Источниками наводок являются – —

КАФЕДРА БИОФИЗИКИ И МАТЕМАТИКИ

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ОСТАТОЧНЫХ ЗНАНИЙ

СТУДЕНТОВ

МПД физика, математика_1_1_3

МОДУЛЬ 1

МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ.АКУСТИКА. МЕМБРАНОЛОГИЯ И БИОЭЛЕКТРОГЕНЕЗ

РАЗДЕЛ 1.

Биологические мембраны и их физические свойства

1. В ЖИДКОСТНОМОЗАИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КЛЕТОЧНАЯ МЕМБРАНА

ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ:

1. липидный бислой

2. липидный слой, в котором расположены белки

3. липидный бислой, в который погружены белки

4. белковый бислой, разделенный слоем фосфолипидов

 

2. ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ ЭТО ...

1. разность потенциалов в первом отведении ЭКГ в состоянии покоя

2. отрицательный потенциал цитоплазмы невозбужденной клетки

3. потенциал наружной поверхности клеточной мембраны

4. разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностями мембраны

3.ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛЬЮ БИОЛОГИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ МОЖНО СЧИТАТЬ

1. резистор

2. катушка индуктивности

3. генератор

4. конденсатор

4.ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ У РАЗЛИЧНЫХ КЛЕТОК СОСТАВЛЯЕТ

1. от 30 до 1000 мкВ

2. от 1 до 2 мВ

3. от 3 до 10 в

4.от 30 до 100 мВ

5Проницаемость плазматической мембраны клеток в состоянии покоя больше…

1. для ионов натрия

2. для ионов хлора

3. для ионов калия

4. для ионов кальция

6Активный транспорт веществ через клеточную мембрану происходит

1. в результате диффузии веществ в сторону меньшего электрохимического потенциала

2. при затрате химической энергии за счет гидролиза АТФ

3. в результате диффузии веществ в направлении меньшей их концентрации

4. за счет осмотического давления

7.НЕРАВНОМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ В КЛЕТКАХ И МЕЖКЛЕТОЧНОЙ СРЕДЕ ОБУСЛОВЛЕНО:

1. активным транспортом ионов натрия и калия

2. избирательной проницаемостью мембраны

3 избирательной проницаемостью мембраны и активным транспортом ионов натрия и калия

4пассивным транспортом ионов натрия и калия

8.ОТКРЫТИЕ НАТРИЕВЫХ КАНАЛОВ И ТРАНСПОРТ ИОНОВ В КЛЕТКУ ПРИВОДЯТ…

1. к деполяризации мембраны

2. к поляризации

3. к реполяризации

4. к гиперполяризации

9. ПРИЧИНА ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ – ЭТО …

1. существование потоков ионов хлора

2. существование потоков ионов натрия внутрь клетки

3.. существование потоков ионов калия из клетки наружу

4. существование двух ионных потоков натрия и калия, сдвинутых во времени

10. ДЛЯ КАКИХ ИОНОВ В СОСТОЯНИИ ПОКОЯ ХАРАКТЕРНА НАИБОЛЕЕ ВЫСОКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ МЕМБРАНЫ КЛЕТКИ

1. ионов К+

2. ионов Na+

3. ионов CL-

4. ионов Ca2+

11. ПЕРЕЧИСЛИТЕ ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ИОННЫХ КАНАЛОВ

1. селективность (способность ионных каналов избирательно пропускать ионы одного типа.

2. независимость работы ионных каналов друг от друга

3. зависимость параметров каналов от мембранного потенциала

4. все ответы верны

12. КАКИЕ ИОННЫЕ КАНАЛЫ МЕМБРАНЫ КЛЕТКИ ОТКРЫВАЮТСЯ И ЗАКРЫВАЮТСЯ ПРИ ГЕНЕРАЦИИ ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ

1. калиевые

2. калиевые, натриевые

3. хлорные

4. протонные

13. СКОЛЬКО ИОНОВ К+ ПЕРЕНОСЯТСЯ В КЛЕТКУ ПРИ ГИДРОЛИЗЕ ОДНОЙ МОЛЕКУЛЫ АТФ

1. 2

2. 3

3. 1

4. 4

14. СООТНОШЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРОНИЦАЕМОСТИ МЕМБРАН КЛЕТОК ДЛЯ ИОНОВ Na+, K+, CL-В СОСТОЯНИИ ВОЗБУЖДЕНИЯ

11. Рк : Р na : Р cl = 1 : 2 : 4,5

12. Рк : Р na : Р cl = 1: 20 : 45

13. Рк : Р na : Р cl = 1: 20 : 0,45

14. Рк : Р na : Р cl = 1 : 25 : 40

15. СООТНОШЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРОНИЦАЕМОСТИ МЕМБРАН КЛЕТОК ДЛЯ ИОНОВ Na+, K+, CL-В СОСТОЯНИИ ПОКОЯ

 

11. Рк : Р na : Р cl = 1: 0,40 : 0,045

12. Рк : Р na : Р cl = 1: 0,45 : 0,40

13. Рк : Р na : Р cl = 1: 0,04 : 0,045

14. Рк : Р na : Р cl = 0,9 : 0,4 : 0,045

16. СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ (ОТКРЫТОЕ СОСТОЯНИЕ ОДИНОЧНОГО ИОННОГО КАНАЛА) ДЛЯ Na+ -СОСТАВЛЯЕТ

1. 0,7 мс

2. 1,2 мс

3. 0,6 мс

4. 1,5 мс

17. ИОН-СЕЛЕКТИВНЫЙИ КАНАЛ ИМЕЕТ…. – НЕКОТОРЫЙ ЭЛЕМЕНТ СВОЕЙ КОНСТРУКЦИИ, ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ К ДЕЙСТВИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

1. аксон

2. дендрит

3. фотон

4. сенсор

18. ЕСЛИ ВЕРОЯТНОСТЬ ОТКРЫТИЯ Na КАНАЛОВ ПАДАЕТ ДО НУЛЯ ЭТОТ ПРОЦЕСС НАЗЫВАЕТСЯ

1. инактивацией

2. деполяризацией

3. механизацией

4. поляризацией

19. СЕЛЕКТИВНОСТЬЮ НАЗЫВАЮТ СПОСОБНОСТЬ ИОННЫХ КАНАЛОВ ИЗБИРАТЕЛЬНО ПРОПУСКАТЬ

1. ионы разных типов

2. молекулы одного вида

3. ионы одного типа

4. молекулы разного вида

20.ДЛЯ КАКИХ ИОНОВ В СОСТОЯНИИ ПОКОЯ ХАРАКТЕРНА НАИБОЛЕЕ НИЗКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ МЕМБРАНЫ

1) ионов К+

2) ионов Na+

3) ионов CL-

 

РАЗДЕЛ 2.

Физические основы гемодинамики.

1. В КАКИХ СОСУДАХ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНЯ САМАЯ НИЗКАЯ СКОРОСТЬ КРОВОТОКА

1. в артериях

2. в капиллярах

3. в артериолах

4. в аорте

2 КАК ИЗМЕНИТСЯ СТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ, ТЕКУЩЕЙ ПО ТРУБУ ПРИ ЕЕ РАСШИРЕНИИ

1. уменьшится

2. увеличится

3. уменьшится в 3 раза

4. не изменится

3 ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ПРИЧИНОЙ ПОЯВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНЫХ ТОНОВ

1. ламинарное течение крови в аорте

2. изменение частоты сокращений сердечной мышцы

3. турбулентное течение крови около сердечных клапанов

4. изменение звукопроводности тканей

4. В КАКОМ ОТДЕЛЕ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНЯ В НОРМЕ АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЕ ( 120 ММ.РТ.СТ.)

 

1) в артериолах

2) в капиллярах

3) в венах

4) в аорте

 

5. В КАКИХ СОСУДАХ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ В НОРМЕ ДАВЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОЕ ( 6 ММ.РТ.СТ.)

1. в аорте

2. в артериолах

3. в венах

4. в капиллярах

6.КАК НАЗЫВАЕТСЯ СВОЙСТВО ЖИДКОСТИ ОКАЗЫВАТЬ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЮ ЕЕ СЛОЕВ ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГ ДРУГА

1. капиллярное явление

2. текучестью

3. турбулентностью

4. вязкостью

7. ЖИДКОСТЬ НАЗЫВАЕТСЯ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ, ЕСЛИ….

1. коэффициент вязкости зависит от режима течения жидкости

2. коэффициент вязкости не зависит от градиента скорости

3. жидкость идеальная

4.коэффициент вязкости не зависит от давления

 

8. ЧТО НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ПРИЧИНОЙ ПОЯВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНЫХ ТОНОВ

1. ламинарное течение крови в аорте

2.изменение частоты сокращений сердечной мышцы

3.изменение гидростатического давления крови

4.изменение звукопроводности тканей

 

9.В КАКИХ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДАХ ДВИЖЕНИЕ КРОВИ ЛАМИНАРНОЕ

1. в капиллярах

2. в артериолах

3. в крупных артериях

4 в венах

5 все ответы верны

10. КАК ИЗМЕНЯЕТСЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ С УМЕНЬШЕНИЕМ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ

1. увеличивается

2. уменьшается

3. не изменяется

4. увеличивается в несколько раз

11.В КАКИХ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДАХ ДВИЖЕНИЕ КРОВИ ТУРБУЛЕНТНОЕ

1. в капиллярах

2. в артериолах

3. в крупных артериях

4 в венах

5 нет правильного ответа

12 КАК ИЗМЕНИТСЯ СТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ ИДЕАЛЬНОЙ

ЖИДКОСТИ, ТЕКУЩЕЙ ПО ТРУБЕ ПРИ ЕЕ СУЖЕНИИ

5. уменьшится

6. увеличится

7. уменьшится в 3 раза

8. не изменится

13ЗАВИСИМОСТЬ ВЯЗКОСТИ КРОВИ ОТ ГРАДИЕНТРА СКОРОСТИ

ОБЪЯСНЯЕТСЯ ТЕМ, ЧТО…

1. форменные элементы крови образуют крупные агрегаты- «монетные столбики»

2. плазма крови обладает высокой вязкостью

3. форменные элементы крови разнообразны по форме и размерам

4. кровь имеет красный цвет

14ЖИДКОСТЬ НАЗЫВАЕТСЯ НЬЮТОНОВСКОЙ, ЕСЛИ …

1. коэффициент вязкости зависит от скорости течения

2. она идеальная жидкость

3. коэффициент вязкости зависит от температуры

4. коэффициент вязкости зависит от давления

15УКАЖИТЕ В КАКОЙ ЧАСТИ КРОВЕНОСНОГО СОСУДА СКОРОСТЬ

ТЕЧЕНИЯ МИНИМАЛЬНА

1. у стенки сосуда

2. не зависит от расстояния до стенки сосудов

3. у оси сосуда

4. в начале сосуда

16УКАЖИТЕ В КАКОЙ ЧАСТИ КРОВЕНОСНОГО СОСУДА СКОРОСТЬ

ТЕЧЕНИЯ МАКСИМАЛЬНА

1. у стенки сосуда

2. не зависит от расстояния до стенки сосудов

3. у оси сосуда

4. в конце сосуда

17ЖИДКОСТЬ НАЗЫВАЕТСЯ НЬЮТОНОВСКОЙ, ЕСЛИ …

1. коэффициент вязкости зависит от режима течения жидкости

2. коэффициент вязкости не зависит от градиента скорости

3. жидкость идеальная

4. коэффициент вязкости не зависит от давления

18ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ ОБЪЕМОМ ЖИДКОСТИ, ПРОТЕКАЮЩЕЙ ЧЕРЕЗ СЕЧЕНИЕ ТРУБЫ В ОДНУ СЕКУНДУ И ЕЕ КОЭФФИЦИЕНТОМ ВЯЗКОСТИ ….

