EMC I SYSTEMY POMIAROWE
 
 
Wiadomym jest, że urządzenia elektroniczne wytwarzają pole elektromagnetyczne, które może zakłócać odbiór radia i telewizji. Jednakże zakłócenia nie są jedynym problemem towarzyszącym emisji elektromagnetycznej. Możliwym jest w niektórych przypadkach otrzymywanie informacji o sygnałach występujących wewnątrz urządzenia, jeśli emisja od tego urządzenia zostanie zarejestrowana a odebrane sygnały zdekodowane. Sytuacja ta ma szczególne znaczenie w przypadku urządzeń cyfrowych, ponieważ zdalna rekonstrukcja sygnałów występujących wewnątrz urządzenia może pozwolić na odtworzenie informacji przetwarzanej przez to urządzenie. Zwykły odbiornik telewizyjny po niewielkich przeróbkach może służyć do odtworzenia informacji wyświetlanej na monitorach video lub terminalach. W zależności od rodzaju monitora video lub terminala rekonstrukcja taka w optymalnych warunkach może być możliwa z odległości nawet 1 km.
 
Możemy wyróżnić trzy podstawowe drogi, którymi mogą być propagowane emisje ujawniające:
  • Emisje promieniowane - każdemu sygnałowi elektrycznemu wytworzonemu lub przetwarzanemu w urządzeniu towarzyszy generacja pola elektromagnetycznego.
  • Emisje przewodzone - są to emisje propagujące się w przewodach dołączonych do urządzenia np.: linie sygnałowe, zasilania, uziemienia, sterujące.
  • Emisje przewodzone kombinowane - wszystkie emisje rozprzestrzeniające się wzdłuż wszelkiego rodzaju przewodników: rynny, kaloryfery, itp.
 
Każdy z trzech rodzajów emisji może być źródłem dwóch pozostałych. Na przykład emisje promieniowane mogą indukować w znajdujących się w ich zasięgu przewodnikach prądy, i na odwrót - przewodnik z prądem może być źródłem emisji promieniowanych. To zjawisko w znaczący sposób utrudnia kontrolowanie emisji ujawniających i powoduje, że nie można ich rozpatrywać osobno. Jednocześnie ochrona urządzenia przed elektromagnetycznym przenikaniem musi uwzględniać to zjawisko.
 
Do metod obniżania emisji elektromagnetycznych zaliczamy m.in.:
  • umieszczenie źródła emisji w metalowej obudowie (ekranowanie),
  • filtrowanie wszystkich przewodów wychodzących lub wchodzących do urządzenia,
  • stosowanie podzespołów i urządzeń o małym poborze mocy, charakteryzujących się mniejszym promieniowaniem.
 
PODSTAWOWE POJĘCIA I DEFINICJE
  • Emisja - niezamierzone sygnały lub szum występujące na zewnątrz dowolnego urządzenia.
  • Emisja Ujawniająca - przypadkowe sygnały mające znaczenie dla wywiadu, które w przypadku ich przechwycenia i przeanalizowania powodują ujawnienie klasyfikowanej informacji przesyłanej, odbieranej, przechowywanej lub przetwarzanej przez dowolne urządzenie przetwarzające informację.
  • TEMPEST - kryptonim odnoszący się do badań i studiów nad problemami emisji ujawniających. Często stosowany jest zamiennie z terminem "emisje ujawniające".
 
JAK OBNIŻYĆ EMISJE ELEKTROMAGNETYCZNE
Do metod obniżania emisji elektromagnetycznych zaliczamy:
  • umieszczenie źródła emisji w metalowej obudowie (ekranowanie),
  • filtrowanie wszystkich przewodów wychodzących lub wchodzących do urządzenia,
  • ekranowanie przewodów,
  • uziemianie obydwóch końców ekranów stosowanych do tłumienia emisji promieniowanych,
  • ograniczenie czasów narastania impulsów,
  • stosowanie podzespołów i urządzeń o małym poborze mocy, charakteryzujących się mniejszym promieniowaniem.
 
EKRANOWANIE
Ekranowanie elektromagnetyczne (ekranowanie) to działanie polegające na obniżeniu poziomu natężenia pola elektromagnetycznego wskutek odbicia oraz strat cieplnych energii elektromagnetycznej w materiale, z którego zbudowany jest ekran.
 
