Классификация электромагнитных помех

Опубликовано 29.09.2010 Ведущий Антон Панкратов

В качестве электромагнитных помех может фигурировать практически любое электромагнитное явление в широком диапазоне частот, способное негативно влиять на работу аппаратуры. В зависимости от источника ЭМП можно разделить на естественные и искусственные. Наиболее распространенной естественной ЭМП является электромагнитный импульс при ударе молнии. Искусственные помехи можно разделить на создаваемые функциональными и нефункциональными источниками. Источник помехи является функциональным, если для него самого, создаваемая ЭМП является полезным сигналом. В зависимости от среды распространения ЭМП могут разделяться на индуктивные и кондуктивные. Индуктивными называются ЭМП, распространяющиеся в виде электромагнитных полей в непроводящих средах. Кондуктивные ЭМП представляют собой токи, текущие по проводящим конструкциям и земле. Деление помех на индуктивные и кондуктивные является, условным. В реальности протекает единый электромагнитный процесс, затрагивающий проводящую и непроводящую среду. В ходе распространения многие помехи могут превращаться из индуктивных в кондуктивные и наоборот. Так, переменное электромагнитное поле способно наводить токи в кабелях, которые далее распространяются как классические кондуктивные помехи. С другой стороны, токи в кабелях и цепях заземления сами создают электромагнитные поля, т.е., индуктивные помехи. Деление помех на индуктивные и кондуктивные можно считать относительно строгим лишь в низкочастотной (до десятков кГц) области, когда емкостные и индуктивные связи обычно малы. Кондуктивные помехи в цепях, имеющих более одного проводника, принято также делить на помехи "провод - земля" (Common Mode) и "провод-провод" (Differential Mode). В первом случае напряжение помехи приложено между каждым из проводников цепи и землей. Во втором - между различными проводниками одной цепи. Обычно самыми опасными для аппаратуры являются помехи "провод-провод", поскольку они оказываются приложенными так же, как и полезный сигнал. Реальные помехи обычно представляют собой комбинацию помех "провод-провод" и "провод-земля". Нужно учитывать, что несимметрия внешних цепей передачи сигналов и входных цепей аппаратуры может вызывать преобразование помехи "провод-земля" в помеху "провод-провод".
Ещё два способа классификации помех основываются на их спектральных характеристиках. Во-первых, ЭМП делятся на узкополосные и широкополосные. К первым относятся помехи, спектр которых близок к линейчатому - максимальный уровень на основной частоте, пики меньшего уровня на частотах гармоник. Такие помехи обычно возникают от систем связи на несущей частоте, систем питания переменным током. Широкополосные помехи обычно проявляются в виде либо отдельных импульсов, либо их последовательности. Спектр периодических широкополосных помех состоит из большого набора пиков на частотах, кратных частоте основного сигнала. Для апериодических помех спектр является непрерывным и описывается спектральной плотностью. Другой спектральной характеристикой является область частот, в которой лежит основная часть спектра помехи. Условно принято делить все помехи на низкочастотные (5 - 2 кГц) и высокочастотные (с частотой выше 2 кГц). Иногда также вводят понятия радиочастотной помехи (диапазон - от 150 кГц до 1?2 ГГц) и СВЧ-помехи (порядка нескольких ГГц).