1. прямо пропорциональная

2. обратно пропорциональная

3. квадратичная

4. экспоненциальная

19О ЧЕМ МОЖНО СУДИТЬ ПО ЗНАЧЕНИЮ ЧИСЛА РЕЙНОЛЬДСА

1. о характере течения жидкости

2. является ли жидкость ньютоновской

3. о силе поверхностного натяжения

4 о направления течения жидкости

20СКОРОСТЬ, В КАКОЙ ЧАСТИ ПОТОКА ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ, ТЕКУЩЕЙ ПО ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ТРУБЕ, БОЛЬШЕ:

1. у стенки трубы

2. не зависит от расстояния

3. везде одинакова

4. у оси трубы

21. ЧТО НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ПРИЧИНОЙ ПОЯВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНЫХ ТОНОВ:

1.ламинарное течение крови в аорте

 

2.изменение частоты сокращений сердечной мышцы

 

3.изменение гидростатического давления крови

 

4.изменение звукопроводности тканей

5. все ответы верны

22. ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ПРИЧИНОЙ ПОЯВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНЫХ ШУМОВ:

1.ламинарное течение крови в аорте

 

2.изменение частоты сокращений сердечной мышцы

 

3.изменение гидростатического давления крови

 

4.дефекты клапанов сердца

23. ЧТО НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ПРИЧИНОЙ ПОЯВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНЫХ ШУМОВ:

 

1.ламинарное течение крови в аорте

 

2.изменение частоты сокращений сердечной мышцы

 

3.изменение гидростатического давления крови

 

4.дефекты клапанов сердца

 

 

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ

1. 1,2,3.

2. 2,3,4.

3. 1,3,4.

4. 1,2,4

24. СКОРОСТЬ, В КАКОЙ ЧАСТИ ПОТОКА ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ, ТЕКУЩЕЙ ПО ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ТРУБЕ, МЕНЬШЕ:

1. у стенки трубы

2. не зависит от расстояния

3. везде одинакова

4. у оси трубы

 

 

25. МОЖЕТ ЛИ ДВИЖЕНИЕ КРОВИ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДАХ В НОРМЕ БЫТЬ ТУРБУЛЕНТНЫЬМ

1. в капиллярах

2. в артериолах

3. в крупных артериях

4 в местах бифуркации сосудов

5 нет правильного ответа

 

РАЗДЕЛ 3.

Механические колебания и волны.

1. АКУСТИЧЕСКИЙ СПЕКТР – ЭТО НАБОР… С УКАЗАНИЕМ ИХ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ:

1.частот

2.амплитуд

3.звуков

 

2.АКУСТИЧЕСКИЙ СПЕКТР – ЭТО ВАЖНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА:

1.чистого тона

2.сложного тона

3.шума

3. ЗАКОН ВЕБЕРА-ФЕХНЕРА УСТАНАВЛИВАЕТ СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ:

4. физическими и физиологическими параметрами звука

5. громкостью и амплитудой звука

6.интенсивностью звука и порогом слышимости

7.интенсивностью звука и порогом болевого ощущения

4. ЗАКОН ВЕБЕРА-ФЕХНЕРА УСТАНАВЛИВАЕТ СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ

1. громкостью и амплитудой звука

1. громкостью и интенсивностью звука

3. интенсивностью звука и порогом слышимости

5. УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ:

а) 0 - 20 Гц

1.ультразвук б) 20 - 20000 Гц

в) 20000 – 1010 Гц

6. ОСНОВОЙ АППАРАТА ДЛЯ АУДИОМЕТРИИ ЯВЛЯЕТСЯ:

1. шумомер

2. звуковой генератор

3. камертон

7. В ОСНОВЕ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА ЛЕЖИТ:

1. прямой пьезоэлектрический эффект

2. обратный пьезоэлектрический эффект и явление магнитострикции

3. прямой пьезоэлектрический эффект и явление магнитострикции

 

8. ПРОЦЕСС РАСПРОСТРАНЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ В КАКОЙ ЛИБО ТОЧКЕ УПРУГОЙ СРЕДЫ , ПО ВСЕЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ НАЗЫВАЕТСЯ:

1. ультразвуком

2. волной

3. механическим колебанием

9. ИЗМЕНЕНИЕ УРОВНЯ ГРОМКОСТИ ТОНА ЧАСТОТОЙ 1000 Гц ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗВУКА В 10 РАЗ НАЗЫВАЕТСЯ:

1. фоном

2. белом

3. децибелом

 

10. ЗАКОН ВЕБЕРА-ФЕХНЕРА ОПИСЫВАЕТСЯ УРАВНЕНИЕМ:

 

1.

 

2.

 

3.

11.УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ:

а) 0 - 20 Гц

1.ИНФРАЗВУК б) 20 - 20000 Гц

в) 20000 – 1010 Гц

12.УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ:

а) 0 - 20 Гц

1. звук б) 20 - 20000 Гц

в) 20000 – 1010 Гц

13. ВЫЯВЛЕНА АУДИОМЕТРИЕЙ ТУГОУХОСТЬ НА ЧАСТОТЕ 125-500 Гц, ВОЗМОЖНО ПОРАЖЕНИЕ:

1.всей улитки

2.слуховой косточки

3.верхушки улитки

4.барабанной перепонки

5.средней части улитки

6.полукружных каналов

7.основание улитки

14. ВЫЯВЛЕНА АУДИОМЕТРИЕЙ ТУГОУХОСТЬ НА ЧАСТОТЕ 1000-2000 Гц, ВЫЗВАНА ПОРАЖЕНИЕМ:

1.всей улитки

2.слуховой косточки

3.верхушки улитки

4.барабанной перепонки

5.средней части улитки

6.полукружных каналов

7.основание улитки

 

15. 1 ВЫЯВЛЕНА АУДИОМЕТРИЕЙ ТУГОУХОСТЬ НА ЧАСТОТЕ 5000-20000 Гц ВЫЗВАНА ПОРАЖЕНИЕМ:

1.всей улитки

2.слуховой косточки

3.верхушки улитки

4.барабанной перепонки

5.средней части улитки

6.полукружных каналов

7.основание улитки

 

 

МОДУЛЬ 2

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ТКАНЕЙ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.ОСНОВЫ МЕДИЦИНСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ,

РАЗДЕЛ 1.

Процессы, происходящие в тканях под действием электрических токов и электромагнитных полей

1. ФИЗИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ МЕТОД, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (40-80В) И НЕБОЛЬШОЙ СИЛЫ ( ДО 50 мА) ПРОВОДИМОГО К ТЕЛУ ПАЦИЕНТА ЧЕРЕЗ КОНТАКТНО НАЛОЖЕННЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ НАЗЫВАЕТСЯ:

1. электростимуляцией

2. местной дарсонвализацией

3. гальванизацией

4. УВЧ-терапией

 

2. ГАЛЬВАНИЗАЦИЯ – МЕТОД, В КОТОРОМ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ С ЛЕЧЕБНОЙ ЦЕЛЬЮ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПАЦИЕНТА:

1. электромагнитного поля

2. электромагнитных волн (СМВ)

3. магнитного поля в импульсном режиме

4. электрической составляющей электромагнитного поля

5. постоянного тока в непрерывном режиме низкого напряжения (40-80В),

малой силы (до 50мА)

6. постоянного тока в импульсном режиме

7. переменного тока

 

3. МЕТОД, СОЧЕТАЮЩИЙ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ ПОСТОЯННОГО НЕПРЕРЫВНОГО ТОКА НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, МАЛОЙ СИЛЫ, И ВВОДИМЫХ С ЕГО ПОМОЩЬЮ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ НАЗЫВАЕТСЯ:

 

1.электростимуляцией

2. местной дарсонвализацией

3. высокочастотной магнитотерапией

4. УВЧ-терапией

5. гальванизацией

6 . электрофорезом

7. микроволновой терапией

8. электросном

4. ЭЛЕКТРОФОРЕЗ – ЭТО МЕТОД СОЧЕТАЮЩИЙ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ С ЛЕЧЕБНОЙ ЦЕЛЬЮ:

1. электромагнитного поля и электромагнитных волн

2. постоянного непрерывного тока и вводимых с его помощью

лекарственных веществ

3. ультразвука и вводимых с его помощью лекарственных веществ

5. МЕТОД В КОТОРОМ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОСТОЯННЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ С ЦЕЛЬЮ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ОРГАНОВ И СИСТЕМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ РЕАКЦИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПАРАМЕТРАХ ВОЗДЕЙСТВИЯ НАЗЫВАЕТСЯ:

1. гальванизацией

2. местной дарсонвализацией

3. общей дарсонвализацией

4 . электродиагностикой

5. электростимуляцией

6.ЭЛЕКТРОДИАГНОСТИКА –ЭТООПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТОЯНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ОРГАНОВ И СИСТЕМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ РЕАКЦИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПАРАМЕТРАХ ВОЗДЕЙСТВИЯ

1. постоянным непрерывным током

2. переменным током

3. постоянным током в импульсном режиме

4. электромагнитным полем

7. МЕТОД ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ С ЦЕЛЬЮ ВОЗБУЖДЕНИЯ ИЛИ УСИЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ОРГАНОВ И СИСТЕМ НАЗЫВАЕТСЯ :

1. гальванизацией

2. местной дарсонвализацией

3. электродиагностикой

4 . электростимуляцией

5. высокочастотной магнитотерапией

8. ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИЯ – ЭТО ВОЗБУЖДЕНИЕ ИЛИ УСИЛЕНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ОРГАНОВ И СИСТЕМ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ :

1. постоянным непрерывным током

2. переменным током

3. постоянным током в импульсном режиме

4. магнитным полем в импульсном режиме

 

9. ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ИСПОЛЬЗУЮТ ПОСТОЯННЫЕ ИМПУЛЬСНЫЕ ТОКИ :

