Вам бонус- начислено 1 монета за дневную активность. Сейчас у вас 1 монета

Помехоустойчивость технического устройства(системы), линии и приемника, способы повышения помехоустойчивости

Лекция



Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про помехоустойчивость, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое помехоустойчивость, помехоустойчивость технического устройства, помехоустойчивость системы, помехоустойчивость линии, помехоустойчивость приемника , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов.

помехоустойчивость технического устройства (системы)

помехоустойчивость технического устройства (системы), способность устройства (системы) выполнять свои функции при наличии помех. помехоустойчивость оценивают интенсивностью помех, при которых нарушение функций устройства еще не превышает допустимых пределов. Чем сильнее помеха, при которой устройство остается работоспособным, тем выше его помехоустойчивость Многообразие устройств и решаемых ими задач, с одной стороны, и видов помех — с другой (см. Помехи радиоприему, Помехи в проводной связи), приводят к необходимости специализированного подхода при рассмотрении помехоустойчивость в каждом конкретном случае. Требования к помехоустойчивость различных устройств отличаются большим разнообразием: так, в радиолокационных системах иногда считают допустимым пропуск отдельных радиолокационных станцией (за время однократного обзора контролируемой ею области пространства) до половины объектов, подлежащих обнаружению, а в системах передачи данных, использующих компьютер, часто недопустима потеря даже одного передаваемого знака из чрезвычайно большого их числа (например, ~ 109).

Особенно часто понятие «помехоусточивость» применяют для характеристики устройств передачи информации (например, линий связи) или устройств наблюдения (например, радиолокационных станций). Для них в большинстве случаев может быть определено понятие «сигнал», и оценка помехоусточивость может производиться на основе рассмотрения соотношения между помехой и сигналом, при котором обеспечивается заданное качество функционирования, например в радиолокации отношения сигнала к помехе, при котором обеспечивается заданная достоверность обнаружения (вероятность правильного обнаружения при определенной вероятности ложной тревоги).

При известных статистических характеристиках сигналов и помех может быть теоретически определена максимальная достижимая помехоусточивость — т. н. потенциальная помехоусточивость Осуществление «оптимальных» устройств, реализующих такую помехоусточивость, обычно слишком сложно, а их неизбежные технические несовершенства не позволяют достичь ее в полной мере. Поэтому обычно довольствуются устройствами, которые при наибольшей их простоте обеспечивают хорошее приближение к оптимальному устройству. помехоусточивость при действии аддитивных помех в системах передачи информации может быть увеличена повышением мощности передаваемых сигналов. При действии мультипликативных (неаддитивных) помех (в линиях связи) или т. н. пассивных помех (в радиолокации) увеличением мощности сигнала существенного повышения помехоусточивость достичь нельзя, и требуется радикальное изменение используемых методов, например применение помехоустойчивого кодирования (см. Корректирующие коды) либо самонастраивающегося (адаптивного) приема.

помехоустойчивость приемника

Помехоустойчивость - способность приемника обеспечивать прием переданной или извлеченной информации с заданной достоверностью.

Повышение помехоустойчивости обеспечивается всеми видами избирательности, а также созданием оптимальных (квазиоптимальных) структур приемников и специальными мерами борьбы с помехами при обработке принимаемых сигналов.

Помехоустойчивость идеального радиоприемника при воздействии на его входе аддитивного белого шума . Под «идеальным» понимается такой гипотетический приемник, который при выбранном критерии качества и заданных условиях приема обеспечивает минимальные искажения принимаемого сообщения. Если считать, что система связи, в которой используется идеальный приемник, предназначена для передачи непрерывных сообщений. При этом, если для «выравнивания» энергетического спектра помехи применяется отбеливающий фильтр, то в качестве основного критерия системы связи целесообразно выбрать максимизацию соотношения сигнал–помеха на входе приемника. Если аддитивная помеха на входе идеального приемника не является белым шумом, то задача ее отбеливания может решаться следующим образом:

1) включением отбеливающего фильтра на входе приемника;

2) использованием в передающем тракте системы связи так называемого компенсирующего фильтра, который устраняет искажение спектра сигнала в отбеливающем фильтре, включенном на входе приемника;

3) усложнением структуры отбеливающего фильтра путем введения компенсатора помехи, анализатора спектра помехи и адаптивного фильтра.

