RU2728325C1

RU2728325C1 - Hardware-software system for synthesis and testing of optimum network of high-voltage power supply

Info

Publication number: RU2728325C1
Application number: RU2019140938A
Authority: RU
Inventors: Максим Евгеньевич Комнатнов; Сергей Петрович Куксенко; Тальгат Рашитович Газизов; Александр Витальевич Демаков; Артём Викторович Осинцев; Александр Александрович Собко; Антон Андреевич Иванов; Алексей Андреевич Квасников
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-07-29

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the electrical equipment. Essence of the invention consists in use of representation of a high-voltage power supply network (HPSN) at its designing in the form of in-series connected sections of transmission lines and simulation of distribution of interference signals from them from a specialized database, with subsequent analysis of the entire network for noise immunity using a mathematical apparatus of N-norms. For experimental confirmation of correctness of design of HPSN, devices for investigation and tests for electromagnetic compatibility (EMC) are used, which enable to perform measurement of levels of conductive and emitted noise emissions or to estimate its susceptibility to electromagnetic interference.

EFFECT: technical result, achievement of which is directed hardware-software complex (HSC), is synthesis of optimal HPSN with possibility of subsequent experimental confirmation of design accuracy.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проектирования и испытания сети высоковольтного электропитания (СВЭ) комплексных систем, состоящих из бортовой радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used for the design and testing of a high-voltage power supply network (HVE) of complex systems, consisting of on-board electronic equipment.

Из патента US 7430729 В2, G06F 17/50, 30.09.2008 известен графический инструмент, с помощью которого пользователь может быстро и эффективно проверить информацию между элементами компьютерной модели, хранящуюся в реляционной базе данных. Изобретение может быть использовано для быстрой проверки правил проектирования, таких как требования минимального расстояния между соединениями (или сетями) в схеме, проектируемой с помощью системы автоматизированного проектирования (САПР). Поскольку разработчик должен задавать такие правила проектирования для каждой схемы, изобретение сначала импортирует эти правила проектирования из компьютерной модели, а затем импортирует стандартный набор правил проектирования. После сравнения обоих наборов правил графический инструмент представляет пользователю графическую информацию в виде матрицы, указывающей, где модель соответствует или не соответствует правилам.A graphical tool is known from US Pat. No. 7,430,729 B2, G06F 17/50, 09/30/2008, with which a user can quickly and efficiently check information between elements of a computer model stored in a relational database. The invention can be used to quickly validate design rules such as minimum distance requirements between connections (or networks) in a computer-aided design (CAD) circuit. Since the designer must define such design rules for each circuit, the invention first imports these design rules from the computer model and then imports a standard set of design rules. After comparing both sets of rules, the graphical tool presents the user with graphical information in the form of a matrix indicating where the model matches or does not comply with the rules.

Из патента US 8539422 В2, G06F 9/455, 17.09.2013 известен компьютеризированный способ отображения результатов анализа сети электропитания, связанного с проектированием электронной схемы. Способ может включать в себя получение результата, используя, по меньшей мере, один процессор, модели для каждой из неоднородностей, связанных с конструкцией электронной схемы. Способ также может дополнительно включать в себя анализ цепей электропитания с использованием метода моментов и отображение трехмерных результатов их анализа.From the patent US 8539422 B2, G06F 9/455, 09/17/2013, a computerized method for displaying the results of the analysis of a power supply network associated with the design of an electronic circuit is known. The method can include obtaining a result using at least one processor, models for each of the discontinuities associated with the design of the electronic circuit. The method may also further include analyzing the power circuits using the method of moments and displaying the three-dimensional analysis results thereof.

Из патента US 6834380 В2, G06F 9/45, 21.12.2004 известны способ, система и устройство для автоматизированного управления и планирования многослойного размещения электронных устройств и систем с учетом электромагнитной совместимости (ЭМС) на этапе проектирования. Проблемы, которые могут повлиять на производительность системы, прогнозируются, и может быть предложена новая оптимизированная компоновка для снижения электромагнитных помех перед выполнением дорогостоящих этапов прототипирования. Причины подобных проблем идентифицируются с большей вероятностью, чем это возможно из дефектного прототипа, что приводит к сокращению цикла проектирования.From the patent US 6834380 B2, G06F 9/45, 21.12.2004 known method, system and device for automated control and planning of multilayer placement of electronic devices and systems, taking into account electromagnetic compatibility (EMC) at the design stage. Problems that could affect system performance are predicted, and a new optimized layout can be proposed to reduce EMI before performing costly prototyping steps. The causes of these problems are more likely to be identified than is possible from a defective prototype, resulting in a shorter design cycle.

