谈一谈飞机场电缆线屏蔽层接地难题

不得不承认,完成电路、机器设备、系统软件的电磁兼容测试性(EMC)是一项繁杂的工程项目,针对处理这个问题不会有全能的方式。


为确保EMC所采用的技术措施大致可归为两大类:
在设计方案电路、机器设备、系统软件时就留意互相影响最少的电子器件和电路,并结构类型布局调整;
选用接地、屏蔽、过滤等技术性,减少所造成的影响脉冲信号,提升影响在传播途径的衰减系数。
接地、屏蔽、过滤是抑止干扰信号的三大技术性,尽管每一种方式都充分发挥着其独特的功效,但三者是相互之间关系的。
文中探讨的是电缆线屏蔽层的接地难题。一般来说,在电路接地中采用的“点射接地”、“多一点接地”等定义,一样适用对电缆线屏蔽层接地的探讨。
一般大伙儿觉得:”低頻时,选用点射接地;高频率时,选用多一点接地“。可是电缆线屏蔽层是不是接地、在哪里接地、该怎样接地,都是会危害电缆线屏蔽层抑止影响的工作能力,这是一个并不容易的难题。
针对为何“低頻点射接地,高频率多一点接地“,小伙伴们能够 回放本文。
飞机场电气设备路线互连系统软件(EWIS)EMC之单面电缆线屏蔽层接地难题研究
二、“低頻路基础理论,高频率场基础理论“
科学研究EMC难题的技术工程师都是会应用“场基础理论“和”路基础理论“,那麼什么时候用途?什么时候用路?
可以用路基础理论的必备条件:研究对象的物理学规格远低于光波长,即<光波长的1/100;
务必用途基础理论的充要条件:研究对象的物理学规格能够 和光波长相比较,即>光波长的1/10;
光波长的1/100~1为绝大部分机电工程师的场路互用“模糊不清区”;
比如电力电子技术行业一般应用传统式的路基础理论开展剖析,髙速射频连接器、微波加热技术工程师则一般应用比较繁杂的场基础理论;
飞机场电气设备路线互连系统软件(EWIS)中,一般觉得低頻指100KHZ及下列,高频率为1MHZ及之上,针对100KHZ-1MHZ的頻率,归属于“模糊不清区”。
三、基础理论剖析——低頻电缆线的屏蔽层在哪儿一端点射接地


针对低頻电路所应用的屏蔽电缆线,正常情况下要应用点射接地,假如接地点超出一处,就会有很有可能有噪音影响到数据信号电路。那麼这一接地点该选在哪儿一端呢?针对信号源和放大器中间应用屏蔽电缆线联接的状况,选用点射接地时,能够 在信号源端接地,还可以在放大器端接地。这时,要考虑到电路接地的状况,分离探讨。
3.1针对信号源不接地,放大器接地电路的基础理论剖析


