Devre Kartları Üzerinden Sistem Mühendisliği:

​

• Devre kartları açısından sistem mühendisliği; ticari ve askeri sistemlerin EMC yaklaşımlarında farklılıklar söz konusudur. Çoğu ticari tasarım, devre kartı tasarımına odaklanır ve ardından gerektiğinde koruma uygular. Bununla birlikte, askeri sistemler, devre kartları üzerindeki korumayı (ve diğer sistem tasarım sorunlarını) vurgulayarak, ters yaklaşımı benimser.

​

• Bu ince farkın, ticari elektronikten askeri elektroniğe geçen tasarımcılar için hayal kırıklığına neden olduğunu gördüm. Yeni şirketinin onu neden işe aldığını sorgulayan genç bir EMC mühendisini hatırlıyorum. Dediği gibi, “Burada tek endişeleri topraklama, ekranlama ve kablolar. Devre kartı deneyimimi bile kullanmıyorlar. "Ona EMC deneyiminin gerçekten çok değerli olduğunu temin ettikten sonra çok daha iyi hissetti - sadece odak noktası farklıydı.

​

• Askeri sistemlerin çoğu zaten metal muhafazalardadır. Bu nedenle, ekranlama, önemli bir EMC tasarım yaklaşımı haline gelir. Dahası, birçok askeri sistem yerleşik denetleyiciler kullanır ve en yeni ve en yüksek hızlara ve ham performansa ihtiyaç duymaz.

​

• Sonuç olarak, sistem tasarımına daha fazla vurgu yapılır ve devre kartı tasarımına daha az vurgu yapılır. (Yine de askeri elektronikler için, iyi EMC devre kartı tasarım uygulamalarını kesinlikle öneriyoruz.)

​

​

Arayüzler üzerinden sistem tasarımı (Genellikle sistem tasarım çözümleri arayüzler etrafında döner):

​

• GÜÇ / Bu bir enerji arayüzüdür. Bu arayüzün tasarım koruması, tipik olarak pasif devreleri (filtreler ve geçici koruma) aktif güç kaynağı devreleriyle birleştirir. Amaç, değişen giriş koşulları altında temiz düzenlenmiş çıkış gücü sağlamaktır. Güç için bant genişliği düşük olduğundan, giriş gücü kabloları genellikle korumasızdır.

​

• SİNYAL / Bu bir bilgi(data) arayüzüdür. Bu arayüzün tasarım koruması, tipik olarak pasif devrelerin (filtreler ve geçici koruma) aktif I / O devre tasarımı ile bir kombinasyonunu içerir. Bant genişliği gereksinimleri nedeniyle, filtreleme genellikle harici kablo korumasıyla ve hatta fiber optiklerle yapılır. Böylece, kablolar ve konektörler, belirli I / O devreleriyle birlikte bu arayüzün önemli bir parçası haline gelir.

​

• TOPRAKLAMA / Bu öncelikle bir güvenlik arayüzüdür. Ancak aynı zamanda güç ve sinyal arayüzlerini de etkiler. Buradaki birincil strateji topoloji kontrolüdür. Analog sensörler ve giriş gücü gibi düşük frekans devreleri için tek noktalı topraklar tercih edilir. Çok noktalı topraklar, dijital ve RF devreleri gibi yüksek frekanslı devreler için tercih edilir. Hibrit topraklama yaklaşımları (topraklama yollarını ve bağlantıları frekansa bağımlı hale getirmek için kapasitörler ve indüktörler kullanarak), genellikle her iki tür devre veya tehdit mevcut olduğunda kullanılır.

​

• EKRANLAMA / Bu bir elektromanyetik alan arayüzüdür. Bu genellikle çift yönlüdür ve harici elektromanyetik alanlara (duyarlılık) karşı koruma sağlarken dahili elektromanyetik alanları (emisyonları) içerecek şekilde tasarlanmıştır. Tasarım stratejileri metalik muhafazaları içerir ve ardından herhangi bir girintiyi veya süreksizliği conta, perdeleme ve filtrelerle sızdırmaz hale getirir.

​

​

Arayüzlere ek olarak risk yönetimi, EMC sistemleri tasarımı için önemli bir husustur. Bu, birkaç yolla gerçekleştirilir:

​

• TASARIM İNCELEMELERİ / Çoğu askeri program, kritik dönemeçlerde resmi tasarım incelemelerini içeren ayrıntılı bir tasarım prosedürünü takip eder. Ek tasarım kontrol noktaları da kullanılabilir. Genellikle özel EMC incelemelerini tavsiye ederiz. Bunlar kısa olabilir, ancak potansiyel EMC sorunlarını tasarım sürecinin erken aşamalarında ortaya çıkarmada yardımcı olabilir.

​

• MÜHENDİSLİK TESTLERİ VE ANALİZİ / Birçok askeri program, tasarım yaklaşımlarını doğrulamak için tasarım süreci boyunca test ve analize bağlıdır. Bunu kesinlikle teşvik ediyoruz.