В первом случае при отбеливании помехи происходит деформация спектра полезного сигнала, что в некоторых случаях недопустимо.

Во втором случае для адаптивной регулировки АЧХ компенсирующего фильтра необходим помехоустойчивый канал обратной связи, по которому передается управляющий сигнал с выхода анализатора спектра помехи.

В третьем случае значительно усложняется схема адаптивного отбеливающего фильтра

помехоустойчивость линии

Помехоустойчивость линии — способность линии уменьшать уровень помех, создаваемых во внешней среде и на внутренних проводниках. Эта способность целиком и полностью зависит от:

  • характеристик используемой физической среды
  • средств линии, предназначенных для экранирования и подавления помех самой линии

Наименьшим является показатель помехоустойчивости у радиолиний, гораздо большей устойчивостью обладают кабельные линии и наилучшей — волоконно-оптические линии, малочувствительные ко внешнему электромагнитному излучению. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Стандартными способами уменьшения помех, появляющихся из-за внешних электромагнитных полей, являются методы экранирования и/или скручивания проводников.

Перекрестные наводки на ближнем конце

Перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Cross Talk — NEXT) определяют помехоустойчивость кабеля к внутренним источникам помех. Внутренними называются помехи, возникающие при передаче электромагнитного сигнала по паре проводников, которые наводят на другую пару проводников сигнал помехи. В случае, когда ко второй паре подключен приемник, то наведенная помеха может быть принята за полезный сигнал.

Показатель NEXT рассчитывается следующим образом:

NEXT = 10 log Рвыхнав,

где Рвых — мощность выходного сигнала, Рнав — мощность наведенного сигнала. Выражается в децибелах

Интерпретация показателя NEXT

Чем меньше значение NEXT, тем лучше кабель. Например, для витой пары категории 5 значение NEXT должно быть не более −27 дБ при частоте 100 МГц.

Показатель NEXT обычно используется применительно к кабелю, состоящему из нескольких витых пар, так как в этом случае взаимные наводки одной пары на другую могут достигать значительных величин. Для коаксиального кабеля, с одной экранированной жилой, этот показатель не рассчитывается, также как и для двойного, в силу высокой защищенности каждого из элементов в составе кабеля. Оптические волокна обладают высокой степенью защиты и практически не создают помех друг для друга.

PowerSUM

В Современных технологиях используется передача данных по нескольким витым парам единовременно. Ввиду этих тенденций, для определения помехоустойчивости стал применяться показатель PowerSUM. Этот показатель — модификация NEXT. Он отражает суммарную мощность перекрестных наводок от всех передающих пар в кабеле.

Достоверность передачи данных. BER

Достоверность передачи данных характеризует вероятность получить искажение для передаваемого бита данных. Часто этот показатель называют интенсивностью битовых ошибок (Bit Error Rate, BER). Величина BER для каналов связи без дополнительных средств защиты от ошибок составляет, 10−4 — 10−6, в оптоволокне — 10−9. Значение BER в 10−4 говорит о том, что в среднем из 10000 бит искажается значение одного бита. Искажения бит происходят как из-за наличия помех на линии, так и по причине искажений формы сигнала ограниченной полосой пропускания линии. Для повышения достоверности передаваемых данных нужно повышать степень помехозащищенности линии, снижать уровень перекрестных наводок в кабеле, а также использовать более широкополосные линии связи.

Экспериментальное определение помехоустойчивости

Испытания на помехоустойчивость проводят в следующих случаях:

  • при сертификационных испытаниях импортируемых и серийных ТС;
  • периодических и типовых испытаниях серийных ТС;
  • при приемосдаточных испытаниях разрабатываемых ТС.