Из патента US 8516431 В2, G06F 17/50, 20.08.2013 известна система проверки правил проектирования, включающая блок проверки правил проектирования, который выполняет проверку согласно правилам и информации о проводных соединениях, содержащей условие ограничения схемы подключения; блок обработки и отображения, генерирующий информацию об ошибке для каждой тактовой частоты всей сети на основании результатов проверки правил проектирования и выводящий информацию на устройство индикации.From the patent US 8516431 B2, G06F 17/50, 08/20/2013 a system for checking design rules is known, including a design rule checker, which performs a check according to the rules and information about wire connections containing a condition for limiting the connection diagram; a processing and display unit that generates error information for each clock frequency of the entire network based on the results of checking the design rules and outputs the information to the display device.

Из патента RU 120789 U1, G05B 23/00, 27.09. 2012 известен программно-аппаратный комплекс с нефиксированной конфигурацией, предназначенный для тестирования, исследования качества функционирования и испытания на предмет внешних воздействий радиотехнических систем различного назначения. На практике нефиксированная конфигурация означает наличие возможности оперативно в широких пределах менять структуру, выполняемые функции, тип и технические характеристики радиотехнических систем. Термин «нефиксированная конфигурация» понимается в контексте структурных и принципиальных схем, технических характеристик и набора функциональных возможностей отдельных узлов радиотехнических систем и радиотехнических систем в целом.From patent RU 120789 U1, G05B 23/00, 27.09. 2012, a software and hardware complex with a non-fixed configuration is known, designed for testing, researching the quality of functioning and testing for external influences of radio systems for various purposes. In practice, a non-fixed configuration means that it is possible to quickly change the structure, functions performed, type and technical characteristics of radio engineering systems within a wide range. The term "non-fixed configuration" is understood in the context of structural and schematic diagrams, technical characteristics and a set of functional capabilities of individual nodes of radio systems and radio systems in general.

Из патента RU 2693636, G06G 7/48, 3.07.2019 известен аппаратно-программный комплекс эмуляции и испытаний, который включает средства эмуляции, а также средства измерений, контроля и/или диагностики состояния испытуемого объекта, а также объект испытаний. Средства эмуляции представляют собой соединенные между собой каналами передачи информации по меньшей мере одно средство формирования модели электрических и информационных систем, по меньшей мере одно средство идентификации модели приема и обработки синхронизированных массивов входных/выходных данных, по меньшей мере одно средство формирования тестов, по меньшей мере одно средство программной эмуляции и по меньшей мере одно средство аппаратной эмуляции, выполненное с возможностью электрического и/или информационного соединения с объектом испытаний, причем по меньшей мере одно средство измерений, контроля и/или диагностики состояния испытуемого объекта выполнено с возможностью оценки и фиксации состояния объекта испытаний и связано каналом передачи информации с по меньшей мере одним средством эмуляции.From patent RU 2693636, G06G 7/48, 07/03/2019, a hardware and software complex for emulation and testing is known, which includes emulation means, as well as means for measuring, monitoring and / or diagnosing the state of the test object, as well as the test object. The emulation means are at least one means for generating a model of electrical and information systems, at least one means for identifying a model of receiving and processing synchronized arrays of input / output data, at least one means for generating tests, at least one means of software emulation and at least one means of hardware emulation, made with the possibility of electrical and / or information connection with the test object, and at least one means of measuring, monitoring and / or diagnostics of the state of the test object is made with the possibility of assessing and fixing the state of the object tests and is connected by an information transmission channel with at least one emulation means.

