Флуоресцентные лампы рекомендуется помещать в экранирующую сетку, а между лампой и силовым щитком рекомендуется прокладка экранированного кабеля и установка фильтра.
Выдерживание приемлемых расстояний от силовых трансформаторов позволяет избежать влияния мощных магнитных полей.
Использование проводников "витая пара" в чувствительных к помехам цепях и любых цепях, производящих шум, практически полностью обеспечивает ЕМС.
Требования по невосприимчивости к EMI
Требования по невосприимчивости к EMI электронных устройств изложены в стандартах
IEC, которые первоначально были предназначены для промышленного управляющего оборудования. В настоящее время они применяются по отношению ко всем типам электронных
устройств. Эти стандарты стали основой европейских нормативов по ЕМС, и соответствие
характеристик приборов их требованиям необходимо для маркетинга электронного оборудования в Европе.
IEC 1000-4-2, ESD (Электростатический разряд). Первоначальное название стандарта
- IEC 801-2. Измерения параметров и требований к ESD. Стандарт определяет четыре уровня
невосприимчивости оборудования к воздушному и контактному ESD.
IEC 1000-4-3, Radiated Immunity (Невосприимчивость к радиационным помехам).
Первоначальное название стандарта - IEC 801-3. Процедуры по тестированию оборудования
на невосприимчивость к радиационным полям с частотами от 26 МГц до 1 ГГц.
IEC 1000-4-4, Electrical Fast Transient (Кратковременные электрические броски).
Первоначальное название стандарта - IEC 801-4. Процедуры и требования по невосприимчи-
вости оборудования к кратковременным помеховым броскам по линиям питания и сигнальным проводникам. В стандарте определены четыре уровня защищенности оборудования от уровней напряжения на питающих и сигнальных линиях.
IEC 1000-4-5, Surge (Пиковый шум). Первоначальное название стандарта - IEC 801-5.
Процедуры и требования к невосприимчивости оборудования к пиковым помехам (например,
производимым молниями на силовых, сигнальных и заземляющих проводниках).
IEC 1000-4-6, Conducted Immunity (Невосприимчивость к помехам, передающимся по
проводящим каналам). Первоначальное название стандарта - IEC 801-6. Процедуры и требо-
вания к невосприимчивости оборудования к высокочастотным шумам, проводимым кабелями
системы.
TIA/EIA-631, Telecommunications and Telephone Terminal Equipment - Radio Frequency Immunity Requirements for Equipment Having an Acoustic Outlet (Телекоммуни-
кационное и телефонное оборудование - требования к радиочастотной невосприимчивости
для оборудования с акустическими розетками). Требования к защищенности телефонных ап-
паратов от помех, создаваемых коммерческими вещательными станциями и другими радио-
службами.
Проблемы экранированных и неэкранированных
кабельных систем
В последнее время большое внимание уделяется электромагнитной совместимости в различных информационных приложениях кабелей на основе ЭВП (STP) по сравнению с кабелями на
основе НВП (UTP). Широко распространенные традиционные взгляды на экранирование привели к вере в то, что физически "экранированный" кабель безусловно обладает лучшей невосприимчивостью к шуму и более низкими уровнями излучательной способности, чем "неэк-
ранированный" кабель. Однако полученные результаты исследований показывают, что невос-
приимчивость к шуму и излучательные характеристики информационных кабелей типа НВП
практически не отличаются от таких же характеристик кабелей типа ЭВП. Опубликованная работа "Сравнение характеристик чувствительности к помехам кабелей типа экранированная витая пара и неэкранированная витая пара при передаче данных" [72] дает заключение, что
кабельные системы на основе DTP Category 5 демонстрируют превосходные рабочие харак-
теристики с точки зрения электромагнитной совместимости и в то же время обеспечивают
конкурентноспособные цены при монтаже и эксплуатации.
По мере увеличения скоростей передачи информации в телекоммуникационных системах, растет внимание к проблемам шума и его разрушительном воздействии на телекоммуникационные сети. Электромагнитная совместимость (Electromagnetic Compatibility, EMC) является показателем способности кабельной системы минимизировать уровни излучаемой энергии (испускание излучения) и быть устойчивой к шумовым помехам от внешних источников (невосприимчивость). Важно помнить, что рабочие характеристики ЕМС определяются общим качеством кабельной системы и сетевого оборудования. Кабельная система с превосходными рабочими характеристиками не может улучшить рабочие характеристики ЕМС плохо сконструированного телекоммуникационного оборудования. И наоборот, кабель с плохими рабочими характеристиками может стать причиной ухудшения рабочих характеристик ЕМС хорошо сконструированного оборудования.