2 Испытаниям подвергаются следующие виды ТС:

  • подключаемые к электрическим сетям общего назначения для бытового или коммерческого применения, когда требования к помехоустойчивости невысоки (А);
  • для применения производителями энергии, при этом в связи с их особыми функциями и длительным периодом эксплуатации без обслуживания могут иметь место более высокие требования к помехоустойчивости (Б);
  • подключаемые к промышленным сетям с высоким ожидаемым уровнем помех (В);
  • устанавливаемые на электростанциях и подстанциях среднего и высокого напряжения, где из-за коммутаций силового оборудования и коротких замыканий может иметь место чрезвычайно высокий уровень помех (Г).

3 Номенклатура видов испытаний

  • Испытания на устойчивость к кондуктивным низкочастотным помехам в низковольтных силовых электрических сетях
  • Испытания на устойчивость к кондуктивным переходным и высокочастотным помехам
  • Испытания на устойчивость к электростатическим помехам
  • Испытания на устойчивость к магнитным помехам
  • Испытания на устойчивость к радиочастотным электромагнитным помехам

4 Выбор степеней жесткости

Для большинства видов испытаний устанавливают несколько степеней жесткости.

При выборе степеней жесткости испытаний необходимо учитывать:

  • электромагнитную обстановку, т.е. виды и уровни помех;
  • требования потребителя к надежности ТС;
  • экономические ограничения (выбор высоких степеней жесткости испытаний может привести к снижению экономичности ТС).

5 Условия проведения испытаний

  • Испытания должны проводиться в нормальных климатических условиях.
  • При испытаниях ТС на устойчивость к помехам конкретного вида другие помехи, которые могут действовать в месте испытаний, не должны оказывать влияния на качество функционирования ТС.
  • При проведении испытаний ТС должно функционировать в режиме, установленном в технической документации на ТС, и обеспечивающем наибольшую восприимчивость к воздействию помех.
  • При испытаниях ТС на устойчивость к одновременному воздействию помех нескольких видов должно быть выбрано сочетание уровней воздействующих помех, приводящее к наибольшей восприимчивости ТС к воздействию помех.
  • При проведении испытаний должна быть обеспечена безопасность персонала, проводящего испытания.

7 Оценка результатов испытаний

Критерии качества функционирования технических средств:

  • А - нормальное функционирование с параметрами в соответствии с техническими условиями
  • В- кратковременное нарушение функционирования или ухудшение параметров с последующим восстановлением нормального функционирования без вмешательства оператора
  • С- нарушение функционирования или ухудшение параметров, требующее для восстановления вмешательства оператора
  • D- нарушение функционирования или ухудшение параметров, требующие ремонта из-за выхода из строя компонентов

СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ РЭС.

Помехоустойчивость технического устройства(системы), линии и приемника, способы повышения помехоустойчивости

Рисунок 1

Помехоустойчивость технического устройства(системы), линии и приемника, способы повышения помехоустойчивости

Рисунок 2

Помехи можно классифицировать различными способами. Наиболее приемлемый для данного рассмотрения указан на рис.1. Следуя такой классификации в дальнейшем, подробно разбираются все виды помех.

Рассмотрим с общих позиций задачу построения помехоустойчивой конструкции РЭС. Пусть на некоторой защищаемый объект воздействует энергия электромагнитного поля (рис 2.). В качестве объекта может выступать как РЭС в целом, так и отдельные его элементы и узлы.

Задача конструктора в данном случае может быть сформулирована следующим образом: необходимо разработать такую систему , которая включала бы обязательно объект, и, возможно, некоторые дополнительные элементы - элементы защиты, и которая обеспечивала бы функционирование объекта в условиях известных помех

Рассматривая возможные принципы построения помехоустойчивых конструкций, можно утверждать, что реально в настоящее время применяются всего несколько известных:

  1. – принцип изолирования объекта от воздействующего поля; при этом возможны варианты:

– принцип отражения;

– принцип комплексации воздействующего поля;

  1. – принцип повышения помехоустойчивости собственно защищаемого объекта.

Возможно еще и совместное использование двух принципов: изоляция с одновременным повышением помехоустойчивости объекта,

Анализ возможных элементов для реализации принципа изоляции дает основной элемент системы защиты – экран. Выбор формы экранов ( структуры унарного отношения ) и параметров экранов будет рассмотрено далее.

