Излучения от жгутов и кабелей

Принято считать, что излучения электромагнитных помех от кабелей и жгутов в области УКВ-диапазона является доминирующим. Это связано большей частью с тем обстоятельством, что большинство жгутов и кабелей малогабаритных устройств имеют резонанс в области

30-150 МГц. Так, например, кабель интерфейса RS-232 на скорости обмена 19,2 кБод будет нести паразитные синфазные токи помех от цепи заземления, которая в свою очередь насыщена токами от цепей синхронизации контроллера и его гармониками на частотах в сотни мегагерц. Эти шумы возвращаются через связанную цепь заземления, образуя контур достаточно большой площади.

Меры снижения уровня излучаемых ЭМП от жгутов и кабелей:

- экранировка цепей с импульсными токами и наиболее важных аналоговых цепей с низким динамическим диапазоном;

- взаимная компенсация магнитных потоков, создаваемых этими цепями, за счет применения бифилярного монтажа;

- осуществление качественного заземления экранирующего слоя жгутов и снижение индуктивности при осуществлении металлизации экранирующего слоя жгутов и кабелей;

- снижение полного сопротивления шин заземления;

- снижение площади контура излучения ЭМП путем уменьшения длины жгутов и кабелей до необходимого и достаточного размера;

- размещение жгутов и кабелей как можно ближе к заземленным элементам конструкции: шасси, корпус блока и т.п. При удалении жгутов и кабелей от заземленных элементов конструкции более чем на 35мм их значение индуктивности близко к значению индуктивности таких линий в свободном пространстве;

- применение материалов с частотно-зависимыми свойствами на основе высокочастотных ферритов для экранирования силовых цепей, цепей с импульсными токами и наиболее важных аналоговых цепей с низким динамическим диапазоном.

На сегодняшний день существует широкий ассортимент материалов с частотно-зависимыми свойствами различных форм выпуска:

эластичные ленты, прокладки, термоусадочные трубки и т.п., выпускаемые зарубежными производителями и предлагаемые на российском рынке. Эти материалы ослабляют на 44-60 дБ электромагнитные поля в частотном диапазоне от 10 до 12000 МГц. Данные о наличии подобных материалов российского производства отсутствуют, однако работы по разработке технологии изготовления и освоению выпуска ведутся.

Необходимо помнить, что:

- применение электрических проводов с экранирующей оболочкой (оплеткой), не металлизированной с корпусом аппаратуры никакого экранирующего эффекта не дает;

- наличие у электрических проводов экранирующей оболочки увеличивает емкость такого участка цепи относительно корпуса;

- для достижения хорошего экранирующего эффекта необходимо особенно тщательная металлизация экранирующей оболочки электрических проводов с корпусом аппаратуры и исключение непреднамеренных точек заземления экранирующей оболочки в жгутах объемного монтажа.

Помехи в сигнальных линиях связи

При работе цифровых устройств, узлов и систем на их основе в линиях связи возникают импульсные помехи, способные нарушить нормальное функционирование схемы, узла или отдельных элементов. К числу таких помех относятся: перекрестные помехи, паразитные колебания из-за несогласованности волновых сопротивлений линий связи и электромагнитные наводки.

Перекрестные помехи

Как уже отмечалось, помехоустойчивость модуля или системы снижают перекрестные помехи в близлежащих шинах, передающих импульсные сигналы, из-за наличия паразитной индуктивной и емкостной связи. Если считать фронт помехи линейным, изменяющимся по закону:

a=(U1 - U0)/tф = U/tф, то напряжение помехи на входе соседней ИС будет определяться соотношением:

Uвх2(t)= a[1-exp(-t/RC)]*RC, иными словами напряжение помехи пропорционально крутизне фронта.

Методы борьбы с перекрестными помехами:

- запрещение параллельной трассировки сигнальных линий;

- увеличение длительности фронтов передаваемых сигналов;

- размещение между параллельными сигнальными шинами линий связи заземленных проводников;

- применение коаксиальных электрических кабелей, витых пар электрических проводов и других мер, направленных на взаимную компенсацию магнитных потоков, уменьшение площади контура и снижение значений паразитных параметров линий связи.

Электромагнитные наводки

Электромагнитные наводки являются следствием воздействия внешних электромагнитных полей.

Методы борьбы с этим видом помех преимущественно конструктивные – экранирование аппаратуры и линий связи.