ממירים אנליגנו-ל-דיגיטליים (ADCs) יוצרים את עמוד השדרה החושי של אווירו-מרחב מודרני של avionics, שפיכת עולם אנלוגי של לחץ, טמפרטורה, הדמים מכ"ם, ותנועה בלתי-מחדשת עם התחום הדיגיטלי של מחשבי טיסה ומערכות בקרה.בסביבה האלקטרומגנטית של מטוס או לוויין, הפרעה אלקטרומגנטית (EMI) מהווה איום ישיר על השלמות של תהליך זה של פעילות משמרת, ולכן היא תנאי בטיחותית (אחריות) באופן ישיר, ולכן היא תנאי בטיחותית (אחריות-מבחינה אלקטרומגנטית, כלומר, תנאי בטיחותית, תנאי בטיחותית, תנאי אבטחה, תנאי בטיחותית (EMC) היא תנאי מוקדם יותר, תנאי בטיחותית (EMI) להתאמה לאלקטרומגנטית, תנאי בטיחותית (אחריות) של אבטחה מוקדמים, תנאי בטיחותית (EMI) היא תנאי בטיחותית (הגנה על ידי אבטחה, תנאי בטיחותית, תנאי בטיחותית, תנאי בטיחותית, תנאי בטיחותית, באופן ישיר, תנאי בטיחותית, תנאי אבטחה מוקדמים באופן ישיר, כלומר, תנאי בטיחותית (EMI)

תכנון תאימות EMC בסביבות אלה דורש ריצוף מעמיק בתיאוריה של השדה האלקטרומגנטי, תכונות חומריות, פרציטיות PCB, ואת הנוף הרגולטורי הספציפי של מערכות אווירו חלל, המוגדר בעיקר על ידי RTCA DO-160 ו- MIL-STD-461. זה אומר לא רק כיצד להגן ולסינון, אלא גם כיצד לנהל זרמים, לצמצם לולאות קרקעיות, ורכיבים נבחרים שיכולים לעמוד בביצועים גבוהים של קרינה (HRF).

התפקיד העיקרי של EMC ב Avionics

מטוסים וחללית ארוזים בצפיפות עם מערכות אלקטרוניות הפועלות על פני ספקטרום תדר רחב. Radar משדרים, רדיו תקשורת, מכשירי ניווט, טייסי בקרת טיסה, וממירי כוח מתגים כל מייצרים אנרגיה אלקטרומגנטית שיכולה להתחבר למעגלים אנלוגיים רגישים. ADCs, במיוחד דיוק רב-resolution דל-סגמה או רושם מוצלח (SAR) פועלים במהירויות נמוכות יותר ויותר, כדי למנוע תקלות מהירות נמוכה יותר ויותר.

ציות EMC נשלט על ידי סטנדרטים בינלאומיים מחמירים המדגישים את דרישות פליטה ודרישות רגישות.עבור ציוד אווירי, FLT:0RTCA DO-160FLT:1 מגדיר את התנאים הסביבתיים ואת נהלי הבדיקה, בעוד מערכות צבאיות בדרך כלל לדבוק שולי FLT:2MIL-STD-461FLT 3: ו-FLT:4MIL-DSTDST-4FRERRESTFRESTFRESTR: , , מתרגמים דרישות עיבוד ספציפיות לתקני תאורה;

הבנת הנוף של האיום האלקטרומגנטי

זרמי אלקטרומגנטיים

פלטפורמות חלליות ניצבות בפני קבוצה ייחודית של איומים חיצוניים.עצים גבוהים רדיפים (HIRF) מכ"ם מבוסס קרקע ו מכ"ם אווירי אוויר באוויר יכולים לכפות כוחות שדה מעל אלפי וולטים למטר.ברק, הן ישירות והן עקיפות, מעוררות זרמים גדולים ומתחים על פני מבנים אוויריים וקנוניה הדדית.

מערכת פנימית Noise ו-Co-Site Interference

בתוך מפרץ avionics עצמו, הסביבה האלקטרומגנטית היא עוין באותה מידה.אספקת החשמל Switch לייצר ripple ו- ⁇ גבוה הרמוניים כי יכול להתחבר על כוח אנלוגי ומטוסי קרקע.אוטובוסים נתונים דיגיטליים כגון ARINC 429, MIL-STD-1553, ומהירות גבוהה Ethernet מקרינה מגנטית וחשמלית (SS) ממעבד FAPAs ויוצרת מקלטים אנלוגיים קרובים ביותר (R) המגדירים קרובים ביותר של מערכות אלקטרו-RDC-I-R) מ-R) מ-RDC-R-CDC-CDC-CDC-CDC-ICCD-ICC) ממתחילים לעיתים קרובות משדרים קרובים ביותר של מתחזהירים את המשתנים את המשתנים את המשתנים את המשתנים את המשתנים את המשתנים את המשתנים את המשתנים באופן קבוע-I-I-I-F.

