-
Эффективность экранирования
Коэффициент экранирования коаксиального кабеля — это способность его внешнего проводника (фольга + оплетка) в той или иной мере снижать уровень электромагнитного сигнала, воздействующего на него и проникающего в него из внешней среды
Эта величина, измеряемая в дБ, показывает, насколько затухают в кабеле сигналы внешних помех. Аналогично защищаются сигналы, передаваемые по кабелю. Хорошо экранированные кабели не излучают во внешнюю среду. Наилучший и наиболее экономичный метод - это экранирование фольгой с оплеткой. С увеличением толщины и плотности покрытия внешнего проводника коэффициент экранирования улучшается.
Есть мнение, что чем гуще оплетка, тем лучше кабель. Это не совсем так! Внешний проводник, каким является фольга + оплетка, выполняет функцию экрана и не влияет на потери сигнала в кабеле. Другими словами одинаковые кабели, но с разной плотностью оплетки, например 40% и 90%, будут иметь одинаковое затухание. Основные экранирующие функции выполняет слой фольги. Оплетка же играет вторичную экранирующую функцию (в кабелях с фольгой) и больше предназначена для передачи тока и придания гибкости кабелю. Т.е. чем больше плотность оплётки, тем больший ток можно передать (например при дистанционном питании усилителей). При увеличении плотности оплётки с 40% до 70% коэффициент экранирования возрастает всего на 5 Дб, при этом стоимость кабеля возрастает.
Необходимо отметить, что при передаче по кабелю цифровых сигналов телевидения, на первый план выдвигаются именно коэффициент экранирования, а также параметр кабеля, называемый Structural Return Loss, эквивалентный коэффициенту отражения на внутренних "неоднородностях" волнового сопротивления.
Минимальное экранирование — естественно у кабелей, имеющих в качестве экрана одну только оплетку.
Максимально возможное экранирование — у кабелей с тройным экраном (фольга + оплетка + фольга).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Экранировать электрические поля намного легче, чем магнитные. Помещение проводников в немагнитные экраны само по себе не обеспечивает магнитного экранирования. Экран, заземленный в одной или нескольких точках, дает защиту от электрических полей. Основой магнитного экранирования от внешнего магнитного поля является уменьшение площади контура. Для этого используют витую пару или коаксиальный кабель, чтобы ток возврата проходил через экран, а не через шасси заземления. В коаксиальном кабеле, заземленном с обоих концов, на частотах выше пятикратной частоты среза экрана фактически весь ток возврата течет по экрану.
В цепи, заземленной с обоих концов, можно обеспечить лишь частичное экранирование от вешнего магнитного поля, поскольку в этом случае образуется контур заземления. Экран, по которому протекают токи шумов, не должен быть частью сигнальной цепи. На низких частотах необходимо использовать экранированную витую пару или триаксиальный кабель. На высоких частотах коаксиальный кабель вследствие скин-эффекта действует как триаксиальный. Эффективность экранирования витой пары повышается с увеличением числа витков на единицу длины. Рассмотренные здесь эффекты экранирования от вешнего магнитного поля справедливы для цилиндрического экрана, ток в котором равномерно распределен по окружности. Для предотвращения излучения поля проводником на частоте выше частоты среза экрана применяется экран, заземленный с обоих концов. В симметричных системах должны быть сбалансированы как активные, так и реактивные сопротивления.
Чем лучше баланс, тем меньше шумов будет проникать в систему. Для обеспечения дополнительного шумоподавления симметрирование можно применять совместно с экранированием. Чем меньше волновое сопротивление цепи разводки питания постоянного тока, тем меньше связь по шумам через эту цепь. Поскольку большинство шин питания не обеспечивает малого полного сопротивления, каждая нагрузка должна быть шунтирована развязывающим конденсатором. С точки зрения шумов рассеивающий фильтр предпочтительнее реактивного. С целью минимизации шумов полосу пропускания системы следует ограничивать до полосы, необходимой для передачи сигнала. Быстродействующие цифровые логические схемы из-за высокой скорости их переключения могут быть источником магнитных полей, создающих помехи. Цифровые логические схемы со столбовой конфигурацией выхода во время переключения создают для источника питания цепь с малым импедансом.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шапиро Д.Н. Основы теории электромагнитного экранирования. - Л.: Энергия, 1975.-109с.:(Библиотека по радиоэлектронике; Вып.58)
2. Воробьев Е. А. Экранирование СВЧ-конструкций. - М.: Сов. радио, 1979, 136 с., ил. (Библиотека радиоконструктора)