2015 г.

Цели освоения дисциплины

Целью учебной дисциплины является:

Получение знаний в обеспечении ЭМС радиоэлектронной аппаратуры, как между собой, так и с любыми преобразователями электрической энергии, находящимися в непосредственной близости или подключенными к общему источнику питания. Изучение вопросов обеспечения стойкости устройств к внешним воздействиям наносекундной и микросекундной длительности, а также их стойкости к электростатическим разрядам. Изучение распространения паразитных электромагнитных помех как по цепям питания, управления и нагрузки, так и посредством воздействия электромагнитным полем индукции от преобразователей электрической энергии. Изучение частотных зависимостей и величин излучаемой энергии базовыми элементами устройств преоб­разовательной техники.

Место дисциплины в структуре ООП

Курс «Электромагнитная совместимость электронных устройств» входит в вариативную часть профессиональных дисциплин подготовки магистров направления 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника».

Пререквизитом данной дисциплины является М1.В1. «Электронные промышленные устройства», которая преподается во втором семестре. Параллельно изучается дисциплина М2.В.1.2. «Модуляционные формирователи напряжения и тока». Кореквизитом данной дисциплины является М3.1 «Научно-исследовательская работа в семестре».

Результаты освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен/будет:

Знать: - пути, характер и распространение электромагнитных помех;

    способы борьбы с электромагнитными помехами; способы защиты от электромагнитных помех; методики и типы испытаний устройств преобразовательной техники на ЭМС; приборы для измерения индустриальных радиопомех.

Уметь: - локализовать источники электромагнитных помех;

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
    определять спектральный состав электромагнитных помех;

- пользоваться существующими методами борьбы с электромаг­нитными помехами;

Владеть: - специализированным оборудованием для измерения и анализа электромагнитных помех;

    методами оценки электромагнитной обстановки и способами борьбы с электромагнитными помехами; нормативной документацией по ЭМС.

В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:

Универсальные (общекультурные) -
    способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно - производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);
Профессиональные -
    способность понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3); готовность осваивать принципы планирования и методы автоматизации эксперимента на основе информационно - измерительных комплексов как средство повышения точности и снижения затрат на его прове­дение, овладевать навыками измерений в реальном времени (ПК-18); способность к организации и проведению экспериментальным иссле­дованиям с применением современных средств и методов (ПК-19); способность делать научно обоснованные выводы по результатам тео­ретических и экспериментальных исследований, давать рекомендации по совершенствованию устройств и систем, готовить научные публика­ции и заявки на изобретения (ПК-20);

В соответствии с требованиями ООП освоение дисциплины (модуля)  направлено на формирование у студентов следующих компетенций (результатов обучения),  в т. ч. в соответствии с ФГОС:

    Таблица 1 Составляющие результатов обучения, которые будут получены при изучении данной дисциплины

Результаты

обучения

(компетенции из ФГОС)

Составляющие результатов обучения

Код

Знания

Код

Умения

Код

Владение

опытом

Р1

ОК-2, ПК-3

З1.1

Знать пути, характер и распространение электромагнитных помех; способы борьбы с электромагнитными помехами; способы защиты от электромагнитных помех; методики и типы испытаний устройств преобразовательной техники на ЭМС;

приборы для измерения индустриальных радиопомех

У1.1

Уметь локализовать источники электромагнитных помех; определять спектральный состав электромагнитных помех;  пользоваться существующими методами борьбы с электромаг­нитными помехами;

В1.1

Владеть опытом использования специализированным оборудованием для измерения и анализа электромагнитных помех; методами оценки электромагнитной обстановки и способами борьбы с электромагнитными помехами; нормативной документацией по ЭМС

Р3

ПК-18, ПК-19, ПК-20

З3.1

Знать современное состояние, теоретические и экспериментальные работы  в профильной  области, явления и методы исследований.

У3.1

Уметь выбирать методы и средства решения сформулированных задач на основе анализа научно-технической информации

В3.1

Владеть опытом научно-исследовательской и проектной деятельности в области электронной техники

В результате освоения дисциплины «Электромагнитная совместимость электронных устройств» студентом должны быть достигнуты следующие результаты:

    Таблица 2 Планируемые результаты освоения дисциплины

№ п/п

Результат

РД1

Знать физические основы влияния электромагнитных полей на электрические цепи

РД2

Знать современное состояние, теоретические и экспериментальные работы в области борьбы с электромагнитными помехами


Структура и содержание дисциплины

Раздел 1. Предмет, цель и структура курса электромагнитной со­вместимости. Основные термины и определения в области электромаг­нитной совместимости и помехоустойчивости технических средств

Раздел 2. Электромагнитная совместимость технических средств и их ранжирование. Электромагнитная совместимость технических средств и их ранжирование по уровням электромагнитных воздействий и по частотным спектрам. Несущие частоты и спектры идеальных и ре­альных преобразователей электрической энергии. Влияние полосы про­пускания на измеряемый уровень радиопомех. Ряды Фурье и расчет ам­плитудных коэффициентов Фурье.