1. прямоугольной формы

2. с различной формой импульсов при различной длительности от 1до

1000 мс

3. с различной формой импульсов и одной и той же длительности

4. треугольной формы

10. МЕТОД ВОЗДЕЙСТВИЯ С ЛЕЧЕБНОЙ ЦЕЛЬЮ ИМПУЛСНЫМ ПЕРЕМЕННЫММ СИНУСОИДАЛЬНЫМИ ТОКОМ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ ( 110 ИЛИ 440 кГц ), ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (20кВ) И МАЛОЙ СИЛЫ (0,02мА) НАЗЫВАЕТСЯ:

 

1.электростимуляцией

2. общей дарсонвализацией

3. электрофорезом

4. высокочастотной магнитотерапией

5. местной дарсонвализацией

11.МЕСТНАЯ ДАРСОНВАЛИЗАЦИЯ – ЭТО ВОЗДЕЙСТВИЕ С

ЛЕЧЕБНОЙ ЦЕЛЬЮ:

1. электромагнитного поля

2. электрической составляющей электромагнитного поля

3 переменного тока средней частоты в импульсном режиме

4. постоянного тока в импульсном режиме

12. МЕТОД ВОЗДЕЙСТВИЯ С ЛЕЧЕБНОЙ ЦЕЛЬЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ОРГАНИЗМ НАЗЫВАЕТСЯ :

1.высокочастотной магнитотерапией

2. микроволновой терапией

3. общей дарсонвализацией

4. УВЧ-терапией

5. гальванизацией

6. электростимуляци

 

13. УВЧ-ТЕРАПИЯ –ЭТО МЕТОД ВОЗДЕЙСТВИЯ С ЛЕЧЕБНОЙ ЦЕЛЬЮ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА:

1. магнитной составляющей электромагнитного поля

2. электрической составляющей электромагнитного поля

3. электромагнитного поля

4. электромагнитных волн

5. постоянного импульсного тока

14. ИСТОЧНИКОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ СЛУЖИТ:

1. трансформатор

2. конденсатор

3. транзистор

4. колебательный контур

15. СОВОКУПНОСТЬ ПЕРЕМЕННЫХ, ВЗАИМНО ИНДУКТИРУЮЩИХ ДРУГ ДРУГА ВИХРЕВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ НАЗЫВАЕТСЯ:

1. электрическим полем

2. электромагнитным полем

3. магнитным полем

4. электромагнитной волной

16. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ВОЛНА:

1. продольная

2. плоская

3. поперечная

17. СКОРОСТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ В ВЕЩЕСТВЕ:

1. равна скорости света

2. больше скорости света

3. меньше скорости света

18. СКОРОСТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ В ВАКУМЕ:

1. равна скорости света

2. больше скорости света

3. меньше скорости света

4. равна нулю

19. ЭНЕРГИЯ ПЕРЕНОСИМАЯ ВОЛНОЙ В ЕДИНИЦУ ВРЕМЕНИ, ЧЕРЕЗ ЕДИНИЦУ ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ, ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО НАПРАВЛЕНИЮ РАСПРОСТАРНЕНИЯ НАЗЫВАЕТСЯ:

1. потоком энергии волны

2. плотностью потока энергии

3. объёмной плотностью энергии

20. ПРИ УВЧ-ТЕРАПИИ БОЛЕЕ ВЫРАЖЕН :

1. тепловой эффект

2. физико-химический компонент

РАЗДЕЛ 2.

Физические основы ЭКГ

1. УСТАНОВИТЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО РАЗЛИЧНЫМ ОБЛАСТЯМ ПРОВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ СЕРДЦА:

1. пучок гисса

2. синусовый узел

3. волокна пуркинье

4. атрио-вентрикулярный узел

5. ножки Пучка гисса

 

Варианты ответа

1. 2,4,3,5,1

2. 2,3,4,5,1

3. 2,4,1,5,3

4. 2.1,4,3.5

 

2. УСТАНОВИТЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОБРАЗОВАНИЯ ЗУБЦОВ ЭКГ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО РАЗЛИЧНЫМ ОБЛАСТЯМ ПРОВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ И РАБОЧЕГО МИОКАРДА СЕРДЦА:

1. S

2. Q

3. R

4. T

5. P

Варианты ответа

1. 2,4,5,3,1

2. 3,1,4,2,3

3. 5,2.3,1.4

4. 3,2,4,5,1

3. АВТОМАТИЗ – ЭТО:

1. возникновение потенциала действия

2. способность сердца безо всяких внешних воздействий выполнять ритмические, следующие одно за другим сокращения

3. способность к проведению возбуждения, возникшего в каком либо участке сердца, к другим отделам сердечной мышцы.

4. К ОСНОВНЫМ ПОЛОЖЕНИЯМ ТЕОРИИ ЭЙНТХОВЕНА ОТНОСЯТСЯ:

1. тело человека - не равносторонний треугольник

2. тело обладает одинаковой электропроводностью во всех направлениях

3. проекция интегрального вектора сердца на стороны треугольника соответствует форме ЭКГ в стандартных отведениях

4. сердце-электрический диполь, помещённый в центр треугольника

 

5. ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ЛИНИИ – ЭТО:

1.линии, которые выходят из положительного заряда

2.линии равного потенциала

3.линии, которые выходят из отрицательного заряда

4.линии, вдоль которых потенциал уменьшается

 

 

6. СИЛОВЫЕ ЛИНИИ ИЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ЛИНИИ :

1. направлены в одну сторону

2. направлены в противоположные стороны

3. направлены под углом друг другу

4. взаимно перпендикулярны

 

7.РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЛИНИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА:

1. остаётся неизменным с течением времени

2. изменяется с течением времени

8. ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФ ПО ПРИНЦИПУ ДЕЙСТВИЯ ЯВЛЯЕТСЯ:

1. генератором электрических колебаний

2. выпрямителем переменного тока

3. усилителем электрических колебаний

4. генератором прямоугольных стандартных импульсов

 

9. БЛОК КАЛИБРОВКИ ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ:

1. расчёта временных интервалов ЭКГ

2. определения вольтажа зубцов

3. усиления импульсов, идущих от сердца

10. МАКСИМАЛЬНАЯ АМПЛИТУДА ЗУБЦА R В ЭКГ СОСТАВЛЯЕТ:

1. 5мВ

2. 5В

3. 5кВ

4. 1В

11. УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ ВИДОМ СТАНДАРТНОГО ОТВЕДЕНИЯ И СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ПАРОЙ ТОЧЕК:

1. Левая рука-левая нога

1. второе отведение 2. Правая рука-левая нога

3. Правая рука-левая рука

12. УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ ВИДОМ СТАНДАРТНОГО ОТВЕДЕНИЯ И СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ПАРОЙ ТОЧЕК:

 

1. первое отведение 1. Левая рука-левая нога

2. Правая рука-левая нога

3. Правая рука-левая рука

13. УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ ВИДОМ СТАНДАРТНОГО ОТВЕДЕНИЯ И СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ПАРОЙ ТОЧЕК:

 

1.третье отведение 1. Левая рука-левая нога

2. Правая рука-левая нога

3. Правая рука-левая рука

14. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДИПОЛИ В НЕОДНОРОДНОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ:

1. втягиваются в область меньшей напряжённости

2. располагаются вдоль эквипотенциальных линий электрического поля

3. располагаются вдоль силовых линий электрического поля

4. располагаются вдоль силовых линий электрического поля и втягиваются в область

большей напряжённости

 

15. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИПОЛЬ МОЖЕТ СУЩЕСТВОВАТЬ СКОЛЬ УГОДНО ДОЛГО В :

1. диэлектрике

2. проводящей среде

3. полупроводнике

 

16.ТОКОВЫЙ ДИПОЛЬ МОЖЕТ СУЩЕСТВОВАТЬ СКОЛЬ УГОДНО ДОЛГО В:

1. диэлектрике

2. проводящей среде

17. ТОКОВЫЙ ДИПОЛЬ- ЭТО:

1. двухполюсная система, состоящая из истока и стока тока

2. система, состоящая из двух точечных зарядов равных по величине,

3. противоположных по знаку, расположенных на расстоянии l друг от друга

 

18. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОМЕНТ ДИПОЛЯ:

1. вектор, равный произведению заряда на плечо диполя

2. скалярная величина, равная произведению заряда на плечо диполя

 

19. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОМЕНТ ТОКОВОГО ДИПОЛЯ -ЭТО:

1. вектор, равный произведению заряда на плечо диполя

2. скалярная величина, равная произведению заряда на плечо диполя

3. вектор, равный произведению силы тока на плечо диполя

 

20. ОТВЕДЕНИЕ – ЭТО :

1. разность потенциалов, регистрируемая между двумя точками тела

2. разность потенциалов, меняющаяся с течением времени, обусловленная электрической деятельностью сердца

3. разность потенциалов, меняющаяся с течением времени, обусловленная электрической деятельностью мозга

4. разность потенциалов, меняющаяся с течением времени, обусловленная электрической деятельностью мышц

5. провода, идущие от пациента к электрокардиографу

 

РАЗДЕЛ 3.

Основные понятия медицинской электроники.

1. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ :

1. усиления полезного сигнала

2. гашения помех

3. гашения помех и усиления полезного сигнала

4. получения прямоугольных стандартных импульсов

 

2. УСИЛИТЕЛЬ НИЗКИХ ЧАСТОТ ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ :

1. получения прямоугольных стандартных импульсов

2. гашения помех

3. гашения помех и усиления полезного сигнала

4. усиления импульсов, идущих от сердца

 

3. БЛОК КАЛИБРОВКИ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОСБОЙ :

1. генератор низкочастотных гармонических колебаний

2. генератор высокочастотных гармонических колебаний

3. генератор прямоугольных импульсов стандартного напряжения 1мВ

4. генератор прямоугольных импульсов стандартного напряжения 1В

 

4. УСИЛИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ – ЭТО УСТРОЙСТВО ДЛЯ :

1. получения прямоугольных стандартных импульсов

2. увеличения напряжения, тока или мощности за счёт энергии постороннего источника

3. гашения помех и усиления полезного сигнала

4. гашения помех

 

5. НАВОДКИ – ЭТО СИГНАЛЫ :

1. искажающие форму полезного сигнала

2. усиливающиеполезный сигнал

3. уменьшающие полезный сигнал

4. не влияющие на форму полезного сигнала

 

6. ИСТОЧНИКАМИ НАВОДОК ЯВЛЯЮТСЯ :

1. сигналы, идущие от сердца человека

2. переменные электрические и магнитные поля, образуемые током в осветительной цепи

3. высокочастотные электромагнитные волны, приходящие по “эфиру”

7. ЗАЗЕМЛЕНИЕМ НАЗЫВАЮТ:


Читайте также:


Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

poisk-ru.ru

Раздел II. Характеристики и параметры источников помех

Искусственные источники помех можно разделить на 2 группы: внутренние источники помех в системе и внешние источники.

Внутренние источники помех

Причиной внутренних помех являются взаимные влияния приборов или конструктивных элементов в системе.

К внутренним источникам относятся:

  1. Напряжение питания с частотой 50 Гц.

  2. Изменение потенциала в сетевых проводах питания устройств электроники.

