为什么在电缆设计中需要EMI屏蔽?

当设计一个2021年欧洲杯比分 有几个因素需要考虑。一个经常被忽视的主要因素是电磁干扰(EMI)。绝缘保护电缆免受机械磨损,环境湿度和泄漏。然而,它对电子噪音(如EMI)没有保护作用;为了防止导体受到电磁干扰的影响,需要进行屏蔽。

EMI是如何产生的?

电缆可以是电磁干扰的主要来源和接收器。作为噪声源,电缆既可以将电子噪声传导到其他设备,也可以像天线一样辐射噪声。作为接收器,电缆可以接收来自其他来源的电磁干扰。

在非屏蔽电缆中,除了绝缘塑料外,电线没有任何保护。电容感应通过检测电缆内部中心导体周围电场的变化,可以通过这种塑料外壳工作。在屏蔽电缆中,外部的屏蔽层会形成一个屏障,将中心导体周围的电场与外部的任何东西隔开。如果我们在电缆内部的中心导体周围制造一个屏障,在这个屏障之外就没有电场,也就是屏蔽层。

电缆电磁干扰屏蔽

迈克尔·法拉第和电磁感应原理

对电磁学和电化学研究做出贡献的19世纪英国科学家迈克尔·法拉第(Michael Faraday)发现了电磁感应、抗磁性和电解的基本原理。电容的国际单位制单位是以他的名字命名的:法拉。法拉第关于带电物体和磁铁的通量线的概念提供了一种可视化电场和磁场的方法。

如何屏蔽电缆的EMI干扰

为了成功地阻挡干扰,屏蔽需要高导电性,使用高导电性屏蔽合金。然后屏蔽围绕内部信号或载电导体,反射能量或接收电子噪声并将其传导到地面。通过屏蔽,仍有一些能量通过,但它被大大衰减,不再引起干扰。

电缆屏蔽类型:箔和编织

箔盾牌:

铝箔屏蔽通常使用一层薄薄的铝和聚酯薄膜复合胶带。铝箔屏蔽可提供高达100%的屏蔽覆盖导体,由于它的持续建设。它的结构是,箔屏蔽的一侧是金属的,另一侧是不导电的。放电导线应与屏蔽的金属面接触,以保证接地。箔屏蔽的抗拉强度非常弱,通常会使电缆变硬,使其更不灵活。

编织盾牌:

编织铜屏蔽是由裸露或镀锡铜线编织而成的网。由于辫子之间的间隙,它不能提供100%的覆盖率;它可以提供高达95%的覆盖率。如果电缆不移动,编织铜将提供一个更强大的屏蔽,因为它比铝更导电。然而,较高的电导率和织物质地导致电缆厚度在最终的设计。

除了裸铜以外,许多不同的导电材料(例如镀锡或镀银铜,甚至复合金属包层材料)已经被开发出来,并在编织屏蔽应用中取得了改进。它们往往具有更轻的重量、更强的抗拉强度、更高的耐久性和更有效的屏蔽性能;所有这些都对航空航天和其他关键任务行业至关重要。

为了在嘈杂环境中获得最佳保护,铝屏蔽和铜编织的多个屏蔽层可以一起使用。对于多导线的电缆,个别对有时用箔屏蔽,以防止对之间的串扰,而整体电缆用箔屏蔽,编织或两者都用。

电缆电线屏蔽和编织。jpg

如何选择合适的电缆屏蔽?

选择合适的屏蔽取决于几个因素,包括电缆所使用的环境、电缆预算(例如编织比箔更贵)、所需的柔韧性、电缆强度等。

最重要的步骤是将屏蔽电缆的漏极接地。电缆屏蔽及其终端必须提供到地的低阻抗路径。漏电线和电缆编织/箔都是电缆屏蔽和电连接的一部分。屏蔽电缆接地不当,会降低屏蔽效果。通常,不是试图接地整个屏蔽,漏电线是用来缓解终端电缆屏蔽压接焊接。

什么时候需要电磁干扰屏蔽?

电磁干扰屏蔽必须实施的典型情况:

监管限制:

当产品必须达到CE或FCC等机构标准时。

航空和军事认证电缆:

航空航天或军事用途需要额外的安全性,例如电磁脉冲(EMP)控制。

安全及保安系统:

灵敏的仪器要防止干扰或有害的频率。


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