Файл: Монтажные провода для радиоэлектронной аппаратуры..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 91

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

отдельно экранированных проводов. Однако если тре­ бования минимальных массы и габаритов является кри­ тическим, то оптимальным решением может быть при­ менение •неэкранированных проводов с использованием методов симметрирования цепей в жгуте.

б) Помехозащищенность при внешних источниках помех

Источники внешнего помехонесущего поля могут быть точечными (коллекторные двигатели, искрящие контак­ ты, лампы генераторов высокой частоты, и т. п.) и про­ тяженными (промышленные линии высокого напряжения, импульсные кабели, провода зажигания и т. д.). Точеч­ ные источники вызывают поле, близкое к сферическому. Протяженные (источники вызывают цилиндрическое помехонесущее поле.

Наиболее распространенный интервал частот помехо­ несущего поля в аппаратуре ограничен сверху частотой около 10 Мгц. В отдельных случаях частота помехонесу­ щего поля может быть около 300 Мгц. Уменьшение на­ пряжения помех в цепи в помехонесущем поле может быть произведено за счет:

удаления источника помех от проводов цепи, подвер­ женной влиянию; практически это возможно редко;

формирования электрической цепи из двух скручен­ ных между собой проводов. Поскольку величина э. д. с. помех наведенного в подверженной влиянию цепи опре­ деляется нормальной составляющей магнитного поля к плоскости петли, образованной этой цепью, э. д. с, по­ мех на расстоянии шага скрутки меняет направление и происходит уменьшение суммарного напряжения помех за счет их взаимной компенсации;

применения электромагнитных экранов; при этом экранируются либо источники помех, либо подвержен­ ные помехам цепи, либо те и другие.

Наиболее радикальный способ подавления помех — применение электромагнитных экранов.

Действие экранов из немагнитных материалов осно­ вано на том, что переменное поле источника помех на­ водит в толще экрана вихревые токи. Вихревые токи, возникшие в экране, вызывают потери, в результате на­ пряженность поля в экранированном пространстве умень­ шается.

Действие экрана в переменном помехонесущем поле может быть оценено величиной коэффициента экраниро-

вания S, представляющей собой отношение напряжен­

ности электромагнитного

поля в какой-либо точке про- •

странства при

наличии

экрана (Н0,

Еэ) и без экрана

(Н0,

Ео):

 

 

 

или

величиной

экранного

затухания

5 = 1 п | 1 / 5 | .

Рассмотрим частотную зависимость экранного зату­ хания при разных соотношениях геометрических разме­

ров цилиндрического экрана, приведенную

Н. Каденом

в [Л. 23]. По оси ординат будем откладывать

не частоту,

а зависимую от нее величину p = d/b, тде d — толщина экрана; 6 — эквивалентная глубина проникновения поля (рис. 2-12)-.

Геометрические размеры экрана охарактеризуем ве­ личиной

m = R/d,

где R — радиус цилиндрического экрана.

Низкими обычно считаются частоты, при которых эквивалентная глубина проникновения поля б много боль­ ше толщины экрана d. При 6<Cd частоты считаются вы­ сокими.

В этой области происходит вытеснение тока к поверх­ ности экрана. На рис. 2-13 показана эквивалентная глу­ бина проникновения для различных материалов. При низких частотах вытеснение тока практически ничтожно

54

MM

—

ть

 

-

 

 

/ / / / *

 

 

 

 

.Желеw..

 

^Алк

uhllCL

 

 

 

 

 

 

Л / l

L_J I I

I П П \ . |

| |

I I I Ж МедьI

I

Tkl ГтиП

' 7

 

W

 

WO

'"

 

Рис. 2-13. Эквивалентная

глубина проникновения

в

зависимости

от частоты

для

различных

металлов.

и экран может уподобляться «ороткозамкнутому витку, сопротивление которого совпадает с сопротивлением сте­ нок трубы постоянному току.

Для сплошного цилиндрического экрана формулы для вычисления величины экранного затухания имеют сле­ дующий вид:

B =-Tln[1 + (^),J

<2-38>

для низких частот и

 

В = = ^ _ 1 п _ ? = =

(2-39)

для высоких частот.

Эти формулы применимы только к простейшему типу экрана — сплошной металлической трубе и представля­ ют при определении экранирующих характеристики ре­

альных

экранов лишь методологическую ценность как

первое

приближение.

На

рис. 2-14 приведены металлические оболочки со

стыками в поперечном помехонесущем поле. Рассмот­ рим характеристики таких экранов для двух крайних

случаев — экрана

с

аксиальными

стыками

и

экрана

с радиальными стыками

(без зазора). Предполагается,

что проводимость

оболочки в месте стыков равна

нулю.

Для экранов из меди можно считать, что экраниро­

вание происходит

за

счет

токов,

наведенных

в стенках

55

Ток в экране

 

экранов

переменным

rto-

 

мехонесущим полем. Поле

 

 

 

 

 

 

 

 

этих

токов,

взаимодей­

 

 

 

 

ствуя с полем помех, ос­

 

 

 

 

лабляет его действие.

Ток В экране

Стык

 

Очевидно,

что

 

акси­

 

 

 

 

альные стыки (рис. 2-14,а)

 

 

 

 

медных экранов при нуле­

 

 

 

 

вом зазоре, не увеличивая

 

 

6)

 

сопротивления

 

наведен-

 

 

 

помехонесущи н ы м

токам, не

должны

 

 

 

тле

ухудшать

'

 

 

 

 

Рис. 2-14. Металлические

оболоч­

экранирующих

свойств при принятом на­

ки со стыками в помехонесущем

поле.

