凡亿专栏 | 屏蔽接地相关电路、特点及注意事项详解
屏蔽接地相关电路、特点及注意事项详解

电子工程师在设计电子产品时会注重电磁干扰、散热等多种核心要素,一般来说工程师会选择屏蔽、接地、滤波等多种EMC技术来抑制电磁干扰带来的影响,其中屏蔽接地技术是常见的接地技术之一,常用于电缆、变压器等。今天本文将分享屏蔽接地的基础知识及电路,希望对小伙伴们有所帮助。

为了抑制噪声,电缆、变压器等的屏蔽层需接地,相应的地线称为屏蔽地线,在低阻抗网络中,利用低电阻导体可降低干扰作用,故低阻抗网络常用作电气设备内部高频信号的基准电平(如机壳或接地板),这种端接点应标明符号“”,公共基准电位的连接应使用单独点尽可能靠近PE端子直接接地或连接它自己的外部(无噪声)大地导体端子。设备中的“”端子一般作为屏蔽地。

屏蔽电缆的选择

屏蔽电缆可分为普通屏蔽线、双绞屏蔽线、同轴电缆的话,普通带编织层的多芯电缆具有电场屏蔽作用,双绞屏蔽线其总屏蔽层可以抑制电场干扰,双绞线可以抑制磁场干扰。

①普通屏蔽线

适用于工作频率30KHz以下,特殊情况可用到几百千赫。常用于输入信号线、模拟信号线等。

②双绞线和屏蔽双绞线

适用于工作频率100KHz以下,特殊情况可用到几百千赫,双绞线具有较好的磁场屏蔽性能,双绞线常用于直流电源线、小功率交流电源线。屏蔽双绞线常用于编码器信号线、高频信号线等。

对于高频电路(f>1MHz),电路通常是双端接地,屏蔽电缆的屏蔽层也应双端接地,双端接地能对电场产生屏蔽,对高频磁场也能产生屏蔽作用,屏蔽的电力电缆的屏蔽层应在电缆两端接地。

当电缆的长度l>0.15入(入=c/f)时,则采用多点接地。一般屏蔽层按0.05入或0.1入的间隔接地,至少应该在屏蔽层两端接地,以降低地线阻抗,减少地电位引起的干扰电压;

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数控系统中数控装置与伺服驱动器、变频器间的信号传输线一般推进采用屏蔽双绞线,且屏蔽层采用双端接地方式。

对于输入信号电缆的屏蔽层不能在机壳内接地,只能在机壳的入口处接地,此处屏蔽层上的外加干扰信号直接在机壳入口处入地,避免屏蔽层上的外加干扰信号带入设备内部的信号电路上。

对于高输入或高输出阻抗电路,尤其是在高静电环境中,可能需要用双层屏蔽的电缆,这时内屏蔽层可以在信号源端接地,外屏蔽层则在负载端接地;

实现屏蔽层接地时应尽量避免产生所谓“猪尾巴”效应,多芯电缆屏蔽层一般采用电缆金属夹钳接地。

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