אסטרטגיות עיצוב עבור EMC Compliance

עיצוב EMC יעיל מתחיל ברמת הפריסה והאדריכלות של המערכת.טכניקות החלות מוקדם במחזור העיצוב הן יעילות משמעותית פחות יקרות יותר מאשר רטרוfits שנמצאו במהלך בדיקות הסמכה רשמיות.

PCB Layer Stackup and Return Path Integrity

הבסיס של כל עיצוב EMC-compliant הוא ערימה שכבתית חזקה.עבור מודולים aerospace ADC, 8-layer או 12-layer הוא נפוץ, מתן מטוסים ייעודיים עבור קרקע אנלוגית, קרקע דיגיטלית, כוח אנלוגי וכוח דיגיטלי. שמירה על נתיב החזרה רציף, נמוך מנס ישירות ליד כל שכבה הוא הטכניקה היעילה ביותר עבור מינימטר ביעילות, כוח קרינת חשמל מתקדמת ומאובטחת כי אין צורך להחזיר אותות יציבים בטווח הארוך.

אדריכלות: מטוס מול כוכב

דיון חוזר בעיצוב של חתימה מעורבת הוא האדריכלות המקרקעת כוכבים מסורתיים, שבו אנלוגי ודיגיטלי נפגשים רק בנקודה אחת, הוא לעתים קרובות לא מעשי עבור מעגלים גבוהים ⁇ עקב האימפולסים המוצגים על ידי מסלולים ארוכים.הפרקטיקה הטובה ביותר המודרנית עבור aerospace ADCs היא מטוס מאובטח מוצק, מחולק פיזית לתוך חלקיקים אנלוגיים ודיגיטליים.

(ב) ⁇ :0) ,[דרוש מקור]: אין לבודד מטוסים אנלוגיים ודיגיטליים אלא אם כן הכרחי לחלוטין.הסתירה של גשר צר המחבר בין שני המטוסים יכולה ליצור ירידה משמעותית בתדירות גבוהה, תוך ניכוי היתרונות של החלוקה.

אינטגרציה כוח ופילטר מקומי

רשתות הפצה כוח (PDN) עבור מודולים ADC חייב להציג תנופה נמוכה מאוד על פני טווח תדר רחב טווח רחב.זה מושג באמצעות מערך שנבחר בקפידה של capacitors decoupling לאורך עשרות שנים ערכים (למשל, 10nF, 100nF, 10μF) ממוקם ישירות ליד מערך כוח ADC עמיד בפני ⁇ s.com לספק אמצעי יעיל של הוא מנפח גבוה על ידי לחץ דם זרם חשמלי (R) מול ⁇ -F) מול ⁇ s-F) מול ⁇ -F) אשר ממוקם ישירות מול ⁇ (Ric) מול ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Enclosure ו-Aperture Shielding

המתחם LRU מספק את קו ההגנה הסופי נגד איומים קורנים. ADC מודולים הממוקם ליד המאגד I / O של המתחם נחשפים ביותר.המחסה חייבת להיבנות מחומר מוליכים (aluminum או מסובך מורכב) וכל התפרים חייבים להיות מחוברים חשמלית עם מנעולים מוליכים או אצבע כדי למנוע דליפת אוויר.

שיטות מתקדמות עבור מערכות אמינות גבוהה

אותות שונים ו Common-Mode Rejection

בעוד קלטות חד-פעמיות מציעות פשטות, אותות שונים מספקים חסינות גבוהה על קווי הקלט המשותף-מודה EMI. על ידי נהיגה ב- ADC עם מגבר שונה לחלוטין (FDA), כל רעש שנצמד זהה זהה לקווי הקלט נדחה על ידי יחס הדחייה המשותף של ADC (CMRR) יש לנתב עם אורך שווה ומבוקר על מנת למקסם את רוחב הפסיבי, לא נדרש כדי להבטיח את רוחב הפסיבי של ה-ידי ה- FDA.

טבעות משמרות Active Guard and Input Shielding

ברמת ה- PCB, טבעות שמירה המונעות על ידי buffer נמוך ניתן לנתב סביב קלטות אנלוגיות בולטות גבוהה.טבעת זו מוחזקת במתח המשותף של אות קלט, ביעילות סופגת זרמי דליפות מן צמתים מלוחים הסמוכים למנוע מהם להיכנס לנתיב האות.עבור ערוצים רגישים מאוד, כגון אלה הפונים עם גבוה של חיישנים, coa יחיד או קוקסיאל יכול להיות מיושם באמצעות מדפוסק אנלוגיה מקומית.

אפשרויות ל-Sleve Rate control

תאימות EMC מושפעת מאוד מהתוכן ספקטרלי של אותות.בחירת מנהלי ADC ו- Buffers לוגיקה עם רמות של סלסול מבוקר או מינימלי להפחית את התוכן ההרמוני הגבוה של האותות, מה שהופך את סינון ברמה גבוהה יותר וצמצום פליטות קורנות.עבור הפצת שעון, באמצעות זוגות שונים (LVDS) ולא שעונים חד-פעמיים חד-פעמיים מצמצם את ההפיכה חשמלית, בנוסף ל-חמצני, תכונות הפחתה משמעותית של צמיגים (PTC) הפחתה משמעותית של הפחתה של ניכויים (PTS) ולא CMOS) מאשר שעונים ברמה גבוהה).

פרוטוקולי בדיקה ופרוטוקולים של ריגאור

יש להוכיח מצוינות עיצוב באמצעות בדיקות הסמכה פורמליות שנערכו במעבדה מוכרת.הסטנדרט השולט עבור ציוד אווירי האזרחי הוא (FLT:0FLT:1RTCA DO-160FLT:203FLT 3:203; בעוד מערכות צבאיות בדרך כלל נופלות מתחת ל-FLT:4FLT:5MIL-STD-461FLT:2LT 7 אלה מגדירות סטנדרטים מקיפים של פליטות רגישות ובדיקת פליטות.

רדיated and Conducted Emissions (DO-160 סעיף 21 / MIL-STD-461 RE102 & CE102)

בדיקות אלה לכמת את האנרגיה האלקטרומגנטית שנוצרת על ידי מודול ADC.התמריצים הנתונים נמדדים בשני קווי חשמל וקווי אות באמצעות רשתות ייצוב קו (LISNs) ובדיקות הנוכחיות. בדיקות רדום מציבות את המודול בתא אנטנה וסורק הפיכה מ-150 kHz ל-30 GHz. Pass/fail מוגדרות על ידי קווים שונים עם תדירות מכוונת ומתקן עבור ציוד קירור רגיל עבור מתקן CDC או ניתוח מתאים עבור מתקן פעולה.

רדיated and Conducted Susceptibility (DO-160 סעיף 20 / MIL-STD61-4 RS103 & CS114)

בדיקת רגישות מערכת יכולת המודול לבצע את הפונקציה המיועדת בנוכחות של הפרעה יישומית.התנהגות רגישה הזרקת זרמי RF ישירות על כבלים, בעוד רגישות קורנת חושפת את המודול כולו לשדות חשמליים עד 200 V / m או גבוה יותר. במהלך בדיקה, הביצועים של ADC הוא מעקב ברציפות.

ברק חנך את Transient Susceptibility (DO-160 סעיף 22)

(ה) זהו אחד הבדיקות התובעניות ביותר עבור מודולים ADC אווירו-אנרגיה גבוהה (למשל, טפטוף פי הזרקת גלפורים 3, 4, 5A) מוזרקים על כבלי הממשק.מודול ADC חייב לשרוד את קוראי ה-ADC-Fcuptage אלה כדי לספוג את ה-Cretative-Freative Controls-upientation של מערכת ההפעלה הגבוהה ביותר, ולהישאר פונקציונלי לחלוטין.

המחיר הגבוה של Non-Compliance and Iterative Redesign

גילוי של הפליטה או כשל רגיש במהלך בדיקות הסמכה פורמלית לעתים קרובות גורם יקר ולוח הזמנים עיצוב מחדש.מגן פערים, עניים I / O סינון, או ארכיטקטורות ריצוף לא מספיק קשה רטרוfit ללא פריסה מלאה ספינה.העלות של זיהוי ותיקון בעיה EMC במערכת או שלב מבחן טיסה יכול להיות פקודות של גודל גבוה יותר מאשר לטפל בו במהלך שלב ראשון של בדיקות זה הוא מדגיש את הסימולציות מוקדם של פיתוח.

שילוב EMC כ- Core Design Discipline

תכנון מודולים ADC עבור תאימות EMC ביישומים אווירוקל הוא משמעת הנדסי מורכב אך לחלוטין מנוהלת.זה דורש שינוי מצפייה ב- EMC כמשחת אימות סופית כדי לשלב אותו כפרמטר עיצוב ליבה מהסמל הסכימטי הראשון. על ידי ניהול עיצוב ערימה PCBup, יישום קפדני ריצוף וסינון ארכיטקטורות, תוך מינוף טכניקות אותות מתקדמות שונות, ואימות כנגד דרישות מטושטשות של מהנדסי-MCD-ידי מתן דיוק מאתגר ביותר או מעבדים ביותר.

המטרה הסופית אינה רק לעבור מבחן, אלא גם להבטיח שהמטוס או החללית – והחיים שהיא נושאת – מוגנים מפני הסיכונים הבלתי נראים של התערבות אלקטרומגנטית.השגת מטרה זו דורשת שינוי, משמעת טכנית ומחויבות למצוינות בכל רמה של היררכיה עיצובית.