4 способа, с помощью которых шум может вводить сигнальный кабель и его управление. Часть 2 (фото: news.thomasnet.com)
Продолжение части 1
,
Читайте здесь.
Электромагнитная индукция и RFI
В предыдущей части этой технической статьи я писал о том, что электрический шум возникает или передается в систему сигнальных кабелей следующими четырьмя способами:
- Гальванический (прямой электрический контакт) - часть 1
- Электростатическая муфта - часть 1
- Электромагнитная индукция
- Радиочастотные помехи (RFI)
3. Магнитная или индуктивная муфта
Это зависит от скорости изменения шумового тока и взаимной индуктивности между шумовой системой и сигнальными проводами.
Выразившись несколько иначе, степень шума, вызванного магнитной связью, будет зависеть от:
- Величина шумового тока
- Частота шумового тока
- Область, заключенная сигнальными проводами (через которые разрезается магнитный поток шумового тока)
- Обратное расстояние от источника возмущающего шума до сигнальных проводов.
Влияние магнитной муфты показано на рисунке 1 ниже.
Рисунок 1 - Магнитная муфта
Самый простой способ уменьшить шумовое напряжение, вызванное магнитной связью, - это скрутить сигнальные проводники. Это приводит к снижению шума из-за меньшей площади для каждого цикла.
Это означает меньший магнитный поток для прорезания петли и, следовательно, более низкое индуцированное шумовое напряжение. Кроме того, шумовое напряжение, которое индуцируется в каждом цикле, имеет тенденцию к уменьшению шумового напряжения из следующего последовательного цикла.
Следовательно, четное число петель будет иметь тенденцию к тому, чтобы шумовые напряжения отменяли друг друга. Предполагается, что шумовое напряжение индуцируется равными величинами в каждом сигнальном проводе из-за скручивания проводов, дающих аналогичное расстояние разделения от шумового напряжения (см. Рис. 3).
Рисунок 3 - Скручивание проводов для уменьшения магнитной связи
Второй подход заключается в использовании магнитного экрана вокруг сигнальных проводов (см. Рисунок 4).
Магнитный поток, генерируемый шумовыми токами, индуцирует небольшие вихревые токи в магнитном щите. Затем эти вихревые токи создают противоположный магнитный поток Φ 1 в исходный поток Φ 2. Это означает, что меньший поток (Φ2 - Φ1) достигает нашей схемы!
Рисунок 4 - Использование магнитного экрана для уменьшения магнитной муфты
Примечание. Магнитный экран не требует заземления. Он работает просто, будучи присутствующим. Высокопроницаемая сталь делает лучшие магнитные экраны для специальных применений. Однако оцинкованная стальная труба делает довольно эффективный щит.
Вернуться к индексу ↑
4. Радиочастотное излучение
Напряжения шума, вызванные электростатическим и индуктивным взаимодействием (см. Выше), являются проявлениями эффекта ближнего поля, который представляет собой электромагнитное излучение, близкое к источнику шума.
Такое вмешательство часто трудно устранить и требует пристального внимания заземлению соседней электрической цепи, а соединение заземления действует только для цепей, находящихся в непосредственной близости от электромагнитного излучения.
Эффектами электромагнитного излучения можно пренебречь, если напряженность поля не превышает 1 В / м. Это можно вычислить по формуле:
где напряженность поля находится в вольт / метр, мощность в киловатте и расстояние в километре.
Двумя наиболее часто используемыми механизмами для минимизации электромагнитного излучения являются:
- Правильная защита (железо)
- Конденсаторы для шунтирования шумовых напряжений на землю.
Любые не полностью экранированные проводники будут выступать в качестве приемной антенны для радиосигнала, и, следовательно, следует проявлять осторожность, чтобы обеспечить хорошую защиту любой открытой проводки.
Вернуться к индексу ↑
Ссылка: Практическое заземление, склеивание, защита и защита от всплесков напряжения - G. Vijayaraghavan, B. Eng (Hons) Consulting Engineer, Chennai, India