实践表明,按照屏蔽设计规范设计屏蔽机箱一般很容易达到60-80dB屏蔽效能,但往往由于电缆处置不当,造成系统产生严重电磁兼容问题。90%电磁兼容问题是由于电缆造成。这是因为电缆是高效电磁波,这也就是为什么两台独立进行电磁干扰测试时完全合格设备通过电缆连接起来后,系统就不再合格了得原因。本文主要介绍如何利用滤波连接器来减小电缆上共模高频电流。
电缆产生辐射尤其严重。电缆之所以会辐射电磁波,是因为电缆端口处有共模电压存在,电缆在这个共模电压驱动下,如同一根单极天线.
它产生电场辐射如下式所示:
E = 12.6 × 10 -7 ( f I L ) ( 1 / r )
式中,I是电缆中共模电流强度,L是电缆长度,f是共模信号频率,r是观测点到辐射源距离。要减小电缆辐射,可以减小高频共模电流强度,缩短电缆长度。电缆长度往往不能随意减小,控制电缆共模辐射最好方法是减小高频共模电流幅度