Часть 1 – Введение

Вам нужно выбрать экранированный кабель для вашего оборудования, но откуда вы знаете, что выбранный вами экран обеспечит электромагнитная совместимость? Правильно подобранный экран экономичен, сохраняет электромагнитную среду и обеспечивает надлежащую защиту цепей на каждом конце кабеля.
В этой серии из четырех частей мы описываем систематический процесс выбора кабельных экранов, соответствующих вашим конкретным проектным требованиям

Щиты Дополняют фильтрацию

Экранирование кабеля часто необходимо для высокоскоростной передачи цифровых данных и оборудования, работающего в жестких электромагнитных условиях. Экраны также необходимы для контроля излучения от кабелей в оборудовании для преобразования энергии, таком как электроприводы и силовые инверторы.
Фильтрация электромагнитных помех может быть полезна при контроле электромагнитные помехи, но во многих случаях невозможно одновременно удовлетворить требования к электромагнитным помехам и сохранить целостность сигнала с помощью одной только фильтрации. Кабельные экраны играют решающую роль в обеспечении баланса между электромагнитной совместимостью и целостностью сигнала.

Щиты обеспечивают множество Преимуществ

Экранирование кабеля влияет на все четыре аспекта электромагнитных помех.

Кондуктивные помехи – При заземлении на обоих концах экран кабеля обеспечивает обратный путь для синфазного тока. Чистый ток в кабельном пучке обычно намного ниже для экранированного кабеля, чем для неэкранированного кабеля, что приводит к более низкому синфазному напряжению между соединенными цепями и меньшему излучению кабеля.

Излучаемые помехи – Экранирование кабеля – это последняя линия защиты между проводниками кабеля и окружающей средой. Быстро меняющиеся напряжение и ток на проводниках кабеля приводят к излучению. Одной из главных причин использования кабельных экранов является соответствие требованиям к излучению.

Кондуктивная восприимчивость – Также известный как помехозащищенность от проводимости, низкочастотные электромагнитные поля и перекрестные помехи от близлежащих кабелей вызывают шум в неэкранированных кабельных проводниках. Добавление экрана создает барьер, который уменьшает интерференционную связь.

Излучаемая восприимчивость – Кабельные экраны необходимы во многих приложениях для контроля тока и напряжения, индуцируемых на проводниках кабеля внешними источниками радиочастотного поля, такими как широковещательные передатчики, радары, сварочное оборудование и портативные передатчики.

Процесс выбора щита

Выбор подходящего кабельного экрана – это трехэтапный процесс:

• Определите, какой объем экранирования необходим
• Определите экранирующие характеристики потенциального экрана
• Определите, обеспечивает ли экран необходимое экранирование

Хотя эти шаги довольно очевидны, они могут быть непростыми. Этот процесс является предметом трех следующих статей в этой серии из четырех частей

Сколько Экранирования Вам Нужно?

Вы хотите выбрать экран, который обеспечивает достаточное затухание для выполнения работы, без чрезмерного проектирования и добавления ненужных затрат и сложности. Правильный выбор требует знаний о том, сколько энергии излучают кабели. Для этого также требуется информация об уровнях напряжения и тока на проводниках, которые вызывают проблемы в цепях, подключенных кабелем.

Цепи, подключенные к проводникам кабеля, обуславливают необходимость обеспечения эффективности экранирования. По сути, вам нужно знать, сколько шума цепи создают на проводниках, и вам нужно знать пороги восприимчивости этих цепей.

Поймите ваши требования к электромагнитным помехам. Каждый продукт соответствует требованиям EMI и должен пройти Тесты на электромагнитные помехи для продажи на рынке или доставки конечному потребителю. Зная, как ваш продукт справляется с каждым требованием при использовании неэкранированных кабелей, вы узнаете, какая степень экранирования кабеля необходима. Без этого знания вы только догадываетесь.

Одним из способов оценки эффективности электромагнитных помех является тестирование оборудования с помощью неэкранированных кабелей, что обычно является дорогостоящим мероприятием. В качестве альтернативы вы можете проанализировать систему с помощью программного обеспечения. Программный подход позволяет относительно быстро смоделировать дизайн с минимальными затратами на тестирование. Кроме того, анализ программного обеспечения естественным образом поддается сравнительной оценке различных вариантов дизайна.
В части 2 этой серии мы рассмотрим, как вы можете быстро рассчитать характеристики выбросов и восприимчивости вашей конструкции, чтобы определить, какая степень экранирования необходима.

Как рассчитать свойства экрана

Удивительно, но производители кабелей не очень услужливы, когда дело доходит до предоставления полезной информации об экранировании. Многие таблицы данных содержат только оптическое покрытие и технические характеристики материалов. Например, экран может иметь 85% покрытия с луженой медной оплеткой. Хотя оптическое покрытие и материал могут быть полезны для сравнения одного экрана с другим, они не дают никакой информации о том, насколько хорошо экран работает в вашем приложении.

Эффективность экранирования кабеля – еще один показатель, предоставляемый некоторыми производителями кабелей. Чаще всего значения эффективности экранирования приводятся для коаксиальных кабелей, что не очень полезно, если вам нужно экранировать кабель, отличный от коаксиального.

Значения эффективности экранирования часто используются инженерами при сравнении одного кабельного экрана с другим. Однако на практике эффективность экранирования может сильно отличаться от значения, указанного производителем. Когда производитель заявляет, что их экран обеспечивает эффективность экранирования на 80 дБ, что это значит?

В части 3 этой серии из четырех частей рассматривается, как оценить свойства экрана, которые отличают один экран от другого, импеданс передачи экрана и пропускную способность передачи экрана, а также как извлечь необходимую информацию из технических паспортов и физической конструкции экрана.

Как правильно оценить эффективность экранирования

После того как вы выбрали экранированный кабель или выбрали экран для вашего кабельного пучка, как вы определяете, достаточно ли этого? Как вы узнаете, не слишком ли он продуман?

В части 4 этой серии мы рассмотрим, как оценить характеристики экрана для всех четырех аспектов электромагнитных помех: (1) проводимые излучения, (2) излучаемые излучения, (3) проводимая восприимчивость и (4) излучаемая восприимчивость.

Мы также рассмотрим, как рассчитать эффективность экранирования. Если в вашем изделии нет цепей с сопротивлением источника 50 Ом и сопротивлением нагрузки 50 Ом, эффективность экранирования вашего кабеля будет отличаться от спецификации производителя. Возможно, совсем по-другому. Вы также можете быть удивлены, узнав, что эффективность экранирования может сильно различаться в зависимости от требований к электромагнитным помехам. Эффективность экранирования для проводимой восприимчивости, например, может быть намного выше или ниже, чем для излучаемых излучений

В следующих постах

Этот пост является первым из серии из четырех частей, в которой рассматривается экранирование кабелей для обеспечения электромагнитной совместимости. В следующих трех постах мы углубимся в детали.

Часть 1 – Введение
Часть 2 – Сколько Экранирования Вам нужно?
Часть 3 – Как рассчитать свойства экрана
Часть 4 – Как правильно оценить эффективность экранирования