Часть 1 – Введение

Вам необходимо выбрать экранированный кабель для вашего оборудования, но откуда вы знаете, что выбранный вами экран обеспечит электромагнитную 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

Экраны дополняют фильтрацию

Экранирование кабеля часто необходимо для высокоскоростной цифровой передачи 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 для борьбы с электромагнитными помехами, но во многих случаях невозможно одновременно удовлетворить требования к электромагнитным помехам и сохранить целостность сигнала с помощью одной только фильтрации. Экраны кабелей играют решающую роль в обеспечении электромагнитной совместимости и целостности сигнала.

Щиты обеспечивают множество преимуществ

Экранирование кабеля влияет на все четыре аспекта электромагнитных помех.

Проводимые излучения – При заземлении с обоих концов экран кабеля обеспечивает обратный путь для синфазного тока. Суммарный ток в кабельном жгуте обычно значительно ниже для экранированного кабеля, чем для неэкранированного, что приводит к снижению синфазного напряжения между соединенными цепями и снижению излучения кабеля.

Излучение – Экранирование кабеля является последней линией защиты между проводниками кабеля и окружающей средой. Быстрое изменение напряжения и тока на проводниках кабеля приводит к излучению. Одной из главных причин использования кабельных экранов является соответствие требованиям к радиационным выбросам.

Проводимая восприимчивость – также известная как проводимая невосприимчивость, низкочастотные электромагнитные поля и перекрестные помехи от близлежащих кабелей вызывают помехи на неэкранированных проводниках кабеля. Добавление экрана создает барьер, который уменьшает интерференционную связь.

Чувствительность к излучению – Кабельные экраны необходимы во многих областях применения 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 защитные характеристики экрана-кандидата
Определите, обеспечивает ли экран необходимую защиту

Хотя эти шаги довольно очевидны, они могут оказаться 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 увеличения 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, обусловливают необходимость в эффективном экранировании. По сути, вам нужно знать, сколько шума цепи создают на проводниках, и вам нужно знать пороговые значения восприимчивости этих цепей.

Поймите ваши требования к электромагнитным помехам. Каждый продукт соответствует требованиям EMI и должен пройти тесты на электромагнитные помехи, чтобы быть проданным на рынке или доставленным конечному потребителю. Знание того, как ваше изделие справляется с каждым требованием при использовании неэкранированных кабелей, подскажет вам, какая степень экранирования кабеля необходима. Без этого знания вы можете только догадываться.

Одним из способов оценки эффективности электромагнитных помех является тестирование оборудования с использованием неэкранированных кабелей, что обычно является дорогостоящим мероприятием. В качестве альтернативы вы можете проанализировать систему с помощью такого программного обеспечения, как EMI Analyst. Программный подход позволяет относительно быстро смоделировать конструкцию при незначительных затратах на тестирование. Кроме того, анализ программного обеспечения естественным образом позволяет проводить сравнительную оценку различных вариантов проектирования.
Во второй части этой серии мы рассмотрим, как вы можете быстро рассчитать характеристики выбросов и восприимчивости вашей конструкции, чтобы определить, какая степень защиты необходима.

Как рассчитать свойства экрана

Удивительно, но производители кабелей не очень-то помогают, когда дело доходит до предоставления полезной информации об экранировании. Многие спецификации содержат только оптическое покрытие и технические характеристики материалов. Например, экран может иметь 85% покрытия 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 приведены для коаксиальных кабелей, что не очень полезно, если вам нужно экранировать кабель, отличный от коаксиального.

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

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

Как правильно оценить эффективность экранирования

После того как вы выбрали экранированный кабель или 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 эффективность защиты от 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 другой. Вы также можете быть удивлены, узнав, что эффективность экранирования может сильно варьироваться в зависимости от требований к электромагнитным помехам. Эффективность экранирования, например, для проводимой восприимчивости 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 рассмотрим подробности.

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

Вы должны войти в систему, чтобы оставить комментарий.