рис. 3.14, е: эффект заземления экрана на одном конце тот же, что и при заземлении на обоих концах, поскольку длина цепи и экрана существенно меньше рабочей длины волны. Причины улучшения защиш,енности схемы на рис. 3.14,3 по сравнению с ж объяснить трудно; Возможной причиной может быть уменьшение площади эквивалентной петли. Более плотная скрутка проводов (схема па рис. 3.14, и) позволяет дополнительно уменьшить магнитную связь. Кроме того, при этом уменьшается и электрическая связь (в обоих проводах токи наводятся одинаково).

Согласно рис. 3.15 электрическая связЬ на частоте 60 Гц увеличивается при увеличении сопротивления цепи.

Как видно из рис. 3.16, с изменением частоты наводимое напряжение увеличивается с крутизной 20 дБ/декада. Защищенность как экранированных, так и неэкраниро-

7-2,

Ofii 10~ ИЗ 1

Рис.

НаВодимов напряжвиие,В

3.15. Электрическая связь между парами ИП (115 В, 60 Гц) - РП длиной 3 м, разомкнутыми на копце.

ванных пар, отстоящих от ИП на rf=19 мм, увеличивается несущественно при применении экрана из магнитоне-проницаемого материала на частотах ниже 1 кГц, и при

Рис. 3.16. Электромагнитная связь ежду двумя парами проводов диаметром £)=1,02 мм, длиной /= =3 м, сопротивление нагрузки 1 кОм:

1) пары проложены рядом (d=0), /*1 А; 2) d=19 мм, / = I А; 3) пара РП экранирована, d=19 мм, / = 1 А; - экран заземлен иа одном конце; ------ экран заземлен на

обоих концах; 4) d=l9 мм, / 0,3 А; 5) скрученная сетевая пара, d=19 мм, /=1 А.

300- 10 Частота, Гц

заземлении экранированного провода только на одном конце на частотах ниже 10 кГц. Кроме того, согласно рис. 3.16 скручивание сетевых проводов уменьшает магнитное влияние примерно на 20 дБ.

При сильных ЭМП хорошо зарекомендовали себя заземленные коаксиальные кабели, которые обычно используются на частотах 20 кГц- 10 ГГц. Однако в особенно тяжелых условиях при.ходится прибегать к более сложным конструкциям кабелей и к более с.5ожным методам защиты от помех.

Источник Хоансисшьныи - сточнин 1<оансиальнь1й

сигнала сигнала кабель

к % % i i

Источник Источник сигнала \ \ \\ \ \ сигнала Шгруэка

Нагругка ()(Q

Источник

сигнала ч Датчик fH-H? сатписеа

1.<3<=>ё=.>Нагрузка ОзОСЭСЭООоЩ

0; Заземление Источник В почВу сигнала ---------г-.--------т-.

/Горлус Зазтленив %

втаратурш в почбу

ж) - 3)

Рис. 3.17. Помехозащищенные кабели различной конструкции:

а - земляные токи в коаксиальном кабеле; б - сокращение числа точе4 заземления; е - трехпроводный коаксиальный кабель; г - трехпроводный коаксиальный кабель с внутренним экраном; а - симметричная экранированная скрученная пара; е - заземление симметричной экранированной пары о одной точке; яе - четырехпроводный коаксиальный кабель - симметрична* пара с двойным экраном; s - заземление четырехпроводкого коаксиального кабеля в одной точке.

♦

Обычно внешний проводник коаксиального кабеля заземляется около источника, нагрузки или в промежуточных точках (рис. 3.17, а). При этом по внешнему проводу протекают земляные или общие токи, вследствие чего появляются паразитные связи с другими цепями. Такого рода связь и Помехи особенно заметны на частотах ниже 100 кГц, и для борьбы с ними следует уменьшать число точек заземления внешнего проводника (рис. 3.17,6). Соответственно всю аппаратуру системы следует заземлять в одной точке - около источника сигнала. Однако такой способ заземления уменьшает эффективность экрана Фарадея. на ВЧ.

Вблизи мощных источников помех кабель становится приемной антенной. Наиболее опасными являются переходные помехи - токи, наведенные в соседних -цепях многопроводных кабелей.

Для защиты от внешних электромагнитных полей применяют коаксиальные трехпроводные кабели и симметричные экранированные пары.

Коаксиальный трехпроводный кабель представляет собой коаксиальную пару, помеш.енную в медную оплетку (экран Фарадея) и изолированную от нее. Таким образом, оплетка служит экраном, ее заземляют, как показано на рис. 3.17, в, благодаря чему земляные токи не замыкаются через сигнальную пару.

В трехпроводном кабеле с внутренним экраном (рис. 3.17, г) экран соединяется с внутренним проводником около источника сигнала, а на другом конце линии изолирован и служит экраном Фарадея между внутренним проводником и внешним экраном на частотах, для которых В таком кабеле распределенная емкость и соответственно потери существенно уменьшаются. Трехпроводный кабель с внутренним экраном эффективно применяют в НЧ системах передачи данных, где распределенная емкость коаксиального кабеля ограничивает пропускную способность высокоомных цепей. Используют также только два внешних проводника трехпроводного кабеля, которые образуют низкоомную (примерно 12 Ом) линию передачи сильноточных импульсов (например, для управления лазерами или электровоспламеняющими устройствами).

В симметричной экранированной паре, показанной на рис. 3.17, д, скручивание предотвращает магнитное влияние (см. ранее). Кроме того, подобно трехпроводному кабелю симметричная экранированная пара защищена от земляных токов и электрического влияния. Однако такую пару можно применять на частотах до 10 МГц, так как на более высоких частотах растут потери передачи. Симметричная экранированная цара (с сопротивлением 124 Ом) используется для передачи видеосигналов.

В слаботочных системах симметричная экранированная пара позволяет избежать помех благодаря наличию общих участков разных цепей. Например, такую пару можно использовать для передачи сигналов датчика к самописцу или гальванометру (рис. 3.17, е), заземлив ее только у датчика.