Переходное сопротивление экранов (4)
Поиск

Переходное сопротивление экранов (4)



Очередная часть серии статей инженерных расчетов кабелей. Прогнозирование восприимчивости к электромагнитному излучению или радиочастотному напряжению с использованием Ztd для экранированной пары проводов.

Индуцированное напряжение Vi, которое появляется на экране (см. Рис.) из-за наводимого в контуре "экран-земля" тока, не рассматривается напрямую как дифференциальное напряжение на паре проводов внутри экрана. Вообще говоря, возможны два варианта:

1) Общий случай. Если связь является идеально сбалансированной, мы можем найти Vi по уравнению из предыдущих статей: Vi = (Zt x lм) x Iэ (Iэ=Ish). При идеальной симметрии, каждый из проводов подвергается воздействию одинакового напряжения, поэтому их разность - напряжение на нагрузке была бы нулевой. Так как существует определенная несимметрия в сопротивлении проводов, емкостью между проводами и экраном, расстояниями между проводами, индуктивностями, дифференциальное напряжение будет равно:

Vd = Vi * Х% * RL / (Rs + RL )

Где X% - процент несимметрии пары. В зависимости от качества сбалансированной линии X может варьироваться от 1 до 10 процентов, при этом типовое значение составляет 5% для высокоскоростных каналов передачи данных. Таким образом, заменяя Vi его выражением для конфигурации коаксиального кабеля, получаем:

Vd = Zt * L * Iэ * X% * RL / (Rs + RL )

Дифференциальное сопротивление Ztd включает в себя Zt, Ztc, а также сопротивления контактов, разъемов и соединений. Этот новый параметр позволит легко вычислить Vd от заданного тока экрана.

2) Случай несбалансированных связей.

Если схемы нагрузки являются несимметричными, то один из проводов будет привязан к опорному сигналу на обоих концах, и вся линия будет вести себя как псевдокоаксиальная. Единственное небольшое отличие заключается в том, что сопротивление по постоянному току обратного провода соответствует сопротивлению экрана кабеля, или что опорный сигнал может быть выведен за пределы схемы, а экран - заземлен.

Пример 3.

Высокоскоростная дифференциальная линия использует витую пару со следующими параметрами:

Приемник: порог дифференциального обнаружения: 100 мВ;

Витая пара: 0,8м в длину, качественный плетеный экран, коэффициент разбаланса пары: 5%.

Системные требования ЭМС требуют провести испытания на инжектирование тока в кабель: 200 мА среднеквадратичного значения от 30 МГц до 200 МГц.

Какое будет дифференциальное напряжение, наблюдаемое на приемном конце?

Решение

Расчеты проводятся на частоте 100 МГц, что соответствует области наихудшего случая для длины кабеля 0,8м.

Zt для одной пары жил : 1 Ом/м;

Соответствующий Ztd для 5% дисбаланса: 0,05 Ом/м;

Vd для кабеля длиной 0,8м: Vd = 0,8* 0,05 x 200 мА = 8 мВ (rms).

Поскольку быстрые цифровые схемы (приемники, компараторы) обычно измеряют пиковое значение модулированной радиочастоты, фактическое напряжение от электромагнитного излучения будет равным:

Vd = 8*√2 = 11 мВ, домноженное на коэффициент модуляции, если он применялся при испытаниях на ЭМС. Все расчеты взяты из предыдущих статей этой серии. Итак, принимаемое напряжение оказалось на 20дБ ниже порога обнаружения приемника.

Если витая пара заканчивается пластмассовыми разъемами RJ45, при этом экран заземляется с обоих концов косичкой 12,5 мм, каково новое значение Vd?

Полная индуктивность для двух заземлителей (типовая величина 1нГн/мм):

Lp = 2 х 12,5 х 1 нГн = 25 нГн.

Соответствующий паразитный импеданс, добавленный последовательно к Zt, на частоте 100 МГц: Zp = ωL = 16 Ом.

Новое значение Vd с вкладом от 2х косичек заземления (с учетом того же 5%-ного дисбаланса): Vd = [(0,8*1 Ом/м * 0,05 ) + 16*0,05] x 200 мА = 170 мВ (235 pk).

Это более, чем в два раза (6дБ) больше порога чувствительности приемника. В данном случае "косички" ухудшили передаточное сопротивление довольно хорошей оплетки более чем в 20 раз (26 дБ). Для заземления здесь необходимы более хорошие и надежные металлические соединители, например, хомуты, резьбовые или пружинные соединения.

Расчет Ztd при излучении эмиссии читайте в следующих новостях.


Полное или частичное копирование материалов запрещено. При согласованном использовании материалов сайта необходима ссылка на ресурс.

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

  • Instagram - черный круг
  • Twitter - ЭМСТЕСТЛАБ
  • Facebook Icon - Emctestlab profile
  • YouTube - Emctestlab LLC
  • Vkontakte - ЭМС группа
  • Google+ - Лаборатория ЭМС инноваций

© Компания Emctestlab llc 2017

ЭМСТЕСТЛАБ логотип