Реализация принципа – повышения помехоустойчивости самого защищаемого объекта – возможна за счет различных подходов. Обычно их делят на:

  1. системные; например, переход вместо аналоговой на цифровую обработку информационных сигналов;

  2. схемотехнические; например, использование фильтров и компенсационных схем;

  3. конструкторские; например Электростатическое, Магнитостатическое и Электромагнитное экранирование, Уменьшение наводок в соединительных цепях, Уменьшение помех в шинах питания и земли.

Схемы Помехоустойчивость технического устройства(системы), линии и приемника, способы повышения помехоустойчивости систем и параметры Е элементов таких конструктивных систем защиты рассматриваются далее.

Анализ поведения известной конструкции РЭС в условиях помехи выполняется различными способами, в том числе – и формализовано, расчетным путем используя известные методы анализа электрических цепей при различных сигналах.

Стандартизация в области ЭМС (электромагнитной совместимости)

Существует три уровня комитетов по стандартизации:

1. Международный уровень: МЭК, которая действует с тесном контакте с ИСО.

  • -ТК 77 «ЭМС оборудования, включая электрические сети»
  • -СИСПР (SISPR)
  • - Международный специальный комитет по радиопомехам
  • -Консультативный комитет по ЭМС (ККЭМС) занимается взаимодействием между многими техническими комитетами МЭК
  • -Стандарты МЭК не имеет юридического статуса в отношении Директивы ЭМС

2 Региональные комитеты – обеспечивающих применение Директивы ЭМС (Европа), и межрегиональный стандартов (СНГ)

263. Национальный уровень - комитеты Государственный комитет по радиочастотам (ГКРЧ). Региональные унитарные предприятия ГКРЧ -стандарты Государственные стандарты. Нормы ГКРЧ. Отраслевые стандарты (ОСТы) Руководящие технические материалы (РТМ) различных министерств и ведомств

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

  • Помехи радиоприему
  • Помехи
  • Подавление помех радиоприему
  • Пороговый сигнал
  • Самонастраивающаяся система .
  • Передача данных
  • Прием данных
  • Белый шум
  • Адаптивных отбеливающий фильтр
  • Энергетический спектр
  • Отбеливающий фильтр
  • Отношение сигнал -помеха
  • Кабельные линии
  • Электромагнитная совмемстимость
  • cat5e -i- cat6 -tia- eia-568-b -tia- eia-568-a -skhema-soedineniya-8489#term-vitaya-para">Витая пара
  • Кабельный тестер
  • Теорема Шеннона — Хартли
  • Корректирующие коды

Статью про помехоустойчивость я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое помехоустойчивость, помехоустойчивость технического устройства, помехоустойчивость системы, помехоустойчивость линии, помехоустойчивость приемника и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов

создано: 2014-09-12
обновлено: 2021-01-10
132496



Рейтиг 9 of 10. count vote: 2
Вы довольны ?:


Найди готовое или заработай

С нашими удобными сервисами без комиссии*

Как это работает? | Узнать цену?

Найти исполнителя
$0 / весь год.
  • У вас есть задание, но нет времени его делать
  • Вы хотите найти профессионала для выплнения задания
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • Приорететная поддержка
  • идеально подходит для студентов, у которых нет времени для решения заданий
Готовое решение
$0 / весь год.
  • Вы можите продать(исполнителем) или купить(заказчиком) готовое решение
  • Вам предоставят готовое решение
  • Будет предоставлено в минимальные сроки т.к. задание уже готовое
  • Вы получите базовую гарантию 8 дней
  • Вы можете заработать на материалах
  • подходит как для студентов так и для преподавателей
Я исполнитель
$0 / весь год.
  • Вы профессионал своего дела
  • У вас есть опыт и желание зарабатывать
  • Вы хотите помочь в решении задач или написании работ
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • подходит для опытных студентов так и для преподавателей



Комментарии


Оставить комментарий
Если у вас есть какое-либо предложение, идея, благодарность или комментарий, не стесняйтесь писать. Мы очень ценим отзывы и рады услышать ваше мнение.
To reply

Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов

Термины: Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов