Aktuell Tidsperiod
 

 

                  /--------------------------------/
--|----|----|----|----|----|----|----|----|----|--
      1950      1960      1970      1980      1990

 

 

Mina 40 år med elektronikutveckling i Arboga
 

Mot slutet som EMC-specialist för att jaga störningar och lära oss att undvika dem.

 

Skrivet av Göran Gustafsson AEF

INNEHÅLL
Nostalgi
Krav
Tillfälle
Min verksamhet
Analog utveckling
Digital utveckling
EMC-problem
EMC-kunnande
EU krav
Mitt EMC-deltagande
Det var då det
Förklaringar

  

 

Utrustning för automatisk resistansmätning

Wheatstonebrygga

Utrustning för automatisk resistansmätning, R<10W.

Kretskort tidigt 60-tal.

 

 

 

 

 

Handtejpat underlag till dubbelsidigt mönsterkort

Mönsterkortslayout

Handtejpat underlag till dubbelsidigt mönsterkort.

Tidpunkt 70-talet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Skärmade komponenter

Kretskort, förstärkare

Skärmade komponenter.

Robotmodifiering, 70-talet.

 

 

 

 

 

 

 

 

Kalibreringspulsgenerator

KPG-8

Kalibreringspulsgenerator för kalibrering av oscilloskops svepgenerator (tidbas).

Större bild.

 

 

Distansindikator (DME).

ANI-048

Distansindikator (DME).

Installerad i flygplan J35 Draken.

(Beställare Finska flygvapnet.)

Större bild.

 

 

 

 

 

 

 

Kalibreringsgenerator för radar

KPG-9

Kalibreringsgenerator för radar PPI. Avståndskalibreringar i nm eller km. (Marinens PPI)

Större bild.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MPE (Multiprocessorenhet)

MPE (Multiprocessorenhet)

”Vapendatorn”, modifiering av

CK37 till flygplan AJS37 Viggen.

(Uppfyller MIL-STD-461D)

Större bild.

 

 

Nostalgi

Ibland blir man nostalgisk  när man tänker tillbaka och funderar över hur verksamheten var vid CVA när det gäller EMC. Jag har också nöjet att vara medlem i AEF och träffa före detta arbetskamrater och många andra kollegor inom detta område. Sådana träffar ger återblickar i hur det var på den tiden.

 

Krav

EMC-kraven började att  komma in i militära apparater och utrustningar i slutet av 60-talet. Det första flygplanet var Draken J35, som hade ett litet och elementärt EMC-krav på en del av avioniksystemen. Sedan när Viggen JA37/AJ37 kom ökade omfattningen och kraven avsevärt. Kravet var då att uppfylla MIL-STD-461, som började att gälla mer och mer. (MIL-STD-461 A gavs ut omkring 1968-1969.) Svenska Flygvapnets krav var alltid refererat till denna standard som då gällde generellt.

 

Tillfälle

Vid ett sådant här tillfälle hör det till att göra återblickar och en kortfattad ”historiebeskrivning” av olika apparater och system, som utvecklades och tillverkades vid CVA/FFV Aerotech. Det är inte utan att man blir stolt över att ha fått vara med att utveckla dåtidens elektronikapparater.

 

Min verksamhet

Kortfattad ”historiebeskrivning”.

Jag började vid CVA 1963 på avdelning 278, som då jobbade med instrumentunderhåll. Vid den tiden fanns ett behov av att kunna kalibrera enklare instrument ute på flottiljerna och vid några andra verkstäder. Jag fick i uppdrag att ta fram en utrustning för detta behov. Resursen blev en  Instrumentprovbänk, som tillverkades i 20-25 exemplar.

Sedan fortsatte jag med en avancerad provutrustning för robot RB68:s zonrör, som sedermera placerades vid Telub i Växjö. (RB68 Bloodhound)

 

Analog utveckling

Nu kan man fråga sig vad dessa utrustningar har med EMC att göra. Nästan ingenting!

 

Jag fortsatte sedan med att konstruera analoga kretsar, kretskort  och apparater för modifieringar och kompletteringar av elektronikapparater, flygplansapparater och markutrustningar.

Linjära operationsförstärkare, optoelektronikkomponenter, effekthalvledare, m.fl. användes allt oftare. Stora framsteg gjordes när halvledarna tillverkades av kisel. Då minskade temperaturdriften avsevärt på grund av att läckströmmarna minskade kraftigt. Vid den tidpunkten, 70-talet, kom också EMC-kraven, som måste uppfyllas. Dessutom ska apparaterna klara ett godkänt typprov för krävande miljöer. (Typprovet omfattar mekaniska-, klimat- och EMC- krav. Godkänt typprov krävs för militära apparater och utrustningar. I synnerhet om de ska installeras i flygplan.)

 

Digital utveckling

Nu är vi framme vid den tid då digitala integrerande kretsar  börjar att användas. De första kretsarna var av TTL- utförande och tillverkades av Texas Instrument. Den vanligaste kretsfamiljen var 74XX, som tillverkades i Dual- In- Line-utförande. Den kom snabbt ut med ett stort utbud av olika logikfunktioner, vilket gjorde den populär.

(Andra tillverkare som hoppade på tåget var National Semiconductor, Motorola, Philips m.fl.)

Tyvärr var kretsfamiljerna 74XX och 54XX effektslukande och utvecklade värme. så att apparaterna oftast måste förses med kylflänsar eller kylluft.

 

Tekniken gick framåt och sedermera kom CMOS-kretsarna, som gjorde att logikfamiljerna blev ännu större och snabbare samtidigt som effektförbrukningen minskade. (En avancerad CMOS-krets kan innehålla ett stort antal transistorelement på en liten kiselyta, ”wafers”. Ett sådant chip kan innehålla 5000-10000 transistorfunktioner och kapseln kan ha 100-200 st. anslutningsterminaler. (För hål- eller ytmontering.)

 

EMC-problem

Dessa snabba kretsar, som ”styrs” med höga klockfrekvenser genererar oftast störningar. Pulsernas stig- och falltider är korta och innehåller frekvenskomponenter, som ligger högt ovanför klockpulsens pulsfrekvens (PRF). Här kommer problemen med störande emission, som kan vara ledningsbunden eller i form av strålning. Dessa EMC-problem måste hanteras optimalt för att klara EMC-kraven.

Eftersom CMOS-kretsarna har extremt hög impedans är de känsliga för statisk elektricitet (ESD). Kretsarna kan ta skada vid ESD-urladdningar och måste därför hanteras på ett speciellt sätt. ESD-skydd och rutiner infördes vid berörda verkstäder.

 

Det finns flera orsaker, som genererar störningar t.ex. transienter, felaktiga kretskortslayouter, högfrekventa klockoscillatorer, kapacitiva- och induktiva kopplingar, snabba switchfrekvenser på kraftenheter och DC/DC-omvandlare m.fl.

Apparaterna kan också vara känsliga for immunitet, påstrålade elektromagnetiska fält (”störfält”) och överlagrade störningar på signal- och kraftledningar.

Åtgärder, som måste införas, är då att se till att apparaten får ett stabilt jordplan så att kretskort, filter, komponenter, kåpor, skärmar m.m. blir effektivt jordade.

Apparatlådans utformning och ytbehandling har stor betydelse för EMC. Den ska vara ”metallisk tät” och sakna hål och slitsar. Apparatlådan ska fungera som en effektiv yttre skärm för elektromagnetiska vågor och vara försedd med filter för in- och utgående signaler och kraftledningar. Signaltransmission via fiberkabel är utmärkt ur EMC-synpunkt och bör användas vid lämpliga tillfällen.

 

EMC-kunnande

För att uppfylla alla dessa krav krävs att konstruktörer och tillverkare har stor erfarenhet och kunnande av EMI, EMC och ESD.

Utmaningen för mig var att överföra, dvs. förklara och motivera, samt fördela EMC-kraven till i första hand alla hårdvarukonstruktörer och andra inblandade.

Även mjukvarukonstruktörernas inverkan har betydelse ur EMC-synpunkt. En aspekt är att man kan mjukvarufiltrera insignaler, så att transienta förlopp tas bort i medelvärdesbildning exempelvis.

 

Alltså: flera delar av ett företag berörs av EMC.

 

EU krav

Civila apparater, som säljes och användes i Europa, ska också uppfylla EMC-kraven. EMC-kraven gäller dels begränsning av emitterande elektromagnetiska störningar. Dessutom ska de vara tåliga mot utifrån kommande elektromagnetiska störningar. Dessa krav regleras av EMC- Direktivet 89/336/EEC, som blev obligatoriskt 1986. Apparater och utrustningar, som uppfyller EMC-kraven (och ev. andra tillämpliga krav), ska vara CE-mäkta.

 

Mitt EMC-deltagande

Till slut tog EMC-arbetet min fulla tid och utvecklingsarbetet, konstruktörsarbetet och projektledarearbetet m.m. fick tas över av andra.

Så småningom blev jag ”internkonsult” för EMC inom företaget. Nu hade behovet av EMC-kunnande ökat och flera medarbetare engagerades i EMC-verksamheten.

Mitt uppdrag blev också att utbilda och hålla kurser inom EMC så att FFV Aerotechs personal ”hängde med” inom detta område.

Jag har också deltagit i en arbetsgrupp som berörde EMC- frågor för JAS under flera år samt har varit medlem i IEEE i många år.

 

Det var då det

Det var så det började för mig på den gamla goda tiden! Jag kanske får anledning att återkomma till detta intressanta ämne som EMC-specialist. Den största insikten är nog, att EMC är nödvändigt för att saker och ting ska fungera och att kvalitetsnivån på apparaterna höjs avsevärt.

 

Bilder

Bilderna visar några enheter, som utvecklades och tillverkades vid CVA/FFV Aerotech, under åren 1960 till 1990.

 

Förklaringar

EMC: Electromagnetic compatibility.
Elektromagnetisk kompatibilitet är en apparats, utrustnings eller systems förmåga att fungera tillfredsställande i sin elektromagnetiska miljö utan att oacceptabelt påverka annan utrustning.

EMI: Electromagnetic interferens.
Elektromagnetisk störning är komponents, utrustnings eller systems försämrade egenskaper orsakade av elektromagnetiske fenomen.

ESD: Electromagnetic discharge.
Elektrostatisk urladdning sker direkt eller indirekt mot annat föremål. En uppkommen uppladdning kan sedan genom urladdning påverka och skada elektronikkomponenter och apparater.

 

Bilder: Göran Gustafsson, AEF

 

Källor: Personliga dokument och anteckningar från olika projekt och tidpunkter

 

Senast uppdaterad 2011-01-16