  3. Изменение сигналов в проводах управления или линиях передачи данных.

  4. Высокочастотные или низкочастотные тактовые сигналы.

  5. Коммутационные процессы в индуктивностях.

При размыкании ключа ток в контуре должен измениться скачком. ЭДС самоиндукции в индуктивном элементе пропорционально скорости изменения тока. Следовательно, напряжение на индуктивном элементе пропорционально скорости изменения тока. Если ток изменяется скачком, то напряжение на индуктивном и коммутирующем элементе (uS(t)) при размыкании контакта будет представлять собой дельта-импульс, то есть амплитуда импульса напряжения стремится к бесконечности.

В реальных условиях эти два напряжения ограничиваются условиями пробоя диэлектрика при размыкании контакта и действиями паразитных параметров индуктивного элемента (межвитковая емкость).

  1. Магнитные поля ходовых механизмов с накопителями энергии.

  2. Искровые разряды при замыкании и размыкании контактов.

  3. Резонансные явления при замыкании контактов.

Источниками внутренних помех могут быть переходные сопротивления в контактах, шумы в активных и пассивных элементах.

  1. Дрейф параметров элементов.

  2. Разброс времени коммутации в логических устройствах.

  3. Исчезновение сигналов при передаче.

  4. Явления отражения в линиях.

  5. Вибрации и микрофонный эффект в контактах.

  6. Пьезоэлектрические смещения зарядов при сжатии и сгибах изоляции.

  1. Контактные напряжения, вызванные эффектами Зеебека, Пельтье, Томсона – до 40

Внешние источники помех. Грозовой разряд

Приблизительно 2000 гроз существует одновременно на Земле, вызывая около 100 разрядов молний каждую секунду.

Атмосферные возмущения, вызываемые грозовой деятельностью, создают помехи радиосвязи и обостряют проблемы электромагнитной совместимости на объектах электроэнергетики. В среднем по Европе число грозовых дней в году составляет от 15 до 35. А число ударов молний, приходящихся на 1 км2 площади за год, - от 1 до 5. Причём, первая цифра больше характерна для северных районов, а вторая – для южных.

Энергия канала разряда составляет примерно 105 Дж/м. Она вызывает акустическое, термическое, световое и электромагнитное воздействие на окружающую среду. При этом могут происходить повреждения объектов (разрушения и пожары) при непосредственных ударах в объекты.

С точки зрения интенсивности воздействия различают непосредственные или близкие удары и удалённые разряды.

Если разряд удалённый, то на электротехническое устройство действует электромагнитный импульс молнии.

Амплитуда импульса Imax обычно находится в диапазоне от 2 до 200 кА.

Крутизна тока находится в пределах от 2 до 200 кА/мкс.

Заряд находится в районе 150 – 300 Кл.

Энергетический интеграл находится диапазоне 2,5 – 10 МДж/Ом.

studfile.net

Проблемы электромагнитной совместимости и помехоустойчивости импульсных источников питания

Импульсные источники питания генерируют электромагнитные помехи, поэтому в случае их использования вопросам электромагнитной совместимости уделяется особое внимание.

На коллекторах (стоках) силовых ключей контролеров импульсных источников питания присутствует напряжение, близкое по форме к прямоугольному, кроме того, в источниках питания существуют замкнутые цепи, по которым циркулируют импульсные токи с достаточно крутыми фронтами и спадами (0,1..1 мкс).

Импульсные источники питания служат источником интенсивных помех, спектр которых простирается от 16...20 кГц до десятков мегагерц.

Также, импульсные источники питания сами подвержены воздействию электромагнитных помех различного вида. Помехи могут воздействовать из сети электропитания или наводиться внешними высокочастотными магнитными полями. Таким образом ИИП должны быть помехоустойчивыми.

Виды и источники электромагнитных помех

Электромагнитные помехи делятся на непрерывные (длительные) помехи и помехи от переходного процесса. Непрерывные помехи появляются при излучении источником помех непрерывного сигнала, содержащего основную частоту источника и связанные гармоники.

Непрерывные помехи можно разделить по полосе частот. Частоты от нескольких десятков Гц до 20 кГц являются звуковыми частотами. Источниками таких помех являются источники питания и связанные с ними провода, линии передач и подстанции, устройства обработки звука, а также демодуляция несущей высокой частоты.

Высокочастотные помехи возникают в частотном диапазоне свыше 20 кГц. Источниками высокочастотных помех являются радиотрансляция, телевизионные и радиоприемники, промышленное, научное и медицинское оборудование, а также высокочастотные схемы (микропроцессоры, микроконтроллеры и другие высокоскоростные цифровые устройства).

Электромагнитные помехи от переходного процесса возникают при излучении источником коротких импульсов. Источниками помех от переходного процесса являются импульсные электрические схемы (индуктивные нагрузки, реле, электромагниты и электромоторы). Также источниками помех могут быть электростатический разряд, системы освещения, скачки напряжения в сети и т.д.

Каналы проникновения электромагнитных помех в импульсные источники питания

В зависимости от среды распространения электромагнитные помехи могут разделяться на индуктивные и кондуктивные. Индуктивными называют помехи, распространяющиеся в виде электромагнитных полей в непроводящих средах.

Кондуктивные помехи представляют собой токи, текущие по проводящим конструкциям и земле, и измеряются в диапазоне частот до 30 МГц.

Кондуктивные помехи принято делить на синфазные (токи частотой выше 5 МГц) и дифференциальные (токи частотой ниже 5 МГц).

Дифференциальные помехи возникают из-за дифференциальных токов в паре проводов: ток покидает источник по одной линии и возвращается по обратной линии дифференциальной пары.

Дифференциальные токи протекают между импульсным источником питания и его источником или нагрузкой через выводы питания. На земляной шине дифференциальные токи отсутствуют.

Синфазные помехи вызываются синфазными токами. В этом случае шумовой ток течет вдоль обеих линий в одном и том же направлении и попадает через паразитные цепи на системную земляную шину.

Во многих случаях источниками синфазных помех являются паразитные емкости в схеме. Синфазный ток течет в одном направлении от импульсного источника питания через ввод питания и возвращается обратно к источнику по земле. Кроме того, синфазные токи могут передаваться через емкость между корпусом и землей.

Рис. 1. Дифференциальные и синфазные токи в системе

Индуктивные помехи появляются там, где источник и приемник находятся на небольшом расстоянии друг от друга. Индуктивная связь может быть вызвана электрической или магнитной индукцией.

Электрическая индукция является следствием емкостной связи, а магнитная индукция обусловлена индуктивной связью. Емкостная связь возникает, когда имеется переменное электрическое поле между двумя соседними проводниками, что вызывает изменение напряжения на соседнем проводнике.

Магнитная связь возникает, когда появляется переменное магнитное поле между двумя параллельными проводниками, что вызывает изменение напряжения вдоль принимающего излучаемое поле проводника.

Индуктивная связь встречается реже, чем кондуктивная. Требования к электромагнитным помехам, как излучаемым, так и кондуктивным, применимы ко всей электронной системе. 

Способы уменьшения кондуктивных помех

Для эффективного ослабления негативного воздействие кондуктивных помех, необходимо отдельно рассматривать синфазный и дифференциальный шумы, поскольку методы решения проблем для каждого вида шума различаются.

Реализованные решения для дифференциального шума не исключают синфазный шум в схеме и наоборот.

Дифференциальные помехи обычно подавляют включением шунтирующего конденсатора непосредственно между силовой и обратной линиями импульсного источника питания.

Силовые линии, которые требуют фильтрации, могут быть расположены на входе или выходе импульсного источника питания. Для наилучшей эффективности шунтирующие конденсаторы на этих линиях необходимо располагать вблизи выводов источника генерации помех.

Для эффективного ослабления дифференциальных токов на высоких частотах очень важным является расположение шунтирующего конденсатора.

Ослабление дифференциальных токов на более низких частотах вблизи основной частоты переключения источника генерации помех может потребовать применения шунтирующего конденсатора намного большей емкости, что не позволяет использование керамического конденсатора.

Керамические конденсаторы емкостью до 22 мкФ могут подойти для фильтрации дифференциальных помех на низковольтных выходах импульсных источников питания, но их может быть недостаточно для применения на входах импульсных источников питания, где могут наблюдаться 100-В выбросы напряжения.

В таких случаях используются электролитические конденсаторы ввиду их высокой емкости и рабочего напряжения.

Дифференциальный входной фильтр обычно состоит из комбинации электролитического и керамического конденсатора, что позволяет эффективно ослаблять дифференциальный ток как на более низкой основной частоте переключения, так и на частотах более высоких гармоник.

Дополнительного подавления дифференциальных токов можно достичь с помощью, включенной последовательно с сетевым входом катушки индуктивности, образуя совместно с шунтирующим конденсатором однокаскадный дифференциальный LC-фильтр нижних частот.

Синфазные кондуктивные помехи эффективно подавляются путем включения шунтирующего конденсатора между каждой силовой линией импульсного источника питания и землей.

Эти силовые линии могут быть на входе и/или выходе импульсного источника питания. Дополнительного подавления синфазных токов можно достичь с помощью пары связанных дросселей, включенных последовательно с каждым сетевым входом.

Высокий импеданс связанных дросселей к синфазным токам обеспечивает передачу этих токов через шунтирующий конденсатор.

Методы уменьшения излучаемых помех

Излучаемые помехи можно подавить путем уменьшения высокочастотного импеданса и сокращения площади антенной петли, что обеспечивается путем минимизации площади замкнутой антенной петли, которая образуется силовой линией и ее обратным каналом (см. рис. 2).

Делая ширину печатной платы как можно больше и прокладывая ее параллельно обратному каналу можно значительно снизить значение импеданса проводника данной платы.

Уменьшение площади между силовой линией и ее обратным каналом обеспечивает снижение ее импеданса. В пределах печатной платы эта область может быть сокращена путем размещения силовой и обратной линий — одной под другой — на соседних слоях платы.

Расположение земляного слоя, расположенного на открытых поверхностях печатной платы (особенно если плата расположена прямо под источником генерации помех) значительно уменьшает излучаемые электромагнитные помехи.

Рис. 2. Снижение излучаемых помех за счет уменьшение площади петлевой антенны 

Также, использование металлических экраны (канализируя излучение), способствует дополнительному уменьшению излучаемых помех. Это достигается путем размещения источника генерации помех внутри заземленного проводящего корпуса.

Интерфейс с внешней средой осуществляется через проходные фильтры. Более того, необходимо разместить синфазные шунтирующие конденсаторы между проводящим корпусом и земляной шиной.

Дополнительные меры уменьшения помех для импульсных источников питания

Необходимо обеспечить надежное соединение проводов с импульсным источником питания. Следует использовать как можно более короткие провода, а также необходимо минимизировать количество петель.

Рекомендуется избегать прокладки входных или выходных проводов вблизи силовых устройств. Все соединения с землей должны быть выполнены надежно.