Из патента RU 2497282 С1, Н04В, 27.10.2013 известен способ оценки ЭМС бортового оборудования в составе летательного аппарата, который может быть использован при проведении испытаний по оценке влияния на испытываемое оборудование радиопомех от радиоэлектронного оборудования летательных аппаратов в диапазоне частот от 10 кГц до 400 МГц, включая крайние значения диапазона. Техническим результатом является увеличение достоверности и точности испытаний ЭМС оборудования в составе летательного аппарата, которое достигается измерением величины тока, наведенного бортовыми источниками радиопомех в электрических цепях бортового оборудования (в цепях электропитания, в линиях связи или управления), с помощью индукционного измерительного датчика тока и введением в качестве критерия обеспечения ЭМС испытываемого бортового оборудования коэффициента запаса ЭМС, определение которого в процессе испытаний позволит оценить не только наличие, но и степень воздействия радиопомех на оборудование. Источниками радиопомех являются радиопередатчики летательного аппарата, поочередно воздействующие через бортовые передающие антенны на электрические цепи бортового оборудования радиопомехами в диапазоне частот от 10 кГц до 400 МГц.From the patent RU 2497282 C1, H04B, 10/27/2013, there is a method for evaluating the EMC of on-board equipment as part of an aircraft, which can be used in tests to assess the effect on the tested equipment of radio interference from radio-electronic equipment of aircraft in the frequency range from 10 kHz to 400 MHz , including the extreme values of the range. The technical result is to increase the reliability and accuracy of EMC testing of equipment as part of an aircraft, which is achieved by measuring the magnitude of the current induced by on-board radio interference sources in the electrical circuits of on-board equipment (in power supply circuits, in communication or control lines) using an induction measuring current sensor and introducing as a criterion for ensuring the EMC of the tested on-board equipment, the EMC safety factor, the determination of which during the testing process will allow assessing not only the presence, but also the degree of exposure to radio interference on the equipment. The sources of radio interference are aircraft radio transmitters, which alternately act through the onboard transmitting antennas on the electrical circuits of the onboard equipment with radio interference in the frequency range from 10 kHz to 400 MHz.

Из патента CN 103323668 B, G01R, 25.09.2013 г. известен метод контроля ЭМС силовой шины электропитания космического аппарата (КА) в радиочастотном диапазоне, обеспечивающий два вида испытаний на излучаемые и кондуктивные эмиссии. Для измерения эмиссий используются испытательные зонды, охватывающие полюса шины, которые подключены к осциллографу и анализатору спектра через конденсатор 10 мкФ. Недостатком изобретения является отсутствие программных средств для проектирования сети высоковольтного электропитания (СВЭ).From patent CN 103323668 B, G01R, September 25, 2013, a method for monitoring the EMC of the power bus of a spacecraft (SC) in the radio frequency range is known, which provides two types of tests for radiated and conducted emissions. To measure emissions, test probes are used, spanning the bus poles, which are connected to an oscilloscope and spectrum analyzer through a 10 μF capacitor. The disadvantage of the invention is the lack of software for designing a high-voltage power supply network (HVE).

Наиболее близким к заявляемому комплексу является, известный из патента RU 90589 U1, G05B 23/02, 10.01.2010, автоматизированный комплекс наземного контроля и испытаний систем электроснабжения космических аппаратов, содержащий блок измерительных приборов, блок формирования стимулирующих сигналов, анализатор состояний контактов реле и датчиков, блоки синхронизации, коммутаторы, имитатор солнечной батареи, блок имитации аккумуляторной батареи, блок имитации нагрузок, имитатор переменной частотно-регулируемой нагрузки, контрольно-испытательную станцию, включающую шинный коммутатор, измеритель параметров импульсов напряжения, блок управления, анализатор состояния релейных датчиков, анализатор состояния электронных датчиков, формирователь команд управления, формирователь автономных команд управления, управляющую ЭВМ для хранения базы данных и программ работы комплекса, и связанную по интерфейсу Ethernet с вышеуказанными блоками и устройствами посредствам собственных контроллеров Ethernet. Комплекс предназначен для наземного контроля и испытаний систем электроснабжения космических аппаратов, который относится к средствам автоматизированного контроля, и обеспечивающий полностью автоматический режим проведения испытаний электронного оборудования сложных объектов, включая системы электроснабжения космических аппаратов, характеризующихся повышенными требованиями к надежности. Комплекс может использоваться на этапах операционного контроля, заводских и приемосдаточных испытаний.The closest to the claimed complex is, known from the patent RU 90589 U1, G05B 23/02, 01/10/2010, an automated complex for ground control and testing of power supply systems for spacecraft, containing a block of measuring instruments, a block for generating stimulating signals, an analyzer of relay and sensor contacts , synchronization units, switches, solar battery simulator, battery simulation unit, load simulation unit, variable frequency controlled load simulator, control and test station, including a bus switch, voltage pulse meter, control unit, relay sensor state analyzer, state analyzer electronic sensors, a generator of control commands, a generator of autonomous control commands, a control computer for storing the database and programs of the complex, and connected via the Ethernet interface with the above units and devices through its own Ethernet controllers. The complex is designed for ground control and testing of spacecraft power supply systems, which is an automated control means, and provides a fully automatic mode for testing electronic equipment of complex objects, including spacecraft power supply systems, characterized by increased reliability requirements. The complex can be used at the stages of operational control, factory and acceptance tests.

