE MARGIN © Farkas Gy. : EMC c b
RONCSOLÁST OKOZÓ ZAVAR TRANZIENS HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAR SOFT HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAR NOISE MARGIN c ELVILEG NEM MEGENGEDHETŐ, DE MÉG TOLERÁLHATÓ ZAVAR b NEM MÉRHETŐ ZAVAR MEGENGEDHETŐ MÉRTÉKŰ, TOLERÁLHATÓ ZAVAR

38 MARADÓ HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAROK TRANZIENS HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAR
© Farkas Gy. : EMC ZAVAR SZINTEK MARADÓ HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAROK d TRANZIENS HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAR TOLERÁLT ZAVAROK Például: időleges kiesés a hangban, időleges kiesés a képben, olyan kiesés az átvitt adatokban, ami az adatátvitel automatikus megismétlésével megszűnik.

39 NEM MEGMARADÓ HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAROK
© Farkas Gy. : EMC ZAVAR SZINTEK RONCSOLÁST OKOZÓ ZAVAR e SOFT HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAR d NEM MEGMARADÓ HIBÁKAT OKOZÓ ZAVAROK Például: lebomlik az összeköttetés, lefagy a program futása, újra kell indítani a rendszert, de a hw-t nem kell javítani (nincs szükség alkatrészcserére).

40 RONCSOLÓDÁST OKOZÓ ZAVAROK
© Farkas Gy. : EMC ZAVAR SZINTEK RONCSOLÓDÁST OKOZÓ ZAVAROK e Nem kell alkatrészt cserélni SEBEZHETŐSÉGI SZINT

41 AKTUÁLIS ZAVARTÁVOLSÁG
Farkas Gy. : EMC © Farkas Gy. : EMC AKTUÁLIS ZAVARTÁVOLSÁG AKTUÁLIS JELSZINT AKTUÁLIS ZAVARSZINT

42 ZAVAR MÓDUSOK © Farkas Gy. : EMC Farkas Gy. : EMC VICTIM VICTIM VICTIM
Aszimmetrikus  közös módusú  azonos ütemű UI (Főleg csatolással) Szimmetrikus  differenciál módusú  ellenütemű UI VICTIM (Főleg vezetéssel) UIa VICTIM Unszimmetrikus  vegyes módusú UIb UIa  UIb