Заземляющие провода должны быть также как можно короче. Если при работе схемы или системы наводятся переходные токовые процессы, очень важно размещать развязывающие конденсаторы таким образом, чтобы импульсы тока не могли передаваться к источнику питания.

В качестве таких конденсаторов следует использовать высокочастотные керамические конденсаторы и накопительные конденсаторы большой емкости.

Если допускается режимом эксплуатации, то следует уменьшить частоту или увеличить длительность фронта/спада тактового сигнала. Для уменьшения переходных процессы в цепи питания, схемы с более высокой тактовой частотой и более быстрым временем переключения следует располагать вблизи входа силовой линии.

Рекомендуется физически изолировать аналоговые и цифровые схемы друг относительно друга, и по источнику питания, и по сигнальным линиям.

Следует избегать появления заземляющих контуров в системе, особенно когда система является сложной, что обеспечивается использованием одной точкой подсоединения к земляной шине. На рисунке 3 показан пример подсоединения системы к земляной шине.

Рис. 3. Пример исключения петель в шинах питания

Если в системе имеется множество схемных узлов, то их следует отделить между собой с помощью прокладки отдельных линий питания и/или путем включения катушек индуктивности в линиях питания, как показано на рисунке 4.

Рис. 4. Разделение линий питания для отдельных узлов системы

Для развязки системы и источника питания по переменному току, можно разместить на линиях DC-питания ферритовые шайбы. Это может быть эффективно при имеющейся угрозе нарушения работы системы из-за появления гармоник при переключении питания или для предотвращения попадание помех из системы в источник питания. В случае необходимости можно установить дополнительный фильтр перед источником питания.

Хотя многие из способов уменьшения помех, приведенных выше, применимы для AC-DC- и для DC-DC-преобразователей, существуют меры, которые касаются только DC/DC-преобразователей.  

Поскольку многие DC/DC-преобразователи имеют компактные размеры, они в большинстве случаев не содержат конденсаторов достаточной емкости.

Таким образом разработчик должен разместить дополнительные конденсаторы на входе для снижения дифференциальных помех. Для лучшей фильтрации можно использовать П-фильтры, как показано на рисунке 5.

Для снижения уровня синфазных помех можно использовать дополнительные конденсаторы.

Рис.5. Типовая схема фильтрации для DC/DC-преобразователя

Автор: Петр Ильин, технический консультант ИД, «Электроника»

Источник:  "Время электроники"

ЗАО "РЕОМ" производит источники питания ПНВ27 класса DC-DC.

ИВЭП серии ПНВ27 рассчитаны на питание от сети постоянного тока напряжением в диапазоне от 22В до 34В.

Задать вопрос

<< Предыдущая  Следующая >>

reom.ru

Виды помех

Проектирование современных систем автоматизации сопряжено с некоторыми сложностями, возникающими ещё на этапе коммутации датчиков с измерительными приборами. Часто появляются непредвиденные проблемы, возникновение которых предсказать очень сложно, и для их решения требуется проведение экспериментов. Между тем отдельные условия, при которых возникают помехи, равно как и способы их устранения, хорошо изучены и с успехом применяются на практике.

Понимание причин появления помех позволяет уже на стадии проектирования систем автоматизации осуществить правильный выбор и оптимальное размещение оборудования, обеспечить должную защиту при экранировании и разводке кабелей, что в конечном итоге ускоряет внедрение системы на энергетическом объекте.

  • Воздействия посредством системы кондуктивных связей.
  • Влияние неэквипотенциальности заземляющих устройств.
  • Наводки через взаимную индуктивность между проводниками.
  • Электромагнитные высокочастотные наводки.
  • Наводки через ёмкостные связи проводников.

Применяемые источники информационных сигналов (датчики для измерения температуры, влажности, давления, веса и пр.) могут быть иметь заземление (Рис.1а) или устанавливаться без него (Рис.1б).

Рис. 1. Примеры заземлённых (а) и незаземлённых (б) источников

К незаземленным или по-другому плавающим источникам сигналов относятся обычные батарейки, термопары, датчики на основе пьезоэлектрического эффекта, изолированные операционные усилители. При отсутствии заземления в качестве сигналов используется разность потенциалов, возникающая между выводами источника сигнала (V1). При этом потенциал выводов источника, измеренный относительно «земли» (Vс), считается паразитной или синфазной помехой и он не должен сказываться на точности результатов проведённых измерений. Если один из выводов заземленного источника соединён с заземляющим устройством, то на другом выводе измерение напряжения осуществляется относительно «земли».

Если заземлить один из выводов плавающего источника, тогда можно получить заземлённый источник сигнала. Обратное превращение (из заземленного в плавающий) выполнить на практике довольно проблематично: очень часто конструкция датчика или сама схема преобразования измеренного показателя в сигнал не позволяет осуществить данную операцию. Поэтому конструкция и схемотехника плавающих источников намного сложнее, чем у заземленных. Кроме источников сигнала, основанных на изменении напряжения, существуют аналогичные источники, работающие на изменении силы тока.

Аналогично, данные источники могут быть плавающими или имеющими заземление. Приемник сигнала (к примеру, система для сбора информации) может измерять сигнал относительно заземляющего устройства или относительно другого входа. В первом случае получим приемник сигналов с недифференциальным или по-другому одиночным входом (Рис. 2 а), в другом случае будет дифференциальный приемник сигнала (Рис. 2 б).

Рис. 2. Приёмник сигнала с недифференциальным (одиночным) входом (а) и дифференциальным (б).

Дифференциальный приёмник сигнала позволяет измерять разность потенциалов, возникающую между двумя проводниками. Разность потенциалов рассчитывается относительно "земли" (общего провода) приемника. У дифференциального приемника сигналов есть 3 входа: два входа для получения сигналов и один общий вход (заземление). Необходимо отметить, что "земля" источника и "земля" приемника сигнала имеют отличающуюся разность потенциалов. Поэтому следует считать, то это разные "земли" и на последующих схемах для них будут предусмотрены различающиеся условные обозначения.

Современные дифференциальные приемники могут иметь конструкцию, основанную на применении изолированного источника питания или конструкцию на основе использования схемы вычитателя, который позволяет определять разность потенциалов, возникающую между двумя узлами в электрической цепи (сигнал дифференциального типа). В качестве примеров приемников с одиночным входом можно привести такие приборы, как тестеры, системы для сбора данных на основе мобильных компьютеров или малогабаритные осциллографы с автономным питанием.

Примерами приемников дифференциального типа, созданными на основе вычитателя, являются схемы, включающие инструментальный дифференциальный усилитель с высоким коэффициентом подавления синфазного сигнала. Несовершенство приемников дифференциального типа заключается в следующем: на выход приемника, кроме дифференциального сигнала, попадает более слабый синфазный сигнал, а коэффициент передачи данного сигнала, имеющий название «коэффициент ослабления синфазного сигнала KCMRR», в несколько раз меньше, чем у дифференциального сигнала.

Для промышленных систем автоматизации наибольший интерес представляет коэффициент подавления синфазного сигнала, имеющий частоту 50 Гц и представляющий собой электромагнитную наводку от сети с рабочим напряжением 220 или 380 В. Напряжение на выходе из дифференциального приемника (рис. 2б) определяется по следующей формуле:

Следует заметить, что нельзя создать дифференциальный приемник сигнала из двух одиночных приемников при помощи обычного вычитания сигналов на их выходах (Рис. 3).

Рис. 3. Пример недопустимой схемы для усилителя с дифференциальным входом

Предположим, что мы взяли 2 усилителя с одиночным входом (2 канала из многоканальной платы ввода, снабженная одиночными входами) и поставили цель выделить дифференциальный сигнал при помощи вычитания напряжений V1 и V2. Представленная ситуация изображена в схематичном виде на Рис. 3. Для данной схемы можно записать следующее выражение:

В идеальном случае, когда коэффициенты усиления K1 и K2 и K0 имеют равные значения, можно получить дифференциальный приемник сигнала:

В реальности между фактическими коэффициентами усиления приемников и теоретическим значением K0 существует погрешность g, определяемая по формуле:

Расчётная погрешность включает инструментальную погрешность приемников сигнала, напряжение смещения нуля, шумы при работе электронных приборов и другие виды погрешностей. 

В случае наибольшей погрешности на выходе (экстремальное значение погрешности) примем значения погрешностей равными по абсолютной величине g и разными по знаку. Тогда выражение (3) примет вид:

Подставляя данные значения в (2), получим:

Следовательно, в схеме, представленной на Рис. 3 сумма погрешностей усилителей, имеющих одиночный вход (2 g), перемножается на отношение значений синфазного сигнала и дифференциального. Измеряя сигналы, исходящие от термопар и других датчиков, данное соотношение может составлять нескольких порядков. Следовательно, погрешность измерения дифференциального сигнала подобным методом будет тоже на несколько порядков больше.

Рассмотрим интересный пример. Предположим, что нам потребовалось получить дифференциальный сигнал, обладающий разрешающей способностью 12 бит (в данном случае отношение погрешности к сигналу составляет 1/4096). Также предположим, что искомая погрешность определяется синфазной помехой и равна gc,

Поэтому требуется разрешающая способность не меньше чем 17 бит. При соотношении между синфазным и дифференциальным сигналом, составляющим 10 к 1, для достижения разрешающей способности в 12 бит, необходим усилитель с разрешающей способностью 17 бит. Следовательно, при измерении разности двух напряжений, надо усиливать потенциал V1, который измеряется относительно потенциала V1, но, ни в коем случае относительно заземляющего проводника. Данный принцип лежит в основе конструкционной схемы многих высокоточных усилителей с дифференциальным входом.

Измерение напряжения на заземленных источниках

Далее рассмотрим случай, когда для измерения напряжения заземленного источника сигнала e1 (Рис. 4) используется заземленный приемник.

Рис. 4. В разных точках существует различное напряжение заземлённого источника

Так как, заземление источника и приемника сигнала разнесены в пространстве, то у них будет разный потенциал и, соответственно, различное обозначение на приведенной схеме. Разность потенциалов между «землей» источника и приёмника сигнала равняется Vg.

Согласно общепризнанной теореме об эквивалентном генераторе данная разность потенциалов может быть представлена на приведённой схеме источником напряжения

где Rg – сопротивление «земли»,
Ig – ток, проходящий через сопротивление (рис. 5)

Рис. 5. Разность потенциалов между «землёй» источника сигнала и его приёмника равноценна последовательному подключению источника напряжения и источника сигнала

Напряжение, приложенное к входу приемника Vin , получается равным сумме напряжений источника сигнала и разности потенциалов между двумя заземляющими проводами. В этом случае результат проведенных измерений, выполненных по указанной схеме, будет включать дополнительную погрешность Vg . Если источник сигнала и приемник сигнала располагаются рядом или если напряжение сигнала будет усилено, тогда величина погрешности окажется в допустимых пределах.

Положение можно улучшить, если использовать для соединения заземляющего провода приемника и источника сигнала медный проводник с небольшим сопротивлением (Рис. 6).