图1屏蔽层很有可能的四种接地部位
如图所示1所显示,针对信号源端不接地,放大器端接地的电路,屏蔽层的接地点有A,B,C,D四种接地挑选,即A信号源端参考点接地、B信号源端接地点接地、C放大器端参考点接地、D放大器端接地点接地。
UG1为放大器端参考点与接地点中间的电势差,UG2为2个接地点的电势差。
下边分离探讨:
A屏蔽层在信号源端参考点接地:显而易见,它是最烂的决策,会将屏蔽层上的影响电流量引进到放大器的键入端,从而危害輸出端一切正常数据信号工作电压,此类接线方法不适合;
B屏蔽层在信号源端接地点接地:这时等效电路电路如图2所显示。能够 看得出,Un为C12、C1S、UG1、UG2构成的电路中C12上的分压电路,此类接线方法不适合;
图2屏蔽层在信号源端接地点接地的等效电路电路
C屏蔽层在放大器参考点接地:这时等效电路电路如图所示3所显示。很显著Un不会受到UG1与UG2的危害。此类接线方法不错。
图3屏蔽层在放大器参考点接地时的等效电路电路
D屏蔽层在放大器接地点接地:这时等效电路电路如图4所显示。很显著能够 看得出,Un为C12在C12,C1S,UG1构成的串连电路下的分压电路。这类接线方法不适合。
图4屏蔽层在放大器接地点接地的等效电路电路
3.2针对放大器不接地、数据信号地接地电路的基础理论剖析
如图所示5所显示,针对信号源端接地,放大器端不接地的电路,屏蔽层的接地点有A,B,C,D四种接地挑选,即A信号源端参考点接地、B信号源端接地点接地、C放大器端参考点接地、D放大器端接地点接地。
UG1为信号源端参考点与接地点中间的电势差,UG2为2个接地点的电势差。
下边分离探讨:
图5屏蔽层有可能的四种接地部位
很显而易见布线C是不适合的,会将屏蔽层的噪音电流量引进放大器键入端,造成一个影响工作电压累加于数据信号工作电压上。
由前文的剖析工作经验得知,针对放大器不接地而信号源接地的情况,唯一行得通的方法是把屏蔽层历经布线A开展接地,即把屏蔽层接进信号源的公共性参考点上。
总结:根据基础理论剖析能够 下结论,针对低頻电路中的屏蔽层,信号源和放大器哪一端接地,则屏蔽层就在哪儿一端的电路参考点接地,且尽量短的详细介绍接地间距(降低UG1和UG2的值)。
四、高频率电缆线屏蔽层的接地
当输出功率高过1MHZ或电导体长短超出工作中光波长的1/20时,电缆线屏蔽层务必应用多一点接地,以确保屏蔽实际效果。(引入自Boeing设计标准)
针对较长的电缆线,一般规定每过0.1倍光波长接地一次,那样能够 合理避免电缆线屏蔽体上发生高频率噪音工作电压。
图6高频率下杂散电容器会导致地电场
图6中电路的屏蔽层选用一种混和接地的方式,以改进电路屏蔽实际效果,頻率低时,电容器的特性阻抗很大,故电路接近于点射接地,当頻率较高时,电容器的特性阻抗较低,电路接近于多一点接地。这类电路的接地方式适用较宽頻率范畴内的工作中电路。
五、工程项目实施意见
1降低焊锡丝环和屏蔽导线的应用
据调查,某军用机上,单载客量飞机场焊锡丝环的需求量超出10000个。绝大多数屏蔽电缆线都选用二端接地,而屏蔽的引出来方法都应用焊锡丝环。
很多的焊锡丝环,导致整车线束部件商品边缘位置松垮,危害美观大方性和安裝。而依据以前的基础理论剖析,许多电路沒有必需开展二端接地,且应用焊锡丝环开展接地,对电缆线屏蔽效率的消弱非常大。
假如电缆线必须屏蔽,则屏蔽层的一致性在射频连接器处务必得到确保。一般的“屏蔽导线”线接方法在影响頻率高过1MHz或是单脉冲增益值小于0.15ms时应当防止应用。最好是选用后端开发彻底钢筋搭接的射频连接器开展屏蔽线接。——引入自空客设计标准。
图7Boeing针对几类电缆线屏蔽引出来方法的数据分析,焊锡丝环总体不强烈推荐应用,而针对特殊干扰信号頻率下的电路自然环境,确立严禁应用。
图8焊锡丝环与360°屏蔽线接的屏蔽效率数据分析,基本上消弱了最少100倍。
2要实际问题分析,该电路屏蔽选用点射接地或是多一点接地,或是混和接地;
3针对点射接地,要剖析实际在哪儿一端接地,统计分析方法见上文;
4海外某公司强烈推荐的几类屏蔽层接地的方法:
六、小结
文中从理论上剖析了电缆线屏蔽层点射接地的接地端挑选标准,并对电缆线屏蔽层解决的方式得出了建议。除开基础理论剖析,电缆线屏蔽层的接地实际效果,能够 应用手机软件模拟仿真与物理学实验开展确定和认证。

2021年4月25日 12:51

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