课件7-EMC电缆设计.ppt

主要内容 远区场和近区场的波阻抗 5.电缆设计原则 扁平电缆尽量在每根信号线旁边配一根地线，条件不允许时，每两根信号线配一根地线。 情况允许时，使用双绞线，但使用双绞线时，注意两端电路的接地，不要形成较大的地线环路。 使用同轴电缆时，注意外层的端接和两端电路的接地，不要形成除了外层以外的第二条回流路径。 5.电缆设计原则 电缆要远离屏蔽体上的缝隙、开口。 设备外部电缆的屏蔽层与屏蔽机箱要3600搭接。 大于外部设备的电缆，确保屏蔽层与屏蔽机箱之间低阻抗搭接 电缆上安装铁氧体磁环，根据需要调整绕在铁氧体磁环上的导线匝数。 尽量不将性质不同的信号线安排在一个连接器或电缆中。 扁平电缆的使用 电缆屏蔽层的错误接法 电缆屏蔽层的正确端接 D型连接器的屏蔽层搭接 圆形连接器屏蔽层搭接 从电容耦合的原始公式中很难看出一些规律。为了分析各种因素对耦合的影响，对原始公式进行化简。化简的思路是考虑两种极端情况，用渐近线来近似实际的情况。 频率很低的情况： 这时，R远小于 C12 和 C2G 构成的阻抗，也即： R 1 / [ j ? ( C12 + C2G )] 在这个条件下，电容耦合公式化简为： VN = j ?R C12 V1 从公式中可以看出：电容耦合的强度直接与频率、被干扰导体对地电阻、两导体之间的电容成正比。 频率很高的情况： 这时，R远大于 C12 和 C2G 构成的阻抗，也即： R 1 / [ j ? ( C12 + C2G )] 在这个条件下，电容耦合公式化简为： VN = V1 [ C12 / ( C12 + C2G ) ] 从公式中可以看出：电容耦合的强度与频率和电路的阻抗都无关。而仅与两个导体之间的电容和接收导体与地之间的电容有关，这些参数都与导线的结构直接相关。 * 将频率很低和频率很高的两种极端情况的曲线绘出，就得到了电容耦合随频率变化的渐近线。实际的电容耦合要小于渐近线所代表的值。 渐近线的交点在： ? = 1 / R (C12 + C2G) 在这点，公式 VN = j ?R C12 V1 的值是实际值的1.41倍。 减小电容耦合的方法： 从公式中可以看出，可以控制电容耦合的参数有三个：两个导体之间的电容，接收导体对参考地的电阻，接收电路对参考地的电容。其中，前两个参数在实践中最重要。 因此，在实践中，常通过降低接收电路的电阻来减小电容耦合（高阻抗电路容易受到干扰）。 减小两个导体之间的电容可以通过调整两个导体的方向、距离、屏蔽等方法。两个导体垂直时，电容最小，平行时，最大。 增加距离可以减小导体间的电容。但是，当距离增加到一定程度时，再继续减小，电容量几乎不变了。 * 首先考虑导体2（接收导线）不接地的情况。 利用前面计算导体2电容耦合的公式来计算导体2屏蔽层上的耦合电压VS 。当屏蔽层不接地时，相当于R无限大，应用R很大时的公式，得到屏蔽层上的耦合电压为： VS ＝ V1 [ C1S / ( C1S + CSG ) ] 由于导体2悬空，因此没有电流流过C2S，所以导体2上的感应电压为： VN ＝ VS，与没有屏蔽时的情况相同。 当屏蔽层接地时， VS＝ 0 ， 于是：VN ＝ 0 。 因此，完全屏蔽的导体，当屏蔽接地时，具有很好的电容耦合抑制效果。 但，这是导体2 全部在屏蔽内的理想情况。实际中，这种理想状况是不存在的。 说明：这里很关键的一点是电缆的屏蔽层接参考地，这样才使屏蔽层的电位保持在0电位，因此芯线的电位也保持在0电位。如果电缆的长度小于干扰信号的波长的1/20，单点接地就可以了，不然的话，要多点接地。接地间隔小于波长的1/20。 * 实际导体总不能完全屏蔽起来，至少在两端要暴露出来。这时，导体1和导体2之间还会存在电容C12 ，导体2对地之间有电容C2G ，这时，即使导体2 的屏蔽层接地，导体2上也还有耦合电压： VN = V1 [ C12 / ( C12 + C2G + C2S ) ] 这种情况与没有屏蔽时的情况相比有两点不同： 公式中的(C2G + C2S) 代替了C2G， C2S 的值远大于原来的C2G ， 新的C2G 的值取决于导