Рис. 6. Сопротивление проводника, соединяющего заземление источника и приемника сигнала, имеет конечное значение

Но это не позволяет полностью исключить паразитное напряжение Vg, так как индуктивный ток, возникающий по причине разности потенциалов между заземляющими проводниками, будет проходить по проводу, соединяющему «земли». Чаще всего, главными компонентами этого тока считается помеха (частота 50 Гц) и электродвижущая сила, наведённая электромагнитными полями с высокой частотой. В этом случае основная роль отводится индуктивности проводника, для устранения которой необходимо использование в схеме дифференциального приемника.

Максимальная точность измерения сигнала для заземленного источника, получается по схеме, приведённой на Рис. 7. Наличие дифференциального приёмника сигнала позволяет добиться уменьшения синфазного напряжения помехи Vg в KCMRR раз.

Рис. 7. Для измерения сигнала от заземленного источника используется дифференциальный приёмник

Необходимо отметить, что на приведенной схеме (Рис. 7) не следует соединять один из входов с заземлением приёмника, так как в этом случае получится схема с одиночным входом (См. рис. 6) и характерными недостатками.

Измерение напряжения у незаземленных источников

Для точного измерения напряжения плавающих (незаземлённых) источников сигнала можно использовать приёмники с одиночным или дифференциальным входом. Но при использовании приёмников второго типа следует обращать внимание на значение синфазного сигнала, которое должно находиться в пределах рабочего диапазона. Величина сопротивления между любым дифференциальным входом и заземляющим проводником может быть значительной, что приведёт к падению напряжения свыше 10 вольт даже при небольшом токе помехи. При этом приёмник сигнала перейдёт в режим насыщения.

В состав тока помехи могут входить следующие токи: входные токи смещения от приёмника дифференциального типа и ток паразитной ёмкостной связи от источника помехи. Для снижения негативного воздействия от данного эффекта следует соединить через резисторы входы дифференциального приёмника и заземляющий проводник (Рис. 8). При значительном внутреннем сопротивлении источника сигнала применяют резисторы с одинаковым значением сопротивления.

При невысоком внутреннем сопротивлении источника (термопары и другие датчики) можно использовать один резистор, так как разница сопротивлений не играет большой роли. Если источник и приёмник сигнала соединены при помощи развязывающих конденсаторов, то в этом случае характеристики резисторов должны быть идентичными. При проведении особо точных измерений подобные резисторы обеспечивают отличную симметрию дифференциальной пары проводов и способствуют улучшению эффекта компенсации, возникающего от синфазной помехи.

Рис. 8. Применение резисторов для устранения причины насыщения дифференциального приёмника

Для снижения величины синфазного сигнала подбирают резисторы с минимальным сопротивлением, которое должно на порядок и более превышать значение внутреннего сопротивления источника сигнала. Данное требование позволяет исключить погрешность при проведении измерений. Например, для термопар значение сопротивлений находится в стандартном диапазоне от 10 до 100 кОм. Приемники сигнала с дифференциальным входом имеют лучшую защиту от помех по сравнению с приёмниками, где используется только один вход.

Выбор конкретного типа приёмника зависит от требований к системе и фактических условий их применения. В ходе проведённого эксперимента сравнивались величины помех для приемников обоих типов. Для источника сигнала использовался терморезистор с R = 20 кОм и проводник длиной пять метров (витая пара). Дифференциальный приёмник был представлен инструментальным комплексом, состоящим из цифрового усилителя RL 4DA200 и системы по сбору информации RealLab! (RLDA).

По результатам эксперимента было установлено, что если вместо одиночного включения применять дифференциальное, то данном случае можно снизить среднеквадратичную величину напряжения помехи в 136 раз. Полученный эффект объясняется принципом работы дифференциального усилителя, который ослабляет помехи с учётом коэффициента подавления синфазного сигнала (в
KCMRR раз). Между тем усилитель, имеющий всего один вход, воспринимает помеху без ослабления.

В итоге можно резюмировать, что приемники с одиночным входом применяются при соблюдении следующих условий:

  • Небольшое расстояние между приёмником и источником сигнала (несколько метров).
  • Достаточная величина сигнала (порядка 1 В) или при наличии усилителя.
  • При использовании проводника с низкоомным сопротивлением для соединения выводов «земля» источника и приёмника сигнала в одной точке.
  • При невыполнении этих условий, необходимо всегда использовать приемники сигнала с дифференциальным входом.

К одной из причин появления погрешности при передаче сигнала относится падение напряжения Vg в пределах участка провода, который является общим для сигнала и определенной нагрузки (см. Рис. 9). Подобная паразитная связь именуется резистивной (кондуктивной). В качестве нагрузки может выступить цифровая схема и заземляющий проводник, а также любой случайный провод, замкнувший «землю» и корпус оборудования, через который проходит ток INN от источника eNN.

Например, стандартная схема из нескольких операционных усилителей, приводит к падению напряжения свыше 1 мВ на проводе длиной всего 0,2 метра. Это вполне сравнимо со значением МЗР двенадцатиразрядного приемника сигнала. Также определённые проблемы могут возникнуть от цифровой схемы, работающей во время передачи сигнала аналогового типа. В этом случае, результатирующее напряжение Vin будет равно сумме напряжения помехи Vg и напряжения источника сигнала e1.

Рис. 9. Паразитный ток Is, проходящий по общей части заземляющего провода, вызывает падение напряжения Vg

Для решения этой проблемы необходимо следующее: заземление приемника и источника сигнала выполняется отдельным изолированным проводником, который предназначается только для этого цели (Рис. 10).

Рис. 10. Для решения проблемы с падением напряжения необходимо соединить заземляющий провод источника и приёмника сигнала с помощью отдельного проводника

Для предупреждения появления проблемы с падением напряжения следует делать различия в таких специфических терминах, как «цифровая земля», «аналоговая земля» и «сигнальная земля». Для обустройства правильного заземления необходимо использовать разные провода, которые допускается соединять исключительно в одной точке. Также ни в коем случае нельзя применять сигнальные цепи для питания любой аппаратуры, даже небольшой мощности.

Индуктивные и емкостные связи

Сделаем предположение, что вблизи от сигнального провода находится другой провод, по которому проходит электрический ток с амплитудой IN (Рис. 11). Вследствие возникновения эффекта электромагнитной индукции в пределах сигнального провода появится напряжение помехи VM . Если ток примет синусоидальную форму, то амплитуда напряжения помехи, наводимая на сигнальном проводе, будет вычисляться по формуле

Значение взаимной индуктивности будет пропорционально площади витка, пересекаемого магнитным полем, которое образуется при прохождении тока IN . Под термином "виток" в данном контексте понимается контур, по которому проходит ток, вызванный электродвижущей силой помехи.

Рис. 11. Пути движения индуктивной и ёмкостной помехи, исходящей от источника eN

На Рис. 11 данный контур образован при помощи сигнального провода, входного сопротивления приёмника сигнала, заземляющего провода и выходного сопротивления источника сигнала. Для снижения взаимной индуктивности необходимо уменьшить площадь контура до минимальных размеров, что означает максимально близкое расположение сигнального и заземляющего провода. Чтобы уменьшить эффективную площадь витка, его следует расположить в плоскости, которая перпендикулярна плоскости контура с током, являющегося источником помех.

По формуле (6) следует, что рост индуктивной наводки происходит при увеличении частоты и практически отсутствует при постоянном токе. На Рис. 11 напряжение помехи и источник сигнала имеют последовательное подключение, что вносит в результат измерений аддитивную погрешность. При Rin стремящимся к бесконечности напряжение на входе приемника не зависит от сопротивления источника сигнала и определяется по формуле:

Ёмкостная наводка полностью определяется значением внутреннего сопротивления Ri источника сигнала:

Как следует из формулы 7, при RI равным нулю ёмкостная помеха также будет отсутствовать. Но в действительности у сигнального проводника имеется небольшое резистивное и индуктивное сопротивление, на котором возникает падение напряжения помехи. Это не даёт возможность для полного устранения причины ёмкостной наводки при помощи источника, обладающего низким внутренним сопротивлением. Поэтому нужно обязательно учитывать индуктивность сигнального провода при появлении высокочастотных помех, которые могут вызвать искажение сигнала.

Порядок величин сопротивлений и виды типовых источников сигнала приведены в таблице 1.

Таблица 1. Типовые датчики, используемые в качестве источника сигнала.

Датчики с большим внутренним сопротивлением или имеющие небольшое напряжение сигнала, необходимо устанавливать вблизи усилителя сигнала, чтобы обеспечить совместную работу. В этом случае к приёмнику будет поступать усиленный сигнал. Но чтобы устранить индуктивную наводку, в качестве носителя сигнала вместо напряжения должен использоваться именно ток (Рис. 12). Идеальный источник тока не зависит от характера применяемой нагрузки и от величины наведенной электродвижущей силы.

Рис. 12. Канал передачи сигнала при помощи тока более устойчив к воздействию индуктивных наводок электромагнитного характера

Таким образом, для эффективного уменьшения ёмкостной наводки следует передавать сигнал посредством идеального источника напряжения. Для существенного снижения индуктивной наводки можно использовать идеальный источника тока. В каждом конкретном случае выбор типа носителя информации зависит от преобладающей помехи. Если источник помехи характеризуется большим напряжением, то будут преобладать ёмкостные наводки. Если в качестве источника помехи выступает мощное силовое оборудование потребляющее значительные токи, тогда будут заметны индуктивные помехи.

Следует отметить, что в техническом плане намного труднее экранировать магнитную наводку. Попытки совместить все достоинства передачи сигналами различной формы приводит к тому, что для передачи информации требуется сигнал значительной мощности. Из этого следует вывод, что величина погрешности, вносимая помехами в результаты проведенных измерений, определяется отношением между мощностью сигнала и помехи. Аналогичный вывод можно получить из формулы (6): если сопротивление источника сигнала и нагрузки будет бесконечно малой величиной, то и напряжение будет бесконечно малой величиной, и тогда напряжение помехи также будет стремиться к нулю.

Паразитные связи в линиях дифференциального типа

Эффективное средство для устранения индуктивных и ёмкостных связей – источники сигнала, обладающие дифференциальным токовым выходом и приемники сигнала с низкоомным дифференциальным (токовым) входом (См. Рис.13). Так как информация передается в форме тока, поэтому индуктивная наводка незначительна. Благодаря прекрасной симметрии линии передачи емкостная наводка является синфазной и в значительной степени подавляется входным дифференциальным приемником. Для создания дополнительной защиты применяется экранирование линии. В этих источниках токи имеют противоположное направление и равны друг другу по абсолютной величине.

Рис. 13. Источник и приёмник тока дифференциального типа

Для обеспечения должного качества передачи сигнальные провода выполняются в виде «витой пары» с экранированной поверхностью. В этом случае обеспечивается оптимальная согласованность продольных импедансов, а также импеданса на заземляющий проводник. Из-за различий в длине проводов и разницы в частотных характеристиках импедансов проводников возможно возникновение синфазных помех высокой частоты. Для улучшения согласованности линий в витой паре следует применять провода, которые предназначены для инструментальных измерений.

