1. Принципы экранирования электрических полей.

Есть объект А – некий блок радиоаппаратуры. В этом блоке есть источник ЭДС (на рисунке переменный источник). В какой-то момент времени от этого источника на объекте А возникают заряды.

Вблизи объекта А есть объект Б, через нагрузку связанный с землей.

На объекте Б возникают заряды противоположного знака. Возникает потенциал, а из-за него – электрическое поле. По нагрузке будет протекать паразитный ток.

Можно поставить экран из проводящего материала (нижняя картинка). Материал экрана должен быть высокопроводящим, чтобы экран не стал сам источником наводок.

2. Принципы экранирования магнитных полей.

Если имеем поле, которое воздействует на проводящий материал, возникает эффект электромагнитной индукции.

- внешнее магнитное поле

- возникновение индуцированного (вихревого) поля в экране

Глубина проникновения – та глубина, на которой напряженность поля ослабляется в “е” раз.

В числителе – удельное сопротивление проводящего материала; в знаменателе – частота и относительная магнитная проницаемость экрана.

При проектировании нужно стремиться к малой глубине, выбирая высокую проводимость и малую проницаемость экрана (пермалой, серебро, сплавы меди, сплавы алюминия).

ЭМ индукция имеет место только в переменных полях.

Применяют также шунтирование.

В магнитной среде внешнее магнитное поле идет параллельно стенке экрана – эффект шунтирования.

3. Принципы экранирования электромагнитных полей.

Используется явление ЭМ индукции, а также отражение ЭМ волны от стенки.

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. 

Коэффициент экранирования

[дБ]

[непер]

Коэффициент реакции экрана:

4. Характеристики экранов.

К характеристикам экранов относят коэффициент экранирования и коэффициент реакции. Соответственно:

Исходными данными для нахождения этих характеристик являются конфигурация экрана (определяется формой защищаемого блока), размеры и материал экрана.

Все применяемые методики расчета приближенные.

5. Борьба с помехами из-за общих цепей в аппаратуре.

Помехи из-за общих цепей в аппаратуре – гальванические помехи. Эти помехи идут по проводам.

Длинные по протяженности проводники эквивалентны R_{паразитное}, L_{паразитное}.

Короткие по протяженности проводники эквивалентны C_{паразитное}.

Способы борьбы:

1. перекомпоновка – уменьшение длины проводников;

2. рациональный монтаж – устранение параллельных проводников;

3. экранирование проводников;

4. использование развязывающих фильтров – ослабление переменного напряжения помехи.

Четвертый способ – наиболее эффективный. Развязывающие фильтры не защищают от постоянной помехи и строятся на реактивных элементах, имеющих реактивные сопротивления соответственно:

Индуктивности в этой схеме придается большое сопротивление. Чтобы получить бОльшее сопротивление, берется большая величина L, нужно больше витков в намотке, что приводит к возникновению паразитной межвитковой емкости.

Ток ослабляется -> малое падение напряжения помехи на Z_общ.

Если амплитуда одинакова (помехи), нужен симметричный фильтр и наоборот. Симметричный фильтр употребляется чаще. На рисунке слева – симметричный фильтр.

Пример несимметричного фильтра:

При большом С ток идет по пути меньшего сопротивления (через конденсатор). В конденсаторе большой емкости может возникнуть паразитная индуктивность.

На рисунке изображен П-образный фильтр. Чаще такой фильтр используется для симметричной помехи.

Коэффициент защиты фильтра:

Для изготовления хороших фильтров используется специальная элементная база (РЭ не промышленного производства).

Фильтр выбирается по нижней частоте из полосы.