Störningar, EMC och säkerhet i bilder
36 bilder och diagram ur områdets 9 artiklar, i läsordning. Under varje bild står vad den visar, och länken går till artikeln där den förklaras.
Alla 36 bilder
Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC)
- 1Störkälla, kopplingsväg och störd utrustningStörkälla, kopplingsväg och störd utrustning. Ledningsbundna störningar följer kablarna, utstrålade går genom luften. Åtgärder kan sättas in i varje led.
- 2Emissionsgräns, kompatibilitetsnivå och immunitetPrincipskiss av EMC-marginalen. Emissionsgränsen är satt så att störningsnivån i miljön normalt hålls under kompatibilitetsnivån, och apparaterna ska tåla minst immunitetsnivån som ligger högre. Överlappet längst ut i svansarna är det som ger kvarstående störningar.
- 3Gränsvärden för emission, klass A och klass BGränsvärden för kvasitoppvärde enligt CISPR 32 / EN 55032 i sammanfattning. Vänster: ledningsbunden emission på nätet. Höger: utstrålad emission på 10 m. Klass B (bostad) är strängare än klass A (industri och handel). Gränsvärden ska alltid kontrolleras mot gällande utgåva av standarden.
- 4EMC-standardernas nivåerEMC-standardernas nivåer. Finns en produktfamiljestandard används den. Annars används den generiska standarden för den miljö där produkten ska användas.
Radiostörningar: orsaker och felsökning
- 5Typer av radiostörningarDe vanligaste typerna av störningar sedda i frekvens. Den tonade ytan är kanalen som mottagaren lyssnar på. Lägg märke till att störningen i blockering och intermodulation ligger utanför kanalen men ändå ställer till problem, eftersom mottagaren inte klarar den starka signalen.
- 6Felsökning av radiostörningEtt systematiskt sätt att felsöka. Det viktigaste steget är det andra: kontrollera att felet inte sitter i din egen mottagare eller antenn innan du letar efter en störkälla.
- 7Lokalisera en störkällaTvå sätt att lokalisera en störkälla. Vänster: riktningar från flera platser korsas vid källan. Höger: beräknad fältstyrka från en liten strömslinga på 3,5 MHz. Nära källan (närfältet) sjunker nivån med 60 dB när avståndet tiodubblas, längre bort med 20 dB.
Vanliga störkällor i hemmet och samhället
- 8Spektrum från fyra störkällorStiliserade ”fingeravtryck” för fyra vanliga störkällor mellan 0 och 30 MHz, med kortvågens amatörband markerade som gula streck. Nätaggregatets toppar ligger på multiplar av switchfrekvensen. Nätverk över elnätet ska enligt standard ha hack där amatörbanden ligger.
- 9Störkällor i och runt ett husTypiska störkällor i och runt ett hus. Kablarna (röda) är ofta det som strålar mest, eftersom de har en längd som passar för kortvåg. En radioantenn på taket nära solcellernas kablar är särskilt utsatt.
- 10Tidsmönster för störkällor under ett dygnTypiska tidsmönster för olika störkällor under ett dygn. Mönstret är ett av de bästa verktygen när du ska hitta källan. Elstängslets pulser (cirka en per sekund) är förstorade i tid.
Skärmning, filtrering och jordning
- 11Skinndjup mot frekvensSkinndjupet minskar med kvadratroten ur frekvensen, 10 gånger per två tiopotenser. En plåt på 0,5 mm är tjockare än ett skinndjup över ca 17,5 kHz i koppar och ca 29 kHz i aluminium.
- 12Delarna av skärmverkan för 0,5 mm aluminiumDelarna av skärmverkan för 0,5 mm aluminium, A och R, på 1 m avstånd från källan. Elektriska fält reflekteras kraftigt vid låga frekvenser medan magnetfält gör det svagt. Därför är lågfrekventa magnetfält svårast att skärma.
- 13Öppningar och våglederbegränsningVänster: skärmverkan hos en enkel öppning. Höger: dämpning under gränsfrekvensen i ett rör, ca 32 dB per längd gånger diameter. Därför är ett djupt, smalt hål mycket bättre än ett platt hål.
- 14Svans och 360-gradersanslutningSvans och 360-gradersanslutning. Vid svansen går hela skärmströmmen genom en ledning med en induktans som blir stor vid höga frekvenser.
- 15Impedans hos en kondensator på 100 nFImpedansen hos en kondensator på 100 nF med ESR 0,02 Ω och serieinduktans 1, 5 och 10 nH. Minimum är serieresonansen. Över den är kondensatorn en spole.
- 16Ferrit och common mode-drosselVänster: exempelmodell av en ferrit (antagna värden). Höger: en common mode-drossel har två lindningar på samma kärna. Differentialströmmen (signalen) tar ut sitt eget flöde, common mode-strömmen får hög impedans.
- 17Tre sätt att jordaTre sätt att jorda. Gränserna är tumregler: enpunktsjord när den längsta jordledaren är mycket kortare än λ/20, flerpunktsjord vid höga frekvenser och en blandning däremellan.
- 18Returströmmens fördelning i jordplanetReturströmmens fördelning i ett jordplan under en bana, normerad mot avståndet h till planet. Strömmen följer banan tätt, och ett jordplan utan avbrott under signalen är därför viktigt.
Elektromagnetiska fält och hälsa
- 19Icke-joniserande och joniserande strålningSpektrumet på en logaritmisk skala. Joniserande strålning börjar i det ultravioletta området, vid en fotonenergi på ungefär 10 eV. All radioteknik, från elnät till 5G, ligger många tiopotenser lägre. Gränserna mellan spektrumets delar är flytande.