Использование вместо одной двух витых пар соединенных последовательно, позволяет повысить точность передачи сигнала и уменьшить продольный импеданс в проводниках. К удачным примерам дифференциального способа передачи сигнала можно отнести пару, которая включает токовый передатчик SSM2142 и приемник SSM2141 (Analog Devices) дифференциального типа. Данная пара характеризуется коэффициентом ослабления синфазного сигнала равным 100 дБ (частота 60 Гц) и способна работать с нагрузкой 600 Ом, создавая наибольшее падение напряжения порядка 10 В.

Для предотвращения ситуации, когда выходные каскады источников тока насыщаются разностью токов (I1 -I2) можно применять способ, идентичный с тем, что представлен на Рис.8. Однако в этом случае резисторы должны соединяться с заземлением источника сигнала.

Характерная особенность токовых каналов передачи информации заключается в том, что в соответствии с формулой (7) при значительном сопротивлении приёмника и источника сигнала относительно заземляющего провода напряжение ёмкостной наводки будет максимальным. Использование в схеме резисторов, предназначенных для заземления тока помехи (Рис. 8), несколько улучшает положение, однако такие резисторы не могут иметь очень малое сопротивление, поскольку это способствует увеличению влияния их рассогласования на погрешность передачи тока.

Экранирование сигнальных проводников

Для экранирования сигнального провода используются различные методы, учитывающие пути прохождения помех. Электростатический экран в форме проводящей трубки позволяет полностью устранить неблагоприятное воздействие паразитной ёмкостной связи. Для защиты от влияния магнитного поля применяются материалы с повышенной магнитной проницаемостью.

При подключении электростатического экрана его нельзя одновременно подключать к заземлению приемника и источника, так как в этом случае через экран будет идти ток, вызванный разностью потенциалов на заземляющих проводах (Рис. 14). Если разность потенциалов достигнет нескольких вольт, сила тока может достигать нескольких ампер. Также этот ток вызывает индуктивные наводки на других проводах, находящихся рядом или расположенных внутри экрана. При неточном центрировании проводов внутри защитного экрана могут возникнуть наводки значительной величины. Таким образом электростатический экран необходимо заземлять лишь со стороны источника сигнала.

Рис. 14. Пример неверной схемы заземления электростатического экрана

В общем случае рекомендуется гибридное заземление (Рис. 15) – наиболее популярный способ заземления при передаче широкополосного сигнала от отдалённого источника с большим сопротивлением. В этой схеме ёмкость CHF способствует ослаблению высокочастотной составляющей электромагнитной помехи. Таким образом, ток низкой частоты, вызывающий индуктивную наводку, имеет небольшое значение, а заземление высокочастотных электромагнитных наводок осуществляется через ёмкость CHF.

Рис. 15. Пример правильной схемы заземления экрана при использовании отдалённого источника сигнала с высоким внутренним сопротивлением

Экран для надёжной защиты от паразитных индуктивных связей изготовить намного сложнее, чем классический электростатический экран. Для этой цели требуется специальный материал с повышенной магнитной проницаемостью и значительной толщиной, заметно превосходящей параметры электростатических экранов. В частотном диапазоне менее 100 кГц можно применять экраны из стали или пермаллоя. При более высоких частотах лучше всего подойдут медные или алюминиевые экраны.

Экранирование магнитной составляющей помехи представляет особую сложность, поэтому повышенное внимание необходимо уделить снижению до приемлемой величины индуктивности сигнального провода и правильному выбору оптимальной схемы подключения приемника и передатчика сигнала.

Рис. 16. Схема подключения усилителя и экрана, обеспечивающая среднеквадратичную амплитуду помехи 15 мкВ.

Рис. 17. Схема подключения усилителя и экрана, обеспечивающая среднеквадратичную амплитуду помехи 61 мкВ.

Рис. 18. Схема подключения усилителя и экрана, обеспечивающая среднеквадратичную амплитуду помехи 78 мкВ.

Рис. 19. Схема подключения усилителя и экрана, обеспечивающая среднеквадратичную амплитуду помехи 3 584 мкВ.

Если у источника сигнала отсутствует защитное заземление (характерная ситуация для большинства температурных датчиков), то электростатический защитный экран применяется совместно с усилителем дифференциального типа и резисторами на входе. Заземление экрана выполняется по схеме приведённой на Рис.16.

При экспериментальном сравнении различных вариантов подключения источника сигнала, в качестве которого применялся терморезистор с R= 20 кОм, через экранированную витую пару L = 3,5 м (Рис. 20) были получены следующие результаты.

  • Отказ от использования защитного экранирования при использовании дифференциального включения повышает амплитуду помехи в четыре раза (Рис. 17). 
  • Применение одиночного подключения вместо дифференциального увеличивает амплитуду помехи в пять раз (Рис. 18).
  • Отказ от экранирования при одиночном подключении приводит к тому, что амплитуда помехи возрастает в 230 раз (Рис. 19).

Рис. 20. Вид помехи, возникающей при схеме включения по Рис. 16.

На этих рисунках показаны среднеквадратические величины амплитуды напряжения помех в частотном диапазоне от 0,010 до 5 Гц.

Электромагнитные высокочастотные помехи связаны с работой мощных радиоэлектронных устройств, таких как телерадиопередатчики, сотовые и мобильные радиотелефоны, коллекторные электродвигатели и генераторы, тиристорные преобразователи, электросварочное и другое электротехническое оборудование. Электромагнитные помехи с частотой более 100 кГц лежат вне пределов частотного диапазона измерительных систем, между тем подобные помехи могут быть выпрямлены или смещены в диапазон более низких частот. Данное свойство связано с нелинейными характеристиками транзисторов и диодов, находящихся внутри микросхем или находящихся на измерительных платах.

В современных особо чувствительных системах могут возникать паразитные напряжения связанные с проявлением:

  • Термоэлектрического эффекта при контакте разнородных металлов,
  • Трибоэлектрического эффекта при трении диэлектриков между собой.
  • Пьезоэлектрического эффекта при изменении давления.
  • Эффекта электростатического (электромагнитного) микрофона.

Подобные источники помех встречаются редко, о них часто забывают и поэтому они также представляют определенную опасность.

Практическое решение проблем электромагнитных помех

Для практического решения проблем с электромагнитными помехами необходимо определить источник помех. Вначале следует произвести измерение уровня помех отдельно в каждом элементе: в приёмнике сигнала, в источнике сигнала и в кабеле, связывающем приёмник с источником. Для корректной проверки приемника используется провод минимально допустимой длины: при помощи провода соединяют вход приёмника и заземляющее устройство. Все входы многоканальной системы должны быть заземлены. На выходе получим собственные шумы, генерируемые приемником сигнала.

Цель проверки – убедиться в соответствии уровня шумов значениям, указанным в спецификации на изделие. Возможная причина повышенного уровня шумов связана с источником помех, оказывающих влияние на фунционирование платы измерительного устройства или некорректное подключение питающих и заземляющих проводов. Измерение уровня помех, возникающих в кабеле, выполняется по следующей схеме. Кабель подключается к системе сбора данных, закорачивается со стороны источника сигнала (так обеспечивается нулевое внутреннее сопротивление источника сигнала).

Причина значительных различий в уровне помех может быть связана с недостаточно низким сопротивлением источника сигнала. Чтобы уменьшить сопротивление следует применять подходящий согласующий усилитель или подобрать другой способ передачи сигнала, отличающийся повышенной устойчивостью к помехам. Измерение степени помех источника сигнала выполняется при помощи проводника небольшой длины, который соединяет источник сигнала с входом приёмника. Для установления источника помех применяется спектральный анализ помехи.

Для обеспечения повышенной точности передачи сигнала, следует для передачи каждого сигнала использовать собственную экранированную пару. При изготовлении витой пары промышленного применения особое внимание уделяется обеспечению симметрии импедансов проводов в витой паре и равномерность АЧХ в полосе рабочих частот. Достижение равномерности амплитудно-частотной характеристики позволяет компенсировать асимметрию линий и снизить влияние паразитных наводок. При защите кабеля от паразитных электромагнитных наводок следует обеспечить минимально допустимый шаг скрутки проводов в витой паре и наименьшую площадь петель, возникающих при подключении проводника к источнику и приёмнику сигнала.

Если к точности передачи сигнала предъявляются невысокие требования, тогда можно применять в общем экране сигнальные провода с витой парой или обычные, не витые провода. Но при этом следует учитывать, что в кабеле могут возникнуть помехи от ёмкостного, индуктивного или кондуктивного взаимовлияния проводников. В отдельных случаях, когда полоса частот сигнала меньше частотного диапазона приёмника или при заранее известных параметрах сигнала, можно уменьшать помехи за счет установки на входе системы аналоговых фильтров.

Помехи с частотой 50 (60) Гц ослабляются фильтрами третьего порядка, которые имеют наклон амплитудно-частотной характеристики в полосе заграждения – 60 дБ на декаду. При измерениях на частотах вблизи граничных значений частот фильтра, необходимо учитывать неизбежные погрешности коэффициента передачи фильтра, возникающие в полосе пропускания. Дальнейшее уменьшение уровня помех возможно за счет применения цифровой фильтрации. Однако возможности цифровой фильтрации ограничены мощностью и быстродействием системы по сбору информации, разрядностью используемого аналого-цифрового преобразователя и временем для проведения измерения. Поэтому цифровая фильтрация в настоящее время не может полностью заменить аналоговые фильтры.

Проблема защиты промышленных систем автоматизации от воздействия паразитных помех заслуживает особого внимания. Выбор ошибочной схемы подключения источника сигнала, некорректная разводка кабелей, недочёты в системе заземления и экранирования могут сказаться на работоспособности электронных компонентов даже особо надёжной и очень дорогой системы. Но если понять причины возникновения помех и выбрать правильную методику защиты автоматизированных систем, то можно достигнуть приемлемых результатов при использовании стандартного оборудования по доступной цене.

electro-control.ru

Физическая природа ПЭМИН (классификация по физической природе, индуктивные и емкостные паразитные связи и наводки).

Физическую основу случайных опасных сигналов, возникающих во время работы в выделенном помещении радиосредств и электрических приборов, составляют побочные электромагнитные излучения и наводки (ПЭМИН). Процессы и явления, образующие ПЭМИН, по способам возникновения можно разделить на 4 вида:

• не предусмотренные функциями радиосредств и электрических приборов преобразования внешних акустических сигналов в электрические сигналы;

• побочные низкочастотные излучения;

• побочные высокочастотные излучения.

• паразитные связи и наводки;

К первой группе(АЭП) относятся физические устройства, элементы, детали и материалы, способные под действием переменного давления акустической волны создавать эквивалентные электрические сигналы. Свойства преобразователей используются по своему функциональному назначению для создания микрофонов. Но существуют разнообразные радиоэлектронные элементы и устройства, обладающие микрофонным эффектом. Именно это приводит к появлению в указанных радио и электрических устройствах опасных сигналов, которые создают угрозу для утечки информации.

