屏蔽電纜接地產(chǎn)生的電場(chǎng)屏蔽

屏蔽電纜作為電磁兼容控制的重要手段,可以有效的抑制電磁干擾。采用屏蔽的電纜，一方面可以有效的抑制空間電磁場(chǎng)對(duì)傳輸線(xiàn)的影響，避免通信失效，噪音增大，傳輸誤碼，信號(hào)誤差等現(xiàn)象；另一方面也可以降低電纜內(nèi)傳輸信號(hào)對(duì)外的電磁輻射，減小對(duì)周?chē)姶怒h(huán)境的污染，防止信息的泄露和失密。屏蔽電纜的屏蔽層只有在接地以后才能起到屏蔽作用。

1.屏蔽層接地產(chǎn)生的電場(chǎng)屏蔽

由于兩根平行導(dǎo)線(xiàn)之間的電場(chǎng)偶合會(huì)產(chǎn)生竄擾,如圖 1 所示，設(shè)其中一根為屏蔽電纜，并接在敏感電路中。則源電路導(dǎo)線(xiàn)對(duì)屏蔽電纜屏蔽層的偶合電容為 C2S，而屏蔽層對(duì)內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)的偶合電容為 C1S,屏蔽層對(duì)地的偶合電容為 CSE。可見(jiàn)，源導(dǎo)線(xiàn)上的騷擾電壓V 會(huì)通過(guò)C2S偶合到屏蔽層上,再通過(guò)偶合到芯線(xiàn)上。如果屏蔽層接地,被短路，則通過(guò)被屏蔽層短路至地，不能在偶合到芯線(xiàn)上,從而起到了電場(chǎng)屏蔽的作用。屏蔽層的接地點(diǎn)通常選在屏蔽電纜的一端,稱(chēng)單端接地。如果屏蔽層不接地,由于其面積比普通導(dǎo)線(xiàn)大,偶合電容也大，產(chǎn)生的偶合量也大,將比不用屏蔽電纜時(shí)產(chǎn)生更大的電場(chǎng)偶合,這是需要注意的。此外,當(dāng)頻率較高或電纜較長(zhǎng)時(shí),還應(yīng)每隔λ/10（λ為騷擾信號(hào)的波長(zhǎng)）的距離接一次地。

2 .屏蔽層接地產(chǎn)生的磁場(chǎng)屏蔽

2.1 一點(diǎn)接地原則（單端接地）

考慮電磁感應(yīng)。這種情況下，與電壓V 無(wú)關(guān),問(wèn)題在于電流I引起的磁通Φ。如圖1 所示,將 A 點(diǎn)與C 點(diǎn)、B 點(diǎn)以及D 點(diǎn)分別用線(xiàn)連接起來(lái),顯然,這樣就構(gòu)成A B C D 的回路。由于磁通 與該回路連接,故在該回路產(chǎn)生電壓e：

（2.1.1）

式中,為與回路連接的磁通,A B 越長(zhǎng)或 A C 、B D 的長(zhǎng)度越長(zhǎng)， `就越大,e 也隨之變大。設(shè)由于該電壓 e 而回路通過(guò)電流Is,Is故當(dāng)然通過(guò)屏蔽。設(shè)屏蔽的電阻為 Rs,感抗為 Ls，則電流 Is為：

（2.1.2）

由于篇幅關(guān)系,推導(dǎo)過(guò)程從略。由于Is,也既由于e 而使內(nèi)導(dǎo)體,即導(dǎo)體 1 兩端產(chǎn)生電壓 e1：

（2.1.3）

若頻率變高,則。為消除 e1,就應(yīng)該避免組合回路。就圖1 而言,有效利用A C 或B D ,斷開(kāi)其中的一方，就能避免形成回路。若不形成回路,則e1便等于零，也就不存在噪聲的偶合。這就是*的“一點(diǎn)接地原則。

2 .2 兩點(diǎn)接地原則（雙端接地）

設(shè)屏蔽層中流有均勻的軸向電流 Is,如圖 2 所表示。則磁力線(xiàn)在管外，屏蔽層電感可表示為：

（2.2.1）

式中， 為 Is產(chǎn)生的全部磁通。由于磁通同樣包圍著芯線(xiàn)。根據(jù)互感的定義，屏蔽層和芯線(xiàn)之間的互感應(yīng)為：M =/Is （2.2.2）故M =Ls （2.2.3）設(shè)US是騷擾電壓源，電流I1流過(guò)芯線(xiàn)，如圖3 所示，LS和rS分別為屏蔽層的電感和電阻。如果屏蔽層不接地或只有一端接地，屏蔽層上無(wú)電流通過(guò)，電流經(jīng)地面返回，屏蔽層不起作用。當(dāng)屏蔽層兩端接地，接地點(diǎn)為 A點(diǎn)和 B 點(diǎn)，I1在 A 點(diǎn)將分兩路到達(dá) B 點(diǎn)，再回到源端，屏蔽層中的電流 I1為：

（2.2.4）

由上式（2.2.3）中 M = LS,則有：

（2.2.5）

式中,為屏蔽層截止頻率。當(dāng)時(shí),ISI1，IG0,I1幾乎全部經(jīng)由屏蔽層流回源端,屏蔽層外由和回流產(chǎn)生的磁

場(chǎng)大小相等,方向相反,因而互相抵消,抑制了騷擾源的向外輻射。至 于 什 么 時(shí)候采用一點(diǎn)接地（單端接地）還是兩點(diǎn)接地（ 雙端接地）,這就要看使用者是想要抑制空間電磁場(chǎng)對(duì)傳輸線(xiàn)的影響；還是降低電纜內(nèi)傳輸信號(hào)對(duì)外的電磁輻射。