- 20Säkerhetsmarginaler i gränsvärdenaSäkerhetsmarginalen i gränsvärdena. Allmänhetens gräns ligger en faktor 50 under den nivå där kroppstemperaturen märkbart börjar stiga. Kroppens egen värmeproduktion i vila (en vuxen producerar cirka 80–100 W, alltså ungefär 1,1–1,4 W/kg) ligger ungefär 15 gånger högre än gränsen.
- 21Beräknad effekttäthet jämfört med referensvärdetBeräknade effekttätheter i fri rymd rakt framför antennen, som andel av referensvärdet. Verkliga nivåer är nästan alltid lägre, eftersom antenner riktar strålen mot horisonten och väggar dämpar. På kort avstånd från stora antenner är formeln en grov uppskattning.
Exponering, gränsvärden och mätning av fält
- 22Referensvärden för elektriskt fält mot frekvensReferensvärden för elektrisk fältstyrka som funktion av frekvens. Minimum ligger vid 30–400 MHz, där kroppen absorberar mest. Under 30 MHz är ICNIRP 2020 mindre strikt än 1999/519/EG, som ligger till grund för SSM:s råd.
- 23Fältzoner och säkerhetsavstånd för tre antennerGränserna mellan fältzoner för tre antenner, och det säkerhetsavstånd som fjärrfältsformeln ger (rött streck). I alla tre fallen ligger avståndet inom närfältet, så beräkningen är en uppskattning. För aperturantenner som parabolen är den försiktig, för trådantenner på HF behövs mätning eller marginal.
- 24Säkerhetsavstånd mot e.i.r.p.Säkerhetsavstånd som funktion av e.i.r.p. Ju högre referensvärde, desto kortare avstånd. Avståndet växer med kvadratroten av effekten: fyra gånger så hög e.i.r.p. ger dubbelt så långt avstånd.
- 25Säkerhetszon runt en YagiSchematisk säkerhetszon runt en Yagi på 145 MHz med 12 dBi och e.i.r.p. 1 122 W. Zonens radie i en riktning är 6,7 m gånger kvadratroten ur relativ förstärkning. Lobformen är ett antaget diagram med halvvärdesbredd 45° och sidolober 15 dB under huvudloben.
Säkerhet vid antenn- och mastarbete
- 26Fem risker vid en antennanläggningDe fem riskerna vid en antennanläggning: 1 fall, 2 luftledning, 3 nätspänning och slutsteg, 4 radiofrekvent spänning och fält, 5 åska. Samma mast kan ge alla fem på en gång.
- 27Fallzonen runt en mastFallzonen runt en mast, sedd ovanifrån. Hela cirkeln med mastens höjd som radie ska vara fri från ledningar. Ledning A ligger inom zonen och är en risk, ledning B ligger utanför med marginal.
- 28Ström och spänning längs en halvvågsdipolStröm och spänning längs en halvvågsdipol. Spänningen är högst vid ändarna, där ingen ska kunna röra vid antennen medan sändaren är på.
Åska och överspänningsskydd för antenner
- 29Hur blixten påverkar en antennanläggningTre sätt blixten påverkar en antennanläggning: 1 direkt nedslag, 2 nedslag i närheten som höjer markens potential, 3 induktion i kablar. Kablarna in i huset (koax, elnät) för in överspänningen.
- 30Normerade blixtströmpulserNormerade blixtströmpulser enligt standardens modell. Den långsamma pulsen (10/350 µs) har mest energi och används för att prova skydd mot direkt nedslag. Den snabba (0,25/100 µs) har den brantaste stigningen och ger de största induktiva spänningarna.
- 31Skyddsprincip: gemensam ingång och potentialutjämningSå kopplas en antennanläggning enligt principen med en gemensam ingång. Koax, elnät och mastens jordtag förs samman vid en punkt och ansluts till samma potentialutjämningsskena. Skyddet sitter därför där spänningsskillnaden kan uppstå.
- 32Frekvenssvar för en kortsluten kvartsvågsstubFrekvenssvar för en kortsluten kvartsvågsstub som parallellgren (förlustfri ledning). Stubben släpper igenom f0 och dess udda multiplar och kortsluter likström samt jämna multiplar. Lägre frekvenser dämpas starkt, och det är där blixtens energi finns.
Säkerhet i radiokommunikation
- 33Fyra sätt att angripa en radiolänkFyra sätt att angripa en radiolänk i princip. Passiv avlyssning hotar konfidentialiteten, förfalskning och repetition hotar autenticiteten, störning hotar tillgängligheten och ett relä utnyttjar system som tror att närhet betyder legitimitet.
- 34Nyckellängd och tid att pröva alla nycklarTid att pröva alla nycklar om angriparen prövar tusen miljarder (10 upphöjt till 12) nycklar per sekund. Varje extra bit fördubblar tiden. Nycklar på 128 bitar eller mer ligger bortom universums ålder, medan 32 och 56 bitar är trivialt kort.
- 35Skydd i olika radiosystemFörenklad översikt av skydd i standardutförandet för åtta radiosystem. Ja betyder att skyddet finns i standarden, delvis att det är begränsat eller valfritt, svag att det finns men anses otillräckligt, nej att det saknas. Verkliga konfigurationer varierar.
- 36Skydd i flera lagerSkydd i flera lager. Ingen åtgärd är tillräcklig ensam, men tillsammans minskar de risken. Organisationens rutiner är det lager som oftast brister.