Наибольшей чувствительностью обладают электродинамические АЭП в виде динамических головок громкоговорителей. Сущность преобразования заключается в следующем: под давлением акустической волны катушка в виде картонного цилиндра с намотанной на нее тонкой проволокой перемещается в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом цилиндрической формы. В соответствии с законом электромагнитной индукции в катушке возникает ЭДС, величина которой пропорциональна громкости звука. Опасные сигналы на концах катушки составляют величину 5-15 мВ, достаточную для их распространения за пределы помещения, здания и даже территорию. Поэтому неработающие, но непосредственно подключенные к радиотрансляционной сети громкоговорители или динамические головки устройств громкоговорящей связи могут выполнять функцию микрофона и передавать информацию разговоров в помещении на достаточно большое расстояние (за КЗ).

Аналогичный эффект возникает в электромагнитных АЭП. К ним относятся электромагниты (электромеханические звонки, капсюли телефонных аппаратов, шаговые двигатели вторичных часов и др.).

Магнитострикция проявляется в изменении магнитных свойств ферромагнитных веществ при их деформировании (растяжение, сжатие, изгибание, кручение). Такое явление называется обратным эффектом магнитострикции, в отличие от прямого, который заключается в изменении геометрических размеров и объема ферромагнитного тела при помещении его в магнитное поле. В результате магнитострикции под действием акустической волны изменяется магнитная проницаемость сердечников индуктивности (контур, дроссель, трансформатор) радио и электротехнических устройств, что приводит к эквивалентному изменению значений индуктивности и модуляции циркулирующих в устройствах сигналов.

Опасные сигналы емкостных АЭП возникают в результате механического изменения под давлением акустической волны зазоров между пластинами конденсаторов и проводами, приводящее к эквивалентному изменению значений сосредоточенных и распределенных емкостей схем радиотехнических средств. Широко распространены АЭП, использующие свойство некоторых кристаллических веществ (кварц, титонат, необат бария и другие) создавать заряды на своей поверхности при ее деформировании, в том числе под действием акустической волны. Эти вещества применяются для создания функциональных акустоэлектрических преобразователей, например, пьезоэлектрических микрофонов. Опасные сигналы создают пьезоэлектрические вещества, в основном кварц, применяемые в генераторах для стабилизации частоты, а также пьезоэлементы датчиков технических средств охраны.

Опасные поля в виде низкочастотных полей образуются при протекацнии по токопроводам радиосредств (проводам индуктивности, монтажные и соединительные линии, дорожки печатных плат) электрического тока в звуковом диапазоне частот с закрытой информацией. Источниками таких сигналов могут быть телефонные аппараты, усилители мощности, бытовая радиоэлектронная аппаратура.

Источниками побочных высокочастотных колебания являются:

· ВЧ генераторы;

· усилительные каскады;

· нелинейные элементы (диоды, транзисторы и др.), на которые подаются гармонические ВЧ колебания и электрические сигналы с речевой информацией;

 

Паразительные связи и наводки характерны для любых радиоэлектронных средств. Различают 3 вида связи: 1)гальваническая; 2) индуктивная; 3) емкостная;

Гальваническая связь (связь через сопротивление) возникает, когда по одним и тем же цепям протекают токи разных источников сигналов. В этом случае наблюдается проникновение сигналов в непредназначенные для них элементы схемы. Сигналы, несущие конфиденциальную информацию за счет гальванической связи могут проникать в цепи, имеющие внешний выход.

Паразитная индуктивная связь характеризуется следующими физическими процессами: в пространстве, окружающем любую цепь, по которой протекает электрических ток возникает магнитное поле, постоянное или переменное в соответствии с характером тока. В соседних проводниках, находящихся в переменном магнитном поле возбуждаются переменные ЭДС, величина которых растет с повышением частоты. Если такой проводник является частью какой-то замкнутой электрической цепи, то под влиянием возникших в нем ЭДС в цепи протекает электрический ток. Он создает, во-первых, помеху полезному сигналу в этой цепи, во-вторых, может моделировать другой электрический сигнал и распространяться за пределы КЗ по проводам и/или в виде поля.

Переменный ток, протекающий по цепи А, создает магнитное поле, силовые линии которого достигают проводников другой цепи В и наводят в ней ЭДС.

Взаимная индуктивность замкнутых цепей зависит от взаимного расположения и конфигурации проводников. Она тем больше, чем большая часть магнитного поля тока в одной цепи пронизывает проводники другой цепи.

Емкостная паразитная связь возникает между любыми элементами схемы: проводами, радиоэлементами схемы и корпусом (шасси). Степень влияния емкостной связи определяется величиной паразитной емкости и частотой сигнала. Чем больше величина паразитной связи и частоты сигнала, тем больше паразитная емкостная связь. Величина паразитной емкости на единицу длины проводов, параллельно расположенных на удалении b друг от друга, определяется по формуле:

где d — диаметр проводов; е — абсолютное значение диэлектрической постоянной.

Наводки представляют собой сигналы, проникающие через паразитные связи с одной цепи на другую. Наводки создают угрозу безопасности информации в случае наводок на цепи, имеющие выход за КЗ (провода АТС, системы электропитания, системы оперативной или диспетчерской связи, сотовой связи).

 




infopedia.su

Источник - помеха - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Источник - помеха

Cтраница 3

Источниками помех при контроле теневым методом являются также внешние шумы ( наводки), интерференция многократных отражений в изделии и переходных слоях, неравномерное затухание ультразвука на различных участках изделия. Помехи этих видов рассмотрены в подразд.  [31]

Источником помех является также присутствие других веществ -, восстанавливающих ФВК, таких, как аскорбиновая кислота, пировино-градная кислота или креатинин.  [32]

Источником помех является также присутствие других веществ, восстанавливающих ФВК, таких, как аскорбиновая кислота, пировино-градная кислота или креатинин.  [33]

Источниками помех в вольтамперометрии часто являются присутствующие в растворе посторонние электроактивные вещества, например растворенный кислород. Кроме того, на краях рабочего диапазона потенциалов обычно наблюдаются помехи, обусловленные вступлением в электрохимическую реакцию материала индикаторного электрода или фонового электролита. В случаях, когда фарадеевские токи определяемых компонентов частично перекрываются, они также оказываются помехой по отношению друг к другу, в особенности по отношению к компоненту с меньшей концентрацией, имеющему соответственно меньший ток. При этом, как и в спектрометрии, актуальна проблема повышения разрешающей способности вольтамперометрических методов.  [34]

Источниками помех при контроле теневым методом могут являться внеш - ние акустические и электрические шумы, наложение многократных отражений в объекте контроля и переходных слоях, различие затухания ультразвука на разных участках изделия. Из-за влияния помех теневые методы контроля уступают обычно по чувствительности эхо-методу. Они, как правило, менее универсальны и используются для контроля изделий простой формы и небольшого сечения. Однако они имеют преимущества при контроле материалов с большим затуханием ультразвука. Достоинством теневого метода является также отсутствие мертвой зоны при контроле, что позволяет использовать его для выявления дефектов в тонких изделиях простой формы: трубах, оболочках, листовом прокате.  [35]

Частым источником помех является изменение содержания галогена, особенно хлора. Хлор, взаимодействуя с определяемыми элементами, чаще всего образует легколетучие, но труд-нодиссоциирующие хлориды ( см. табл. 32), в результате чего аналитический сигнал снижается. Но такое взаимодействие возможно лишь в том случае, если атомизация определяемого элемента происходит одновременно с выделением хлора из мешающего компонента. Следовательно, если воздействовать на образец так, чтобы эти два процесса происходили в разное время, помеха будет устранена. Так, при добавлении к образцу нитрата аммония образуется легколетучий хлорид аммония, который возгоняется на стадии озоления пробы. Таким образом, определяемый элемент освобождается от влияния хлора и остается в атомизаторе в виде нитрата.  [36]

Распространенными источниками помех являются также цепи возврата через землю ( земляные контуры) и термоэлектрические источники. Цепи возврата через землю возникают при неправильном заземлении и более подробно рассматриваются в следующем разделе. Термоэлектрические потенциалы возникают при образовании разности температур в цепи, содержащей спай разнородных металлов. Это явление и его значение для цепей низкого уровня подробно рассмотрены в разд.  [37]

Источниками маскирующих помех в этих системах являются флюктуации потока излучения вследствие статистической природы связанных с ним процессов, рассеяние и поглощение излучения в среде распространения, носящие в большинстве случаев статистический характер, а также флюктуации электрического сигнала в электронном тракте. В качестве критерия, характеризующего качество ОЭС информационного типа, целесообразно, очевидно, принять количественную меру потери информации на всех этапах ее обработки.  [38]

Источниками помех дуплексного стола являются: телеграфный ключ Морзе и коллекторный электродвигатель ондулятора.  [39]

Источниками помех нормального вида являются элементы цепи канала передачи информации, которые генерируют электрические сигналы. Помехи нормального вида могут возникать в местах соединения отдельных участков цепи от термоэффекта и гальванического взаимодействия, в различных элементах цепи от теплового шума, в источниках полезных сигналов и различных усилителях канала передачи от собственных шумов, генерации и пульсации.  [40]

Источниками помех общего вида внутри оборудования каналов передачи сигналов являются прежде всего блоки питания ( их выпрямители, регуляторы, соединительные провода, предназначенные для подвода напряжения сети или вторичных питающих напряжений, для подсоединения корпусов и экранов к общим шинам заземления), а также узлы каналов, содержащие и информационные линии связи и линии передачи командных сигналов. Помехи общего вида проникают также при наличии общих цепей: а) при заземлении канала в нескольких точках, которые не являются эквипотенциальными; б) при использовании общего провода для передачи обратных токов от нескольких источников сигналов; в) при заземлении нескольких устройств через общий проводник, особенно устройств приема сигналов и блоков питания; г) при наличии паразитных сопротивлений утечки между цепью канала передачи сигналов и цепью источника помехи.  [41]

Все источники помех были тщательно проанализир ваны и учтены. Тем не менее Пензиас и Вилсон с уди ] лением отмечали, что куда бы их антенна ни была Hi правлена на небе, она воспринимала какое-то радиоизл.  [42]

Если источник помех устранить не удается, его влияние на чувствительную схему можно снизить с помощью изоляции. Эта изоляция может быть электрической либо пространственной. Многие из описанных выше методов представляют собой различные формы электрической изоляции. Примерами электрической изоляции являются экранирование, системы с различным заземлением, развязки и шунтирование. В критических случаях для создания нужной изоляции может потребоваться полное отделение подсистемы.  [43]

Поскольку источник помех расположен внутри самого преобразователя, эти помехи могут достигать абонентских приемников либо путем непосредственного излучения от установки, либо путем излучения от сборных шин, внешнего оборудования или линий.  [44]

Если источник помех требует ток свыше 50 а, измерения производятся по тем же схемам, но без эквивалента сети.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о