Практические занятия (семинары):

2.1.Несущие частоты и спектры преобразователей электрической энер­гии

2.2. Одно-ключевой понижающий преобразователь

2.3.Управляемый выпрямитель

Лабораторные работы

Приборы и комплексы для испытаний на электромагнитную совмес­тимость

Раздел 3. Распространение электромагнитных помех. Распростра­нение электромагнитных помех по портам питания, управления, нагру­зок и посредством индукционных наводок через электромагнитное по­ле. Методики и типы испытаний на определение параметров электро­магнитной совместимости и помехоустойчивости технических средств.

.Испытательное оборудование на электромагнитную совмести­мость и помехоустойчивость устройств преобразовательной техники

Практические занятия (семинары):

Методики и типы испытаний

Кондуктивной электромагнитной эмиссии Индуктивной электромагнитной эмиссии Помехоустойчивости устройств преобразовательной техники

Лабораторные работы

    Исследование на эмиссию индустриальных помех источника пи­тания ВУ по цепям питания(Лр - 1) Испытания устройств электронной техники на устойчивость к импульсным помехам малой длительности(Лр - 2)

Раздел 4. Частотные зависимости базовых элементов схем уст­ройств преобразовательной техники (резисторов, конденсаторов, индук­тивностей, механических контактов реле) Методики и типы испытаний на определение параметров электромагнитной совместимости и поме­хоустойчивости технических средств.

Практические занятия (семинары):

Резисторы Конденсаторы Полупроводниковые элементы Трансформаторы и индуктивности

Лабораторные работы

    Испытание устройств на воздействие электростатических разря­дов (Лр -3) Исследование на эмиссию индустриальных помех электриче­ской машины последовательного возбуждения(Лр - 4)

Раздел 5. Способы борьбы с электромагнитными помехами уст­ройств преобразовательной техники и обеспечение их помехоустойчи­вости Основные виды схем заземления и способы их подключения Эк­ранирование магнитных и электрических и помеховых полей, а также расчет их эффективности. Экранирование коаксиальных кабелей и их подсоединения

Практические занятия (семинары):

Защитное заземление Экранирование

Лабораторные работы

    Испытания устройств электронной техники на устойчивость к импульсным помехам наносекундной длительности(Лр - 5)

Раздел 6.Фильтрация сетевых цепей питания устройств преобра­зовательной техники Сглаживающие фильтры, фильтры дифференци­альных и синфазных составляющих помех, энергетические фильтры

Лабораторные работы

    Исследование гармонического состава сетевого напряжения (Лр

-6)

В таблице 1 приведена структура дисциплины по разделам и видам учебной деятельности с указанием временного ресурса в часах.

Таблица 1.

Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения

Название раздела/темы

Аудиторная работа (час)

СРС

Колл,

Итого

Лек-

Практ./сем.

Лаб. зан.

(час)

Контр. Р.

ции

Занятия


1.Предмет, цель и структура курса электромагнитной совместимости.

2

8

входн.

контр.

9

2. Электромагнитная совместимость технических средств и их ранжирование.

4

4

4

30

Доклад на се - мина - ре. Инд. задание.

40

3. Распространение

электромагнитных

помех

4

4

8

24

Доклад на се­минаре. Защита Лр.

38

4. Частотные зависимости базовых элементов. Методики и типы испытаний

2

4

8

30

Доклад на семинаре. Защита Лр.

43

5. Способы борьбы с

электромагнитными

помехами

2

8

4

30

Доклад на семинаре. Защита Лр. .Инд. задание.

43

6.Фильтрация сетевых цепей питания

2

4

8

30

Защита Лр.

43

Итого

16

24

32

152

216


Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Приводится характеристика всех видов и форм самостоятельной работы студентов, включая текущую и творческую/исследовательскую деятельность студентов:

5.1        Текущая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний

       студента, развитие практических умений:

    работа с лекционным материалом; подготовка к лабораторным занятиям; обзор литературы и электронных источников информации по индивидуально заданной проблеме курса  (рекомендуется в случае недостаточного усвоения материала, а также студентам, пропустившим аудиторные занятия по какой-либо теме); опережающая самостоятельная работа; изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку (используется для тем, не вошедших из-за недостатка времени в лекционный курс, но имеющих непосредственное отношение к данной дисциплине); подготовка к контрольным работам, экзамену.

5.2        Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР):

    поиск, анализ, структурирование информации

5.3        Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей. В частности, предусмотрена процедура защиты лабораторных работ.