​

• BELGELER / Çoğu askeri programın zorunlu dokümantasyon gereksinimleri vardır. Bunlar tipik olarak bir EMC Kontrol Planı ve EMC Test Planı ve bir EMC Test Raporunu içerir. Üçü de süreci belgelemek ve yüklenici ile müşteriler arasındaki iletişim araçları olarak kullanılır. Evet, çoğu mühendisin dokümantasyonu sevmediğini biliyoruz. Ancak bu, EMC sistemleri tasarım sürecinin çok önemli bir parçasıdır.

​

​

Görevin Başarısı, maliyetten daha önemlidir:

​

• Tüm bu tasarım çabası, analiz, test ve dokümantasyon maliyeti; 1$ lık basit bir çekicin maliyetini 100$’ lık çekice dönüştürebilir. Bu da yönetim kademesinde maliyetle ilgili şikayetlere yol açabilir. Yöneticiler, maliyetin artmasını istememesine rağmen, ekstra maliyetler genellikle çıkmaktadır. Dahası, çoğu askeri sistem nispeten düşük hacimlere sahip olduğundan, fazladan mühendislik ve test maliyetlerini amorti edecek daha az birim vardır!

​

• Askeri teçhizat, tasarlandığı şekilde ve gerektiğinde çalışmalıdır. Güvenilirlik çok önemlidir. Örneğin, fırlatıldıktan sonra bir füze veya torpido üzerindeki gücü kapatamaz veya sıfırlama düğmesine basamazsınız. Dahası, onların arkasını dönüp eve dönmelerini istemezsiniz.

​

• Gerçek sonuç maliyet değil, görevin başarısıdır.

​

• Unutmayın! Hayatlar genellikle tehlikede. Askerlerimiz ve zarar gören sivillerimiz, sunabileceğimiz mutlak en iyi mühendisliği hak ediyor.

​

​

Sonuçlar:

​

• Askeri EMC, ticari EMC’ den farklıdır. Birden çok tehdidin bulunduğu, dikkate alınması gereken birden çok ortam vardır. Bunlar genellikle ticari tehditlerden çok daha ciddidir.

​

• Karmaşık askeri sistemler, sistem mühendisliği yaklaşımını gerektirir. Odak noktası genellikle devre kartları yerine arabirimlerdir(interface).

​

• Tasarım incelemeleri ve dokümantasyon, herkesin işin içinde ve programda kalması için kritik önem taşır.

​

• Görev başarısı maliyetlerden üstündür ve güvenilirlik çok önemlidir.

​

• Askeri ve ticari uçak operasyonları; motor kontrolleri, uçuş yüzey kontrolleri, kokpit ekranları, sensör verileri (yani askeri hedefleme, erken uyarı, karşı önlemler, uçuş ortamı), iletişim ve navigasyon gibi otomatik sistemler sağlamak için dijital elektroniklerin kullanımını artmaktadır. Bu eğilim, EMI duyarlılığını çeşitli şekillerde artırır. İlk olarak, ister analog ister dijital olsun, ilave yerleşik elektronik sistemler, EMI olasılığını artırır.

​

• İkinci olarak; dijital sistemler, doğaları gereği, komşu sistemleri, özellikle radyolar gibi analog sistemleri etkileyebilecek yüksek frekanslarda elektromanyetik enerji yayma olasılığının artmasını sağlar.

​

• Üçüncü olarak; otomatik dijital sistemler yalnızca kritik mekanik, hidrolik veya analog sistemlerin değil, aynı zamanda insan arayüzünün de yerini almıştır. Güç kapatma; B-52, Blackhawk, Apache ve F-16 vakalarında EMI duyarlılığı, hem görev açısından kritik hem de insan güvenliği sorunu haline geldiği belirtilmektedir.

​

• Öncelikle potansiyel EMI sorunlarını ortadan kaldırmak için optik fiber kullanan gelişmiş sistemler bile EMI için dikkatlice kontrol edilmeli ve test edilmelidir. Fiber optik sistemlerin, fiber sistem içindeki zayıf ara bağlantıların varlığı nedeniyle HIRF(High Intensity Radiated Field) EMI’ ye duyarlı olduğu kanıtlanmıştır.

​

• Üçüncü büyük eğilim, elektromanyetik ortamın (EME/ ElectroMagnetic Environment) artan kirliliğidir.Radyo, TV, mikrodalga, uçak güç sistemleri, uçak ve otomobil elektroniği, yıldırım, elektronik harp sistemleri, cep telefonları, personel iletişim sistemleri, doğrudan yayın sistemleri ve uzaktan algılama sistemleri (dünya çapında askeri ve bilimsel uydu sistemleri ile uzayın radar gözetimi) ) hepsi bu kirliliğe katkıda bulunur. Bu nedenle; EMC personeli, elektromanyetik ortamın sürekli artan küresel kirliliğinin, elektronik sistemler üzerindeki potansiyel etkilerini, özenle değerlendirmeye devam etmelidir.