【導(dǎo)讀】EMC工程師在整改過(guò)程中，處理線纜的輻射問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常會(huì)采取屏蔽措施，將暴露的線纜采用導(dǎo)電膠帶，銅箔的方式纏繞，或者直接采用帶有屏蔽層的同軸線。在屏蔽的兩端進(jìn)行接地，有時(shí)候遇到另一端附近是插頭，附近找不到合適的接地點(diǎn)，經(jīng)常只有一頭是接地處理。這樣的處理方式跟不接地有多少區(qū)別，跟兩端都接地又有多少區(qū)別？本文就來(lái)討論一下這個(gè)問(wèn)題。
一、我們知道線纜輻射的產(chǎn)生，是由于ΔU的存在。屏蔽層中存在的ΔU正是驅(qū)動(dòng)噪聲不斷向空間輻射的動(dòng)力。這里借由仿真工具查看屏蔽層中的ΔU，我們建立一端長(zhǎng)度為60cm的同軸線，用來(lái)模擬加屏蔽層的單線，線纜型號(hào)為RG58。
創(chuàng)建上圖的spice模型，并進(jìn)行電路搭建。首先，屏蔽層不做接地處理，在線纜內(nèi)芯和屏蔽層兩端分別放置探頭，如下圖。
激勵(lì)波形為一隨機(jī)的方波信號(hào)，如下圖。
仿真得到P3和P4的電壓，如下圖。
這里，我們定義電壓P3-P4為需要的ΔU波形，經(jīng)過(guò)處理后得到下圖。從結(jié)果可以看到，不接地的屏蔽層中存在很高的ΔU電壓信號(hào)。
采用同樣的方法，分別仿真P3端接地、P4端接地、兩端接地。得到ΔU波形并和上圖中的ΔU進(jìn)行比較。
從上圖可以看出，兩端接地的屏蔽效果是最好的，ΔU曲線除了前段有個(gè)接近-0.5V的小包外，其余幅值均在0.05v左右。P3接地和P4接地的效果相當(dāng)，差別僅在相位上；不接地處理方式的屏蔽層存在較大的ΔU。
二、一米法遠(yuǎn)場(chǎng)的輻射值對(duì)比
為了驗(yàn)證上述結(jié)果，我們采用另一個(gè)仿真工具，建立一條同樣的RG58線纜，這里對(duì)線纜內(nèi)部的絕緣層進(jìn)行精簡(jiǎn)處理，采用空氣替代。與上面不同的是，這次我們查看的是遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果，這里我們按照GJB151設(shè)置遠(yuǎn)場(chǎng)為一米法。
同樣的，設(shè)置四組對(duì)照組，分別為兩端接地、不接地、波端口接地、波尾部接地。激勵(lì)波形采用第一步仿真中保存的波形參數(shù)。對(duì)其仿真結(jié)束后，將一米法的電場(chǎng)信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如下圖：電場(chǎng)對(duì)比
磁場(chǎng)對(duì)比
由于設(shè)置線纜長(zhǎng)度的原因，166MHz處剛好有個(gè)諧振峰（沒(méi)有必要的前提下，盡量縮短線纜長(zhǎng)度，否則即使屏蔽，即使接地處理，依舊有相當(dāng)強(qiáng)烈的EMI產(chǎn)生），從遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果來(lái)看，不做接地處理的屏蔽線纜，其電場(chǎng)和磁場(chǎng)輻射值是最強(qiáng)的，尾部接地處理的結(jié)果要高于波端口處接地，甚至非常接近不接地處理。檢查激勵(lì)信號(hào)波形和P3位置的波形，將其對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩波形是剛好反相位的，所以激勵(lì)信號(hào)加強(qiáng)了屏蔽層的EMI信號(hào)，使其輻射值變大。如下圖
相反的，波端口位置接地的波相位剛好相同，這就使屏蔽層與線芯內(nèi)部信號(hào)能夠相互抵消，降低了EMI信號(hào)。如下圖
結(jié)論：
1、在必要的情況下，兩端都進(jìn)行接地結(jié)果是最理想的；
2、靠近信號(hào)源的接地效果要優(yōu)于遠(yuǎn)離信號(hào)源接地；
3、線纜的長(zhǎng)度越短越好，防止因諧振造成低頻EMI信號(hào)的產(chǎn)生，低頻的EMI信號(hào)對(duì)機(jī)箱的屏蔽將會(huì)是嚴(yán)重的考驗(yàn)！
本文轉(zhuǎn)載自電磁兼容EMC。
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