Зовнішні електромагнітні шуми та перешкоди та методи їх зменшення

Існують два основні способи зменшення шумових наведень: екранування та заземлення. Оскільки екранування, зазвичай, супроводжується заземленням, вони тісно пов'язані між собою. Наприклад, нижче буде показано, що екран кабелю, який використовується для придушення електричних полів, слід заземлювати. При правильному застосуванні екрани можуть значно зменшувати зв'язок шумів. Їх можна встановлювати навколо елементів, схем та пристроїв, а також навколо кабелів та ліній передачі. У цьому розділі ми розглянемо лише екранування провідників, які передають інформаційні сигнали.

Вважатимемо, що між провідниками є три типи зв'язків:

ємнісний або електричний зв'язок – викликається взаємодією схем через електричні поля. Цей вид зв'язку зазвичай визначається у літературі як електростатичний зв'язок, що неправильно, оскільки поля не є статичними.
індуктивна, чи магнітна, зв'язок – є результат взаємодії двох схем у вигляді магнітних полів.
електромагнітний зв'язок – комбінація електричного та магнітного полів, яка часто називається зв'язком через випромінювання. При аналізі ближнього поля електричне та магнітне поля розглядають зазвичай окремо і зводиться до двох попередніх. Випадок електромагнітного поля розглядається далекого поля. Схема, що створює перешкоди, називається джерелом, а схема, на яку перешкоди впливають приймачем.

Ємнісний зв'язок (ємне наведення перешкоди)

Завжди існує деяка паразитна ємність Сп між входом вимірювальної системи та будь-якої розташованої поблизу лінії змінної напруги (див. рис.). Урезультаті у вхідному ланцюзі вимірювальної системи наводитиметься напруга перешкоди. У цьому випадку кажуть, що існує ємнісний зв'язок СІ та джерела перешкоди.

Знайдемо напругу, що наводиться джерелом U

на вході вимірювальної системи. Для цього скористаємось еквівалентною схемою даного пристрою.

Так як Сп - мала величина, то zc & z . Звідси слідує що

, де zc=1/jωc – ємнісний опір паразитного конденсатора

З попередньої формули видно методи боротьби з ємнісним наведенням:

зменшити Сп, тобто. видалити засіб виміру від зовнішніх проводів;
зменшити z0 (вихідний опір об'єкта);
зменшити вхідний опір засобу виміру zi;
екранувати вхідний ланцюг засобу вимірювання, помістивши його в заземлений провідний екран:

Екран у вимірювальній системі повинен простягатися на більшу відстань. У разі високочастотних перешкод важливо, щоб екран не мав відкритих тонких щілин. Екран не можна використовувати як заземлений провідник.

ВАЖЛИВО! Екран треба заземлити на тому кінці, який підключається до ланцюга із найменшим опором. Місткова перешкода є різновидом адитивної перешкоди.

Якщо екран заземлений та центральний провідник не виходить за межі екрана, напруга шумів на провіднику зменшується майже до нуля. Однак на практиці центральний провідник зазвичай виходить за екран. У цьому випадку, навіть якщо екран заземлений, на провідник наводиться напруга шумів, яка залежить від довжини частини провідника, що виступає за екран.

Таким чином, для хорошого екранування електричного поля необхідно:

1) мінімізувати довжину центрального провідника, що виходить за межі екрана;

2) забезпечити гарнезаземлення екрану.

Заземлення екрана в одній точці дає хороший ефект для кабелю, довжина якого не перевищує 1/20 хвилі змінного електричного поля. Для більш довгих кабелів може знадобитися заземлення у кількох точках.

Зовнішні електромагнітні шуми та перешкоди та методи їх зменшення - На допомогу студентам БНТУ - курсові