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