5.4        Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

    основная литература:
Г. и др. Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу : «Электромагнитная совместимость устройств промышленной электроники».- Томск. 2007.- 64с. и др. Руководство к организации самостоятельной работы по курсу: «Электромагнитная совместимость устройств про­мышленной электроники».- Томск. 2007.- 46с.
    дополнительная литература:

1. ГОСТ Р 51319-99. Совместимость технических средств элек­тромагнитная. Приборы для измерения индустриальных радиопомех. Технические требования и методы испытаний.- М.: Госстандарт РФ, 1999.- 65 с. http://gostandsnip. ru

Зиновьев силовой электроники: Учеб, пособие. - Изд. 2-е, испр. и доп. - Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2003. - 664 с. ГОСТ Р 51320-99. Совместимость технических средств элек­тромагнитная. Радиопомехи индустриальные. Методы испытаний тех­нических средств - источников индустриальных радиопомех. - М.: Госстандарт РФ, 1999. http://gostandsnip. ru

6. Средства текущей и промежуточной оценки качества освоения дисциплины

Оценка качества освоения дисциплины производится по результатам следующих контролирующих мероприятий:


Контролирующие мероприятия

Результаты обучения по дисциплине

Защита лабораторных работ

РД1

Контрольная работа

РД2

Экзамен

РД1, РД2

ПРИМЕРЫ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ БИЛЕТОВ

Билет №1

Несущие частоты, спектры идеальных и реальных преобразователей электрической энергии. Микросекундные помехи большой энергии, их воздействие и спосо­бы борьбы в электронных устройствах. Источники эмитирования помех.

Билет №13

Электромагнитная совместимость систем. Наносекундные помехи, их воздействие и способы борьбы в элек­тронных устройствах. Защитное экранирование устройств.


7. Рейтинг качества освоения дисциплины

Оценка качества освоения дисциплины в ходе текущей и промежуточной аттестации обучающихся осуществляется в соответствии с «Положением о проведении текущего оценивания и промежуточной аттестации в ТПУ" в действующей редакции, утвержденным приказом ректора.

В соответствии с «Календарным планом изучения дисциплины»:

    текущая аттестация (оценка усвоения теоретического материала (ответы на вопросы и др.) и результаты практической деятельности (решение задач, выполнение заданий и др.) производится в течение семестра (оценивается в баллах – максимально 60 баллов), к моменту завершения семестра студент должен набрать не менее 33 баллов); промежуточная аттестация (экзамен, зачет) производится в конце семестра (оценивается в баллах – максимально 40 баллов), на экзамене (зачете) студент должен набрать не менее 22 баллов).

Итоговый рейтинг по дисциплине определяется суммированием баллов, полученных в ходе текущей и промежуточной аттестаций. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.

.

8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

    основная литература:
Селяев совместимость устройств про­мышленной электроники: Учебное пособие.- Томск: ТУСУР, 2011.- 245с. Газизов совместимость и безопасность радиоэлектронной аппаратуры: Учебное пособие. — Томск: «ТМЛ - Пресс», 2010. - 256с.
    дополнительная литература:

1. ГОСТ Р 51319-99. Совместимость технических средств элек­тромагнитная. Приборы для измерения индустриальных радиопомех. Технические требования и методы испытаний.- М.: Госстандарт РФ, 1999.- 65 с. http://gostandsnip. ru

Зиновьев силовой электроники: Учеб, пособие. - Изд. 2-е, испр. и доп. - Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2003. - 664 с. ГОСТ Р 51320-99. Совместимость технических средств элек­тромагнитная. Радиопомехи индустриальные. Методы испытаний тех­нических средств - источников индустриальных радиопомех. - М.: Госстандарт РФ, 1999. http://gostandsnip. ru Для обеспечения дисциплины используются следующие УМП: Г. и др. Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу : «Электромагнитная совместимость устройств промышленной электроники».- Томск. 2007.- 64с. . и др. Руководство к организации самостоятельной работы по курсу: «Электромагнитная совместимость устройств про­мышленной электроники».- Томск. 2007.- 46с. . программное обеспечение и Internet-ресурсы:

Составляющие пакета Microsoft Office (Word, Excel),

базы данных, информационно-справочные и поисковые системы plexdoc. ru,http://gostandsnip. ru

9.Материально-техническое обеспечение дисциплины

Автоматизированное рабочее место АРМ-2, комплект FSM-11, ком­плект FSM-8.5, испытательные генераторы импульсных помех ИГН - 4.1м, ИГМ-4.1, испытательный генератор электростатических разрядов ИГЭ-15.2, макеты лабораторных работ 1,2,3,4,5,6.

Лабораторный практикум необходимо проводить в специализиро­ванной лаборатории экранированной о т внешних воздействий. Этому требованию отвечает лаборатория электромагнитной совместимости кафедры ПрЭ-030, корпуса ФЭТ.

При выполнении индивидуального задания необходимо пользоваться справочным информационным порталом plexdoc. ru http://gostandsnip. ru, для выделения необходимых параметров и методик в соответствии с ГОСТами по электромагнитной совместимости.

Программа составлена на основе СУОС ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению подготовки 11.04.04 ЭЛЕКТРОНИКА И НАНОЭЛЕКТРОНИКА и профилю «Электронные системы контроля, управления, диагностики в технике и медицине».

Программа одобрена на заседании кафедры промышленной и медицинской электроники  Института неразрушающего контроля

(протокол № 12.15 от «19» июня 2015г.)

Автор: к. т.н. доцент

Рецензент(ы)