Лекции - Защита электронных устройств от воздействия электромагнитных помех
Подождите немного. Документ загружается.
Рис. 14. Экран В между телами А И Б.
Ослабление связи между телами А и Б зависит от естественного затухания
волны электрического поля за счет разноса тел, т.е. U2/U1. Поэтому общее
затухание поля характеризуется коэффициентом связи
, (26)
где D – диаметр тела А, h и b – расстояние тел А и Б от заземляющей
поверхности.
Чем меньше ксв, тем меньше взаимное воздействие элементов и тем больше их
развязка. Экранирующий эффект заземленного металлического листа
заключается в шунтировании на корпус большей части паразитной емкости,
имеющейся между источником и приемником наводок.
Обобщая все сказанное выше, можно сформулировать способы уменьшения
емкостной связи между телами (элементами) А и Б.
1. Отделять на максимальное расстояние элементы А и Б.
2. Менять ориентацию элементов так, чтобы наводки компенсировались.
3. Использовать в конструкции миниатюрные радиоэлементы;
при недостаточности всех этих мер, между элементами устанавливают экран,
служащий для экранирования электрического поля.
Используя электростатический экран, важно, чтобы от хорошо был заземлен,
т.е. соединен с корпусом. При этом применение проводников, соединяющих
экран с корпусом недопустимо.
Экран – не обязательно соединенная с корпусом перегородка между
элементами. В некоторых случаях таким экраном может служить крышка
корпуса, в котором располагаются эти элементы (рис. 15)
6
6
Рис. 15. Экранирование крышкой.
Если С3=
, т.е. крышка плотно прижата к корпусу, С1 и С2 не будут связывать
элементы А и Б. Связь между ними будет осуществляться только через емкость
Спар, величина которой на много меньше этой емкости без крышки. В табл. 2
приведены некоторые из способов соединения крышки с корпусом.
6
6
6
6
6
Таблица 2.
Эскиз Краткая характеристика
Пружинный контакт. Сжатие
контактов происходит из-за реакции
уплотнительной резины 2 и
деформации контактной пружины 3.
Контактная полоса 4 прикреплена к
дверному полотну 5. К проему экрана
приварен угольник 1, к которому
крепится пружина 3 и уплотненная
резина 2.
Для сохранения контакта на двери
должно быть установлено прижимное
устройство.
Торцовое одноконтактное устройство
с дополнительным контактом в точке
а: 1 – каркас двери, 2 – контактная
пружина, 3 – каркас коробки.
Применяется для экранированных
камер.
Комбинированный двойной контакт.
Контакты расположены как на
торцевой части двери, так и на
полотне, что позволяет обходиться без
зажимного замка: 1 – экран, 2 –
дверное полотно, 3 – контактная
пружина, 4 – контактная планка, 5 –
дверная коробка.
6
Эскиз Краткая характеристика
Контакт “ножевого” типа. Пружина 3
из бронзы (ленточная, разрезная)
крепится к крышке, контактным
ножом является корпус 2.
6
6
6
6
Контакт, применяемый для часто
открываемых крышек. Плотный
контакт между экраном 1 и крышкой 4
создается с помощью стягивающего
винта 3. Медная плетенка 5, в которой
шнур 2 имеет плотный контакт с
крышкой.
Вывод металлической оси ручки
(настройки) мощного каскада.
Контактное устройство выполнено в
виде контактных щетков – манжет,
одеваемый на металлическую ось с
внутренней стороны, которые
соприкасаются своими контактными
частями с поверхность экрана: 1 –
штурвал (ручка), 2 – панель, 3 – втулка,
4 – манжета, 5 – вал.
Вывод неметаллической оси ручки
управления. Последняя проходит через
металлический патрубок 2. 1 – экран, 3
– ось.
Экранирование смотровых окон
применением стекол 5 с
токопроводящими поверхностями. Для
улучшения контакта поверхности стела
с экраном 3, используется уплотненная
резина 4, обложенная контактной
прокладкой из оловянной фольги 6.
Места контакта прижимной скобы 1 с
прокладкой 6 и экраном необходимо
лудить. Конструкция стягивается
винтом 2.
Экранирование контрольных
измерительных гнезд: а – с
использованием предельных
волновыводов, б - с применением
заглушки. 1 – экран, 2 – контактное
гнездо, 3 – заглушка, 4 – контактная
прокладка, 5 – патрубок.
Если экран состоит из отдельных отсеков изолированных друг от друга, то при
наличии общей крышки их герметичность обеспечивается использованием
резинового жгута с латунной сеткой. В РЭС всегда имеются металлические
части служащие не для экранирования, а для крепления, предохранения от
повреждений, амортизации, и т.д. Не соединенные металлические детали
расположенные в близи источников или приемников напряжений, могут
образовывать паразитные связи. Поэтому и в данном случае необходимо
обеспечивать надежный контакт с корпусом всех нетоконесущих деталей
устройства. Съемные детали должны иметь по всему периметру
соприкосновение металлической покрытие, не подверженное коррозии. Не
съемные – должны быть приварены, припаяны. Особенно сложно осуществить
из-за оксидных нетокопроводящих пленок контактное соединение из
алюминиевых и магниевых сплавов. В этом случае применяются
самонарезающие винты, лепестки из биметалла АПМ, врезающиеся шайбы и
пластины, герметизацию мест присоединения компаундом и другие способы.
6
2.2. Экранирование поля диполя.
Поле диполя представлено на рис. 16. Заключив его в экран, получим
полностью экранированное внешнее пространство, для которого напряженность
электрического поля E равна нулю (рис. 17).
Рис. 16. Схематическое Рис. 17. Экранирование поля
изображение диполя. диполя.
Пояснение процесса экранирования дано с помощью рис. 18.
Рис. 18. экранирование поля диполя металлической оболочкой, состоящей из
двух частей.
До соприкосновения обеих частей экрана на каждой из них существуют
индивидуальные заряды того же знака, что и заряды соответствующих половин
диполя. Вне экрана будет существовать электрическое поле по величине такое
же, как при отсутствии экрана. При соприкосновении частей экрана в его
внешней поверхности возникает затухающий колебательный процесс, в
результате которого энергия поля перейдет в другие виды. Поэтому вне экрана
E=0.
2.3. Магнитостатическое экранирование.
Вокруг витка с постоянным током существует постоянной магнитное поле с
напряженностью H
o
зависящее от точки измерения (рис. 19).Т.к. любой
реальный виток имеет конечное сопротивление, то для поддержания в нем тока
необходим источник задающего напряжения, а в пространстве вокруг витка,
кроме постоянного магнитного поля, существует еще и постоянное
электрическое поле. Однако, экранирование источников постоянного
электрического поля уже изучено, поэтому свое внимание сосредоточим на
экранировании только магнитного поля.
Окружим виток замкнутым экраном. Если экран изготовлен из немагнитного
материала, т.е. из материала которого =1 (медь, алюминий), то он не окажет на
магнитное поле ни какого влияния, т.е. эффективность экранирования в
установившимся режиме будет равна 1 (рис. 20)
Рис. 19. Поле витка с Рис. 20. Экранирование витка
постоянным током. с током э 1.
6
Если материал изготовлен из материала >1, то он намагнитится и созданное
им вторично поле, сложившись с первичным приведет к ослаблению поля вне
экрана (рис. 20). То есть силовые линии поля витка, встречая экран,
обладающий меньшим магнитным сопротивлением, чем свободное
пространство, стремятся пройти по стенкам экрана и в меньшем числе
проникают в пространство вне экрана. Такой экран одинаково пригоден для
защиты от воздействия магнитного поля и для защиты внешнего пространства
от влияния магнитного поля созданного источником внутри экрана (рис. 21).
Изменение направления магнитного потока на границе двух сред с различными
магнитными проницаемостями
r1
и
r2
определяется выражением:
, (27)
где углы
1
и
2
показанные на рис. 22.
Если магнитная проницаемость одной среды бесконечно велика, т.е.
r2
/
r1
,
то угол
1
стремится к 90
0
, и поток выходит из среды с
r2
(с бесконечно
большой магнитной проницаемостью) под прямым углом. Хотя сред с = нет,
тем не менее практически считают, что магнитные силовые линии нормальны
(перпендикулярны) к поверхности ферромагнитных тел
Рис. 21. Экранирование элемента А от внешнего поля Н.
Эффективность экранирования цилиндрического экрана можно определить,
пользуясь рис. 21 при r1= r3 1, а r2 1.
Рис. 22.