Недостатком комплекса-прототипа является отсутствие аппаратных средств, позволяющих проводить исследования и испытания элементов СВЭ на ЭМС, а именно на кондуктивные и излучаемые электромагнитные эмиссии и воздействия на испытуемый объект. Также в управляющей ЭВМ отсутствуют программные средства проектирования СВЭ и базы данных помеховых сигналов.The disadvantage of the prototype complex is the lack of hardware that allows research and testing of UHE elements on EMC, namely, conductive and radiated electromagnetic emissions and exposure to the test object. Also in the control computer there are no software tools for designing UHE and a database of interference signals.

Заявляемый АПК, содержащий испытуемый объект, измерительные приборы, коммутатор, блок имитации аккумуляторной батареи, блок имитации нагрузок, управляющую ЭВМ для хранения базы данных и программ работы комплекса, связанную собственным контроллером с интерфейсом Ethernet с блоками и устройствами посредством собственных контроллеров Ethernet, отличающийся тем, что содержит высокочастотный коммутатор, входные и выходные порты которого соединены с входными и выходными портами блока измерительных приборов, состоящего из высокочастотного генератора, усилителя мощности, измерительного приемника, эквивалента сети и устройства климатической экранированной камеры или полосковой линии, которые являются источниками или приемниками сигнала помехи, кондуктивно или излучаемо воздействующего на испытуемый объект, подключенный к имитаторам аккумуляторной батареи и нагрузки, через, по меньшей мере, один модальный фильтр и эквивалент сети, позволяющие предотвратить попадание сигнала помехи на имитаторы и подвести сигнал помехи к коммутатору для отображения на измерительном приемнике, который при помощи собственного контроллера Ethernet подключен к управляющей ЭВМ, содержащей специализированное программное обеспечение, позволяющее отобразить сигнал помехи, а также выполнить проектирование испытуемого объекта, оперируя электрическими и геометрическими параметрами проводников отрезков линий передачи, анализируя их взаимовлияния между собой и используя базу данных сигналов помехи с математическим аппаратом N-норм, позволяющим оценить ослабление сигнала помехи испытуемым объектом.The inventive AIC containing a test object, measuring instruments, a switch, a battery simulation unit, a load simulation unit, a control computer for storing a database and programs for the operation of the complex, connected by its own controller with an Ethernet interface with blocks and devices through its own Ethernet controllers, characterized by which contains a high-frequency switch, the input and output ports of which are connected to the input and output ports of the instrument block, which consists of a high-frequency generator, a power amplifier, a measuring receiver, a network equivalent and a climatic shielded chamber or strip line device, which are sources or receivers of the interference signal, conductively or radiatingly acting on the test object, connected to the simulators of the battery and load, through at least one modal filter and an equivalent network, allowing to prevent the interference signal from entering the simulators and bring the interference signal to the switch for display on the measuring receiver, which, using its own Ethernet controller, is connected to the control computer containing specialized software that allows the interference signal to be displayed, as well as to design the test object, operating with the electrical and geometric parameters of the conductors of the transmission lines, analyzing their mutual influence and using the database of interference signals with the mathematical apparatus of N-norms, which allows to estimate the attenuation of the interference signal by the test object.

Достоинством заявляемого АПК, в отличие от АПК-прототипа, является возможность проектирования СВЭ с учетом требований ЭМС, основанного на математическом моделировании, с последующим экспериментальным подтверждением.The advantage of the proposed AIC, in contrast to the AIC prototype, is the possibility of designing a UHE taking into account the requirements of EMC, based on mathematical modeling, with subsequent experimental confirmation.

Техническим результатом, на достижение которого направлен предлагаемый АПК, является синтез оптимальной СВЭ с возможностью последующего экспериментального подтверждения правильности проектирования.The technical result, the achievement of which the proposed AIC is aimed at, is the synthesis of the optimal UHE with the possibility of subsequent experimental confirmation of the design correctness.

Технический результат достигается за счет использования представления СВЭ при ее проектировании в виде последовательно соединенных отрезков линий передачи и моделирования распространения по ним помеховых сигналов из специализированной базы данных, с последующим анализом всей сети на помехоустойчивость с использованием математического аппарата N-норм. Для экспериментального подтверждения правильности проектирования СВЭ используется устройства для исследований и испытаний на ЭМС, позволяющие выполнить измерение уровней кондуктивных и излучаемых помехоэмиссий или оценить ее восприимчивость к электромагнитным помехам.The technical result is achieved by using the representation of UHE in its design in the form of serially connected sections of transmission lines and modeling the propagation of interference signals from a specialized database along them, followed by analysis of the entire network for noise immunity using the mathematical apparatus of N-norms. For experimental confirmation of the correctness of the design of the UHE, devices for research and testing on EMC are used, which make it possible to measure the levels of conducted and radiated noise emissions or to assess its susceptibility to electromagnetic interference.

Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более, не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:The invention is illustrated by drawings, which do not cover and, moreover, do not limit the entire scope of the claims of this technical solution, but are only illustrative materials of a particular case of implementation:

На фиг. 1 приведена общая схема заявляемого АПК для синтеза и испытаний элементов и узлов сети высоковольтного электропитания.FIG. 1 shows the general diagram of the proposed AIC for the synthesis and testing of elements and nodes of the high-voltage power supply network.

На фиг. 2 приведена схема оценки уровня излучаемой восприимчивости ИО к электромагнитному полю (ЭМП) при помощи заявляемого АПК.FIG. 2 shows a scheme for assessing the level of the radiated susceptibility of the EUT to the electromagnetic field (EMF) using the proposed AIC.

На фиг. 3 приведена схема оценки уровня излучаемой помехоэмиссий ЭМП от испытуемого объекта (ИО) при помощи заявляемого АПК.FIG. 3 shows a scheme for assessing the level of radiated noise emissions of EMF from the tested object (EUT) using the proposed AIC.

На фиг. 4 приведена схема оценки уровня кондуктивной восприимчивости ИО при помощи заявляемого АПК.FIG. 4 shows a scheme for assessing the level of conductive susceptibility of the EUT using the proposed AIC.

На фиг. 5 приведена схема оценки уровня восприимчивости ИО к воздействию электростатического разряда (ЭСР) при помощи заявляемого АПК.FIG. 5 shows a scheme for assessing the level of EUT susceptibility to electrostatic discharge (ESD) using the proposed AIC.

АПК для синтеза и испытаний оптимальной СВЭ элементами которой являются ИО 1, представляющие помехозащитный фильтр, входящий в СВЭ, силовую шину электропитания и/или электрические проводные отводы, включает эквиваленты сети 2, модальные фильтры 3, имитатор аккумуляторной батареи 4, имитатор нагрузки 5, коммутатор СВЧ-сигналов 6, фазовращатель/фазоращепитель 7, устройство полосковой линии или климатическую экранированную камеру 8, контрольно-измерительные приборы 9, ЭВМ со специализированным программным обеспечением 10, имитатор ЭСР 11.AIC for the synthesis and testing of the optimal UE, the elements of which are IO 1, representing the noise filter included in the UE, the power bus and / or electrical wire taps, includes network equivalents 2, modal filters 3, battery simulator 4, load simulator 5, switch Microwave signals 6, phase shifter / phase splitter 7, strip line device or climatic shielded chamber 8, instrumentation 9, computer with specialized software 10, ESD simulator 11.

Принцип работы программной части АПК основывается на оперировании электрическими и геометрическими параметрами отрезков линий передачи. При этом для анализа их взаимовлияний между собой и другими отрезками линий передачи используется специализированная база данных и математический аппарат N-норм, позволяющий оценить ослабление сигналов, являющихся помеховыми для СВЭ, и принять в случае необходимости, соответствующие решения по изменению параметров линий передачи электроэнергии и в случае необходимости ее перепроектировать. Экспериментальное подтверждение правильности принятых решений в ходе проектирования выполняется при помощи аппаратной части АПК. Принцип работы которой возможен в режимах «оценка уровня излучаемой восприимчивости ИО к ЭМП», «оценка уровня излучаемой помехоэмиссий ЭМП от ИО», «оценка уровня кондуктивной восприимчивости ИО», «оценка уровня восприимчивости ИО к ЭСР». Каждая оценка может быть выполнена при минимальном, номинальном и максимальном токе потребителя, который может быть задан имитаторами аккумуляторной батареи и нагрузки.The principle of operation of the software part of the AIC is based on the operation of electrical and geometric parameters of the transmission line segments. At the same time, to analyze their interactions with each other and other segments of transmission lines, a specialized database and the mathematical apparatus of N-norms are used, which makes it possible to assess the attenuation of signals that are interfering for UHE, and, if necessary, make appropriate decisions on changing the parameters of power transmission lines redesign it if necessary. Experimental confirmation of the correctness of the decisions made during the design is carried out using the hardware of the AIC. The principle of operation of which is possible in the modes "assessment of the level of radiated susceptibility of the EUT to EMF", "assessment of the level of radiated noise emissions of EMF from the EUT", "assessment of the level of conductive susceptibility of the EUT", "assessment of the level of susceptibility of the EUT to ESD". Each assessment can be performed at minimum, rated and maximum consumer current, which can be set by the battery and load simulators.