Передающие характеристики витой пары
Понимание эффективных способов снижения уровней излучения и повышения невосприимчивости зависит от понимания принципов, на которых основана передача сбалансированного сигнала по паре витых проводников. Сбалансированный сигнал состоит из двух одинаковых по амплитуде и противофазных сигналов, распространяющихся по двум проводникам пары. Приемник интерпретирует сигнал, приходящий по линии передачи витая пара как разницу напряжений между двумя проводниками. В приложении к кабелю термин "баланс" означает, насколько точно соответствуют друг другу проводники в одной паре. В идеально сбалансированной кабельной системе электрические наводки вызывают одинаковые шумовые сигналы в обоих проводниках пары. Вследствие того, что шумы в проводниках равны по амплитуде, но не противофазны, приемник, который обнаруживает только разницу напряжений, их игнорирует. Кроме того, при идеальных условиях, два одинаковых по амплитуде и противофазных сигнала, генерируемые передатчиком, образуют равные по напряженности и противофазные электромагнитные поля, которые являются самокомпенсирующими и дают суммарный эффект отсутствия излучения.
Излучение
К сожалению, в реальных ситуациях передаваемые сигналы и кабельные компоненты не
бывают идеально сбалансированными. Такая разбалансированность приводит к испусканию
электромагнитного излучения, энергия которого зависит от степени разбалансированности и
амплитуды передаваемого сигнала. Несбалансированные токи в паре могут рассматриваться
как ток, текущий в одну сторону по одному из проводников и возвращающийся обратно по
другому, таким образом формируя огромную петлю. Эта часть несбалансированного тока ве-
дет себя как контурная антенна, формирующая поле. Напряженность поля зависит от площа-
ди петли и количества проходящего по ней "нескомпенсированного" тока. Такое излучение
может мешать работе беспроводных приемников, таких как телевизоры, радиоприемники и
сотовые телефоны, а также устройств, использующих медный кабель для приема-передачи
сигналов. Уровень излучения зависит от степени сбалансированности пары, а также от других
второстепенных факторов, таких как, например, изоляционный материал кабеля. Для сниже-
ния уровня излучения энергии важно поддержание баланса пар как для кабелей DTP, так и
для кабелей STP.
Невосприимчивость к шуму
В дополнение к излучению реальные кабельные системы подвержены влиянию шумовых
помех. Невосприимчивость - это способность кабельной системы противостоять воздействию
шумов и помех. Помехи могут генерироваться передающими антеннами (например, радио-
станциями), излучением от других электронных устройств (например, от близко расположен-
ного принтера ПК) или наведенным шумом от электрических приборов (например, от элек-
тродвигателей и электровыключателей).
В кабелях UTP и STP применяются две различные стратегии противостояния шумовым
помехам. В неэкранированных кабелях витая пара для повышения невосприимчивости к шуму
основная ставка делается на хороший баланс пар в кабеле. Когда сбалансированность ка-
бельной UTP-системы приближается к идеальной, наведенные шумовые токи на витых про-
водниках выравниваются и приемник, который способен обнаруживать только разницу напря-
жений на паре, становится невосприимчивым к шумовым помехам. Таким образом, даже без
защиты с помощью физического "экрана" идеально сбалансированная пара будет демонст-
рировать отличную невосприимчивость к шуму.
В экранированных кабелях витая пара для улучшения невосприимчивости к шуму используется легко разрушимая и дорогостоящая техника. Поле шумовой помехи наводит ток в металлическом экране кабеля. В результате стекания на землю наведенного тока на сигнальных проводниках под экраном будет наводиться одинаковый по амплитуде и разнофазный ток. По мере приближения качества экрана к идеальному два тока становятся равными по амплитуде и противофазными, компенсируя влияние шумовых помех.
Комбинированное влияние
Сложное взаимозависимое соотношение существует между явлениями шумовых помех и испусканием излучения. Идеально сбалансированная кабельная система обладает бесконечно высокой невосприимчивостью к шуму и не испускает электромагнитное излучение (если передатчик и приемник также идеально сбалансированы).
Однако в реальных ситуациях, если сигнальные проводники "открыты" для несбалансированных шумовых токов, не только регистрируется шум на стороне приемника, но и несбалансированный ток создает описанный ранее эффект контурной антенны. Следовательно, несбалансированная передающая система на витой паре или неправильно заземленная передающая STP-система будут не только испускать излучение, но будут также подвержены шумовым помехам от внешних источников. Как разработчики систем и оборудования, так и конечные пользователи во время принятия решений, касающихся кабельных систем, должны тщательно исследовать возможность возникновения этих явлений.