 

 

 

правлении помехонесуще-

а — экран

с

аксиальными

стыками;

го поля.

Для

этого

слу­

б — экран

с радиальными стыками.

чая

справедливы

 

форму­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лы (2-38) и (2-39).

 

 

 

 

 

Иначе

обстоит

 

дело

 

 

 

 

для

случая,

изображен­

 

 

 

 

ного

на

рис. 2-14,6.

При

 

 

 

 

высоких

частотах

 

за

счет

 

 

 

 

эффекта

вытеснения

тока

 

 

 

 

токи

на стыках

частично

 

 

 

 

компенсируют

друг

дру­

 

 

 

 

га. При дальнейшем

уве­

 

 

 

 

личении

частоты

 

степень

 

 

 

 

взаимной компенсации то­

 

 

 

 

ков на стыках

увеличива­

 

 

 

 

ется

и ими можно

прене­

 

 

 

 

бречь. Тогда получим вы­

Рис. 2-15. Сетчатый экран в по

ражения,

аналогичные

мехонесущем

поле.

 

формуле

коэффициента

 

 

 

 

экранирования для сплош­

 

 

 

 

ного

цилиндрического эк­

 

 

 

 

рана.

 

 

 

 

 

 

При

более низких

частотах, когда токами

на

стыках

пренебречь нельзя, эффект экранирования будет ослаб­ лен из-за появления компоненты искажающего поля, обу­ словленного токами на стыках. Выражение для коэффи­ циента экранирования при этом становится более слож­ ным.

Ниже приводятся формулы для расчета коэффициен­ та экранирования сетчатых экранов (рис. 2-15), получен­ ные Н. Каденом. Примем в соответствии с рис. 2-15

56

следующие обозначения: D — расстояние между рядами проволок; Го —радиус проволок; На — напряженность магнитного поля вне экрана; — напряженность маг­ нитного поля внутри экрана. Имеется в виду, что рас­ стояния между проволоками экрана в рядах одинаковы.

Тогда коэффициент экранирования выразится форму­

лой

 

S = Z 1 T =

ZT

•

(2-4 °)

где

Ri — комплексное

сопротивление

проволок

перемен­

ному току; при Гг<б

(низкие

частоты) Rt равно сопро­

тивлению постоянного

тока.

 

 

 

 

Сетчатый экран можно считать эквивалентным экра­

ну

со сплошными стенками толщиной

d = 2r< с

проводи­

мостью, уменьшенной в отношении коэффициента запол­ нения стенки экрана проволокой, равного яг;: 2а.

Предельная величина коэффициента экранирования при частоте поля f—>~оо будет равна:

При экстраполяции приведенных формул для цилинд­ рических сетчатых экранов достаточно заменить пара­ метр D на соответствующий геометрический параметр цилиндрического экрана:

S««» = ^ l k '

<2-42>

где R3 — радиус экрана.

Для электрического поля соответственно можно по­

лучить:

 

 

 

S = ~^-^-ln-^~

 

для

Еа

nRa

2nrt м

^

На практике для оценки сравнительного действия экранов различных конструкций эффективность замкну­ тых экранов часто оценивается величиной сопротивления связи. Особенно удобен этот метод оценки, когда экра­ нируются помехонесущие цепи.

57

 

 

 

 

 

Рассмотрим

действие

 

 

 

 

 

экрана со щелью в поме­

 

 

 

 

 

хонесущем магнитном по­

 

 

 

 

 

ле

Н0

(рис. 2-16).

Вели­

 

 

 

 

 

чина Н0 связана с поме-

 

 

 

 

 

хонесущим током помех /

 

 

 

 

 

соотношением

 

 

Рис. 2-16. Экран со щелью в

маг­

 

 

/ =

# 0

Л ,

 

где А — периметр

экрана.

нитном

поле.

 

 

Помехой ©сущее

маг­

 

 

 

 

 

1 f

t

t

н\ ь М М

!

нитное

поле

Но ослабля­

ется действием

экрана и

Y///////////////S

1 Ш////////Л

 

вызывает в подверженной

 

 

 

 

 

влиянию цепи напряжение

 

V

 

 

 

помех Uo-

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина

сопротивле­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния связи zs

определяется

Рис. 2-17. Экран со щелью в элек

соотношением

 

 

 

zs=Uo/HoA

= Uo!I.

трическом

поле.

 

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно,

чем -меньше

величина

сопротивления

связи, тем выше экранирующая

способность

экрана.

 

 

 

 

 

 

 

Подробный вывод расчетных формул для этой задачи

дан Н. Каленом [Л. 23]. Поэтому

мы приводим

здесь

только результирующие формулы. Результаты расчета даны для магнитного и электрического полей.

Для экрана в магнитном поле при b<^d в полярных

координатах

величина

магнитного потенциала ф м

выра­

жается

формулой

 

У 1 + ( 1 - / ) (2 +

 

 

 

 

 

,

\

/ 2 6

7,+

 

 

 

 

 

 

Н, COS а

 

 

(2-43)

Напряжение

U, наведенное в проводах

 

1 и 2,

равно:

Х [ 1

+ ( 1

-

/)

о

«+"4)4]Г(

 

^ Н 0 ^ -

(2 +

 

 

 

 

 

 

 

¥

 

(2-44)

58

Смотрите также файлы