В режиме «оценка уровня излучаемой восприимчивости ИО к ЭМП» ИО 1 подключается к имитаторам аккумуляторной батареи 4 и нагрузки 5 через ЭС 2 и модальный фильтр 3, тем самым позволяя подвести ток постоянной составляющей на ИО и предотвратить попадание напряжения помехи в имитаторы 4 и 5. Ток помехи наводится на ИО 1 от возбуждаемого ЭМП при помощи полосковых структур, расположенных в устройстве полосковой линии или климатической экранированной камеры 8. Возбуждение ЭМП в устройстве 8 возможно от генератора СВЧ сигнала 12, амплитуда напряженности электрического поля которого может регулироваться усилителем мощности СВЧ 13. Сигнал от усилителя мощности 13 проходит через СВЧ коммутатор 6 на фазовращатель/фазоращепитель 7, который позволяет разделить входной сигнал на множество фаз и подвести его к определенной группе проводников при помощи полосковой линии или климатической экранированной камеры 8, что позволяет в зоне ИО 1 возбудить ЭМП с заданной поляризацией и минимальной неравномерностью. Воздействие ЭМП на ИО 1 наводит ток помехи, которая через ЭС 2 и коммутатор СВЧ сигналов 6 проходит на вход измерительного приемника 14, где он обрабатывается, оцифровывается и передается по шине данных 15 на АРМ оператора 10. Данные с измерительного приемника 14 отображаются в виде частотной зависимости амплитуды воздействующего ЭМП на ИО 1 и напряжения на входе измерительного приемника 14. Это дает возможность проводить на АПК оценку уровня излучаемой восприимчивости ИО к ЭМП. Электрическая цепь протекания постоянного тока (полезного сигнала) через ИО 1: имитатор аккумуляторной батареи 4, модальный фильтр 5, ЭС 2, ИО 1, ЭС 2, модальный фильтр 3, имитатор нагрузки 5. Электрическая цепь протекания переменного тока (помехового сигнала): генератор СВЧ 12, усилитель мощности 13, коммутатор СВЧ-сигналов 6, фазовращатель/фазоращепитель 7, устройство полосковой линии или климатической экранированной камеры 8, ИО 1, ЭС 2, коммутатор СВЧ сигналов 6, измерительный приемник 14.In the mode "assessment of the level of the radiated susceptibility of the EUT to EMF" EUT 1 is connected to the simulators of the battery 4 and the load 5 through ES 2 and modal filter 3, thereby allowing the DC current to be supplied to the EUT and preventing the interference voltage from entering simulators 4 and 5. The interference current is induced on the EUT 1 from the excited EMF using strip structures located in the strip line device or climatic shielded chamber 8. Excitation of the EMF in the device 8 is possible from the microwave signal generator 12, the amplitude of the electric field strength of which can be controlled by the microwave power amplifier 13. Signal from the power amplifier 13 passes through the microwave switch 6 to the phase shifter / phase splitter 7, which allows you to divide the input signal into many phases and bring it to a certain group of conductors using a strip line or a climatic shielded chamber 8, which makes it possible to excite an EMF with a given polarization and minimal unevenness ew. The effect of EMF on the EUT 1 induces an interference current, which passes through the ES 2 and the microwave signal switch 6 to the input of the measuring receiver 14, where it is processed, digitized and transmitted via the data bus 15 to the operator's workstation 10. Data from the measuring receiver 14 is displayed in the form of a frequency dependences of the amplitude of the acting EMF on the EUT 1 and the voltage at the input of the measuring receiver 14. This makes it possible to assess the level of the radiated susceptibility of the EUT to EMI on the AIC. Electric circuit of direct current (useful signal) flow through EUT 1: simulator of storage battery 4, modal filter 5, ES 2, IO 1, ES 2, modal filter 3, load simulator 5. Electric circuit of flow of alternating current (interference signal): generator Microwave 12, power amplifier 13, microwave signal switch 6, phase shifter / phase splitter 7, strip line device or climatic shielded chamber 8, IO 1, ES 2, microwave signal switch 6, measuring receiver 14.

