23. Наводки через провода питания. Экранирование проводов
Экранированные провода применяют в том случае, если необходимо защитить окружающее провод пространство от электрического и магнитного полей, возникающих в результате протекание по проводу тока.
При использовании проводов с экранирующими оплетками необходимо иметь в виду следующее:
1) оплетка, не соединенная с корпусом, никакого экранирования не дает;
экран резко увеличивает емкость провода относительно корпуса;
экранирование провода громоздки и неудобны при монтаже;
длина экранируемого участка должна быть меньше четверти длины волны самой короткой волны (иначе это будет длинная коаксиальная линия).
Для экранирования электрического поля достаточно соединить оболочку с корпусом в любой одной точке. При этом недопустимо соединение оболочки с корпусом при помощи проводов. Соединение оплетки с корпусом лучше всего осуществлять приваркой или припайкой.
Однако соединение оболочки с корпусом в одной точке не освобождает окружающее пространство от магнитного поля. Для экранирования магнитного поля необходимо создать поле такой же величины и обратного направления. Для этого необходимо весь обратный ток генератора направить через экранирующую оболочку провода (рисунок 7.7).
Рисунок 7.7 – Принцип экранирования магнитного поля проводника
Экранирующая оболочка должна быть единственным соединением корпуса отсека генератора и отсека нагрузки. Недопустимо замыкание оболочки или корпусов соединяемых приборов, так как в этом случае магнитное поле будет нескомпенсированным (рисунок 7.8).
Рисунок 7.8 – Потеря экранирующего эффекта оплетки
при ее замыкании
Экранированные провода в основном применяют для соединения отдельных блоков. Во многих случаях экранированные провода могут быть с успехом заменены скрученными парами (бифилярами), которые проще при монтаже, занимают меньше места.
24. Конструктивные способы обеспечения помехозащищенности
Обеспечения помехозащищенности изделий добиваются путем рационального размещения отдельных составных частей, продуманной трассировкой электрических соединений, рациональной компоновкой. Причем на выбор того или иного конструктивного решения оказывает влияние класс аппаратуры, диапазон рабочих частот, элементная база. Рассмотрим основные рекомендации по обеспечению помехо-защищенности РЭС:
1) каждый элемент электрической схемы (узел), подверженный опасности наводок, должен иметь только одно соединение с шиной заземления;
2) несущие конструкции должны быть соединены с общей шиной заземления, но не должны служить сами такой шиной. Шина заземления должна быть изолирована от металлических конструктивных частей;
3) несущие конструкции должны иметь надежный электрический контакт отдельных частей, сопротивление которого не должно превышать 2,5·10-3 Ом;
4) для защиты от НЧ магнитных полей предпочтительна стальная оплетка экранированного кабеля;
5) каскады с выходным сигналом весьма высокого или весьма низкого уровня должны помещаться в отдельных отсеках;
6) в конструкциях усилителей следует избегать одновременного применения входных, силовых и выходных трансформаторов. Если этого невозможно избежать, то входной трансформатор размещают как можно дальше от двух других, ориентируя его ось таким образом, чтобы она была перпендикулярна осям выходного и силового трансформатора (рисунок 7.9). При монтаже входного трансформатора на стальном шасси под него подкладывают немагнитную прокладку.
Рисунок 7.9 – Рекомендуемая ориентация трансформаторов
7) широкополосные усилители следует выполнять в виде линейки в соответствии с прохождением сигнала по отдельным каскадам. При этом все детали, элементы, провода, проводники, относящиеся к выходу и входу двух соседних по принципиальной схеме каскадов, должны размещаться только в промежутке между ними, по возможности ближе к продольной оси. Элементы и детали подсобных цепей должны располагаться как можно ближе к поперечной оси усилительного прибора каскада (рисунок 7.10);
8) провода и детали, соединяемые с входом и выходом усилительных приборов, должны располагаться на максимальных расстояниях от шасси, стенок и кожухов;
9) провода, входящие в цепи входа и выхода усилительных проборов, должны иметь минимальный диаметр, допустимый по соображениям механической прочности. В этих цепях лучше применять жесткие голые провода, не позволяющие выполнять произвольную укладку монтажа;
1 2 3
У1 1…2 У2 2…3 У3
1 2 3
Рисунок 7.10 – Рекомендуемое расположение элементов
усилительного каскада
10) применение печатного монтажа при частотах свыше 100 МГц не рекомендуется, особенно при большом коэффициенте усиления (свыше 60 дБ);
11) каждый измерительный или индикаторный прибор, устанав-ливаемый на основном экране аппаратуры, которая может служить источником наводок (передатчики, генераторы, ВЧ усилительные каскады), и имеющий вывод шкалы на внешнюю поверхность, должен иметь дополнительный экран (рисунок 7.11).
1 – кожух устройства;
2 – измерительный прибор;
3 – экран прибора;
4
– проходной конденсатор.
Рисунок 7.11 – Экранирование измерительного прибора