Ekrany elektromagnetyczne stanowią podstawowy środek ograniczający rozchodzenie się emisji elektromagnetycznych. W technice wykorzystuje się ekrany w celu zmniejszenia promieniowania przez obwody źródeł zakłóceń, ekranuje się sieci elektryczne przenoszące emisje przewodzone, stosuje się ekranowanie pomieszczeń, w których są zainstalowane źródła emisji (także ujawniających). Szczelny elektrycznie ekran stanowi nieodzowny warunek zarówno braku emisji promieniowanych jak i przewodzonych w sieci współpracującej ze źródłem zakłóceń. Znaczenie ekranowania źródeł emisji elektromagnetycznych wzrasta ze wzrostem częstotliwości. W miarę jej wzrostu rośnie rezystancja promieniowania obwodu źródła emisji, traktowanego jako specyficzny system antenowy.
 
Ekrany elektromagnetyczne są wykonywane najczęściej z siatki, blachy lub folii metalowej. Skuteczność ekranu jest zależna od rodzaju materiału z jakiego wykonano ekran i jego właściwości, od rozmiarów i kształtu ekranu oraz od jego konstrukcji. Miarą skuteczności ekranu jest stosunek natężenia pola elektromagnetycznego na zewnątrz do natężenia pola wewnątrz.
Wloty i wyloty powietrza kanałów dolotowych i wylotowych układów klimatyzacji należy ekranować przy pomocy filtrów falowodowych (tzw. plastrów miodu) lub siatki metalowej odpowiednio zamocowanej (np. przez lutowanie wzdłuż krawędzi siatki lub w inny sposób, zapewniający maksymalną ciągłość elektromagnetyczną ekranu).
 
 
FILTROWANIE
Aby ekranowanie było skuteczne, wszystkie doprowadzenia wchodzące lub wyprowadzane z obudowy ekranującej powinny być objęte filtracją w celu ochrony przed przewodzeniem niepożądanej emisji na zewnątrz ekranu. Należy zaznaczyć, że stosowanie filtrów o tłumieniu większym od około 60 dB jest zwykle celowe tylko w przypadku urządzeń dobrze zaekranowanych. Przy niedostatecznym ekranowaniu urządzenia nawet najlepszy filtr nie może zmniejszyć poziomu zakłóceń poniżej granicy określonej warunkami ekranowania. Przy częstotliwościach akustycznych wystarczające są zwykle filtry odsprzęgające. Jednakże w celu zapewnienia skuteczności filtru przy wielkich częstotliwościach należy dołożyć szczególnych starań. Duże tłumienie w całym użytecznym zakresie częstotliwości chronionych może zapewnić stosowanie wieloczłonowych filtrów przeciwzakłóceniowych. Takie filtry są stosowane z reguły łącznie ze skutecznym ekranowaniem danych obiektów technicznych.
Omówiony dalej przykład przedstawia koncepcję filtracji układu trójfazowego. Z układu trójfazowego można wydzielić kilka układów jednofazowych do zasilania grup komputerów znajdujących się np. w różnych pomieszczeniach. Wszystkie urządzenia w strefie chronionej (podłączone do zasilania za filtrem) są chronione przed utratą informacji niejawnych. Należy tak rozdzielić podobwody, by filtry były możliwie równo obciążone.
 
 
ZASADA MONTAŻU FILTRÓW PRZECIWZAKŁÓCENIOWYCH
Przy projektowaniu instalacji z filtrami przeciwzakłóceniowymi jako generalną zasadę montażu filtru należy przyjąć dobrą separację wejścia i wyjścia. Filtr, nawet o najlepszych parametrach, nie zmniejszy napięcia zakłóceń, jeśli istnieje sprzężenie wejścia z jego wyjściem poprzez niewłaściwe ekranowanie urządzenia lub niewłaściwe rozwiązanie układu elektrycznego.
 
PARAMETRY TECHNICZNE FILTRÓW
FILTRY 1-FAZOWE
Filtry 1-fazowe klasy NEMP/TEMPEST są trójstopniowymi filtrami na napięcie do 250 VAC. Występują w standardowych wykonaniach: 6, 10, 20 i 36 A. Inne prądy na są możliwe na specjalne zamówienie. Filtry te posiadają znacznie szerszy zakres tłumienności niż najczęściej wymagane min. 60 dB w paśmie 100 kHz do 1 GHz. Co więcej, filtry FN700Z zostały wyposażone w ogranicznik przepięć, który dodatkowo zabezpiecza przed zdarzeniem typu NEMP. Charakteryzują się znikomym prądem upływu rzędu kilkuset µA.
W przypadku gdy obciążenie na fazę jest większe niż może przenieść największy z filtrów na 20 A, najwygodniej i najprościej jest rozdzielić obwód na dwa podobwody mniejszej mocy i zastosować dwa mniejsze filtry.
 
FILTRY 3-FAZOWE
Filtracja w układach trójfazowych jest nieco bardziej skomplikowana. Niezbędne jest zastosowanie filtrów 4-przewodowych (3 -fazy oraz przewód neutralny N). Kluczowymi parametrami filtru jest poziom tłumienia oraz zakres tłumionych częstotliwości. Z powodu różnych zaleceń dotyczących parametrów stosowanych filtrów najczęściej są one wykonywane jako filtry specjalne dla danej aplikacji.
Wykonania specjalne "pod Klienta" dają ogromną elastyczność nie tylko jeśli chodzi o parametry elektryczne filtrów, ale także ich wymiar, sposób montażu, rodzaj złącz, itd.
Pracownicy firmy Astat dobierają odpowiednie filtry oraz ich parametry tak, aby w aplikacji zawsze były spełnione postawione wymagania.
 
FILTRY TRANSMISJI DANYCH i SYGNAŁOWE
Oprócz filtrowania linii zasilających bardzo często istnieje konieczność filtrowania linii przesyłu danych takich jak linie telefoniczne (Analogowe lub cyfrowe), Ethernet, komunikacja RS232, USB, RS485 itp. Do tego wykorzystuje się specjalne filtry o ściśle zaprojektowanej charakterystyce tłumienia, która nie wpływa na sygnał użyteczny. Są to rozwiązania indywidualne dopasowane mechanicznie i elektrycznie do wymagań Klienta.
 
Model Napięcie [V] Prąd [A] Tłumienność [dB] Karta techniczna
Filtry 1-fazowe
Schaffner
FN700Z-6-06
250 6 80 dB@
100 kHz-3 GHz
Schaffner
FN700Z-10-06
250 10 80 dB@
120 kHz-3 GHz
Schaffner
FN700Z-20-03
250 20 80 dB@
110 kHz-3 GHz
Bajog
GB.E2.032A.BI.S.10.1.12
250 32 100 dB@
100 kHz-10 GHz
Filtry 3-fazowe (standardowy zakres częstotliwości tłumienia)
Bajog
GB.D4.016A.BI.S.05.1.12
3x400 16 100 dB@
100 kHz-10 GHz
Bajog
GB.D4.032A.BI.S.07.1.12
3x400 32 100 dB@
100 kHz-10 GHz
Bajog
GB.D4.064A.BI.S.12.1.12
3x400 64 100 dB@
100 kHz-10 GHz
Filtry 3-fazowe (poszerzony zakres częstotliwości tłumienia)
Bajog
GB.D4.016A.BI.S.03.1.12
3x400 16 100 dB@
10 kHz-10 GHz
Bajog
GB.D4.032A.BI.S.06.1.12
3x400 32 100 dB@
10 kHz-10 GHz
Bajog
GB.D4.064A.BI.S.11.1.12
3x400 64 100 dB@
10 kHz-10 GHz
Oferujemy również filtry specjalne, dostosowane indywidualnie pod kątem mechanicznym i elektrycznym do specyficznych wymagań Klienta.
 
PODSUMOWANIE
Ochrona informacji jest zagadnieniem bardzo istotnym i musi być poważnie traktowana. Osoby zajmujące się tego typu problematyką muszą posiadać szeroką wiedzę techniczną, nie tylko wiedzę teoretyczną z zakresu ochrony informacji przed elektromagnetycznym przenikaniem, ale także wiedzę praktyczną dotyczącą kompatybilności elektromagnetycznej. W przeciwnym razie może dojść do sytuacji, w której wzrosną koszty i tak drogich systemów do przetwarzania informacji niejawnych. Co gorsza, niewłaściwe podejście do sprawy może spowodować narażenie chronionej informacji na nieautoryzowane jej przejęcie i wykorzystanie.
 
                                           
 
Newsletter
Na powyższy adres będziesz otrzymywał najświeższe
infromacje dotyczące oferty oraz nowości
 
Copyright by ASTAT 2017 - All rights reserved     Korzystanie z serwisu oznacza akceptację Polityki prywatności Cookies administracja: LUKALA