В режиме «оценка уровня излучаемой помехоэмиссий ЭМП от ИО» ИО 1 подключается к имитаторам аккумуляторной батареи 4 и нагрузки 5 через ЭС 2 и модальные фильтры 3. При этом отличительной особенностью данного режима является коммутация группы СВЧ сигналов таким образом, чтобы сигнал помехи от генератора 12 и усилителя мощности 13 СВЧ-сигнала подводится к ИО 1 через ЭС 2. Излучаемая помеха от ИО 1 посредствам электромагнитных связей наводит ток на полосковых структурах полосковой линии или климатической экранированной камеры 8, который через фазовращатель/фазоращепитель 7 и коммутатор СВЧ сигналов 6 приходит на вход измерительного приемника 14, посредством которого обрабатывается, оцифровывается и передается по шине данных 15 на АРМ оператора 10. Данные отображаются на АРМ оператора 10 в виде частотной зависимости амплитуды наводимого ЭМП на полосковые структуры устройства 8 и напряжения подводимого к ИО 1 от коммутатора СВЧ-сигналов 6. Это дает возможность на АПК проводить оценку уровня излучаемой помехоэмиссий ЭМП от ИО. Электрическая цепь протекания постоянных токов (полезного сигнала) через ИО 1 остается неизменной, а электрическая цепь для переменных токов (помехового сигнала) включает генератор СВЧ 12, усилитель мощности 13, коммутатор СВЧ-сигналов 6, ЭС 2, ИО 1, ЭС 2, полосковая линия или климатическая экранированная камера 8, фазовращатель/фазоращепитель 7, коммутатор СВЧ сигналов 6, измерительный приемник 14.In the mode "assessment of the level of radiated noise emissions of EMF from EUT" EUT 1 is connected to simulators of storage battery 4 and load 5 through ES 2 and modal filters 3. At the same time, a distinctive feature of this mode is switching a group of microwave signals in such a way that the interference signal from generator 12 and the power amplifier 13 of the microwave signal is supplied to the EUT 1 through ES 2. The radiated interference from the EUT 1 by means of electromagnetic links induces a current on the strip structures of the strip line or climatic shielded chamber 8, which through the phase shifter / phase splitter 7 and the switch of microwave signals 6 comes to the input measuring receiver 14, through which it is processed, digitized and transmitted over the data bus 15 to the operator's workstation 10. The data is displayed on the operator's workstation 10 in the form of a frequency dependence of the amplitude of the induced EMF on the strip structures of the device 8 and the voltage supplied to the EUT 1 from the microwave signal switch 6 . This makes it possible for the agro-industrial complex to assess the level the radiated EMI emissions from the EUT. The electrical circuit for the flow of direct currents (useful signal) through the EUT 1 remains unchanged, and the electrical circuit for alternating currents (interference signal) includes a microwave generator 12, a power amplifier 13, a microwave signal switch 6, ES 2, IO 1, ES 2, strip line or climatic screened chamber 8, phase shifter / phase splitter 7, microwave signal switch 6, measuring receiver 14.

В режиме «оценка уровня кондуктивной восприимчивости ИО» ИО 1 подключается аналогично к имитаторам аккумуляторной батареи 4 и нагрузки 5 через эквиваленты сети ЭС 2 и модальные фильтры 3. Отличительной особенностью данного режима является коммутация группы СВЧ сигналов таким образом, что сигнал помехи от генератора 12 и усилителя мощности 13 СВЧ-сигналов подводится к ИО 1 через первый ЭС 2 и модальный фильтр 3, расположенные со стороны имитатора аккумуляторной батареи 4. Помеха проходит через ИО 1 и снимается со второго ЭС 2, расположенного со стороны имитатора нагрузки 5, через коммутатор СВЧ сигналов 6 измерительным приемником 14, которым сигнал помехи обрабатывается, оцифровывается и передается по шине данных 15 на АРМ оператора 10. Данные отображаются в виде частотной зависимости отношения амплитуд входного и выходного сигналов помехи с ИО 1, тем самым на АПК проводят «оценку уровня кондуктивной восприимчивости ИО к заданному уровню сигнала помехи». Электрическая цепь протекания постоянного тока (полезного сигнала) через ИО 1 остается неизменной, а электрическая цепь для переменного тока (помехового сигнала) включает генератор СВЧ 12, усилитель мощности СВЧ 13, коммутатор СВЧ-сигналов 6, ЭС 2, ИО 1, ЭС 2, коммутатор СВЧ сигналов 6, измерительный приемник 14.In the mode "assessment of the level of conductive susceptibility of the EUT" EUT 1 is connected similarly to simulators of storage battery 4 and load 5 through the equivalents of the ES 2 network and modal filters 3. A distinctive feature of this mode is the switching of a group of microwave signals in such a way that the interference signal from the generator 12 and power amplifier 13 microwave signals is supplied to the EUT 1 through the first ES 2 and modal filter 3 located on the side of the battery simulator 4. The interference passes through the EUT 1 and is removed from the second ES 2 located on the side of the load simulator 5 through the microwave signal switch 6 by a measuring receiver 14, with which the interference signal is processed, digitized and transmitted via the data bus 15 to the operator's automated workstation 10. The data is displayed as a frequency dependence of the ratio of the amplitudes of the input and output interference signals from the EUT 1, thereby the “assessment of the level of the conductive susceptibility of the EUT to the set level of the interference signal ". The electric circuit of the direct current (useful signal) through the IO 1 remains unchanged, and the electric circuit for the alternating current (interference signal) includes a microwave generator 12, a microwave power amplifier 13, a microwave signal switch 6, ES 2, IO 1, ES 2, microwave signal switch 6, measuring receiver 14.

В режиме «оценка уровня восприимчивости ИО к воздействию ЭСР» ИО 1 подключается аналогично к имитаторам аккумуляторной батареи 4 и нагрузки 5 через ЭС 2 и модальные фильтры 3. Отличительной особенностью данного режима является коммутация группы СВЧ сигналов таким образом, что при воздействии имитатором ЭСР 11 на ИО 1 ток ЭСР распространяется по экранирующим электромагнитным барьерам ИО 1 и, за счет электромагнитных связей, наводит на электрические проводники ток помехи, которая проходит через ЭС 2, коммутатор СВЧ сигналов 6 и попадает на вход измерительного приемника 14, которым сигнал помехи обрабатывается, оцифровывается и передается по шине данных 15 на АРМ оператора 10. Данные отображаются в спектральном виде, что свидетельствует об уровне восприимчивости ИО 1 к воздействию ЭСР, тем самым при помощи АПК проводят «оценку уровня восприимчивости ИО к ЭСР». Электрическая цепь протекания постоянного тока (полезного сигнала) через ИО 1 остается неизменной, а электрическая цепь протекания токов ЭСР (помехового сигнала) включает имитатор ЭСР 11, ИО 1, ЭС 2, коммутатор СВЧ-сигналов 6, измерительный приемник 14.In the mode "assessment of the level of EUT susceptibility to ESD impact" EUT 1 is connected similarly to simulators of storage battery 4 and load 5 through ES 2 and modal filters 3. A distinctive feature of this mode is the switching of a group of microwave signals in such a way that when exposed to a simulator ESD 11 on EUT 1, the ESD current spreads along the shielding electromagnetic barriers EUT 1 and, due to electromagnetic connections, induces an interference current on the electrical conductors, which passes through the ES 2, the microwave signal switch 6 and enters the input of the measuring receiver 14, which processes the interference signal, digitizes and is transmitted via the data bus 15 to the operator's workstation 10. The data are displayed in a spectral form, which indicates the level of the EUT 1 susceptibility to the effects of ESD, thereby, using the AIC, a "assessment of the EUT susceptibility level to ESD" is carried out. The electric circuit of direct current (useful signal) flow through the IO 1 remains unchanged, and the electric circuit of the ESD currents (interference signal) includes the ESD simulator 11, IO 1, ES 2, the microwave signal switch 6, the measuring receiver 14.

Claims

A hardware and software complex for synthesis and testing of an optimal high-voltage power supply network, containing a test object, measuring instruments, a switch, a battery simulation unit, a load simulation unit, a control computer for storing a database and programs of the complex, connected by its own controller with an Ethernet interface with blocks and devices by means of its own Ethernet controllers, characterized in that it contains a high-frequency switch, the input and output ports of which are connected to the input and output ports of a block of measuring instruments, consisting of a high-frequency generator, a power amplifier, a measuring receiver, a network equivalent and a climate screened chamber or strip lines that are sources or receivers of an interfering signal, conductively or radiatedly affecting the test object, connected to simulators of a battery and load, through at least one modal line tp and network equivalent, allowing to prevent the interference signal from entering the simulators and to bring the interference signal to the switch for display on the measuring receiver, which is connected to the control computer using its own Ethernet controller, containing specialized software that allows the interference signal to be displayed, as well as to design the tested object, operating with the electrical and geometric parameters of the conductors of the transmission line segments, analyzing their mutual influences and using a database of interference signals with the mathematical apparatus of N-norms, which makes it possible to assess the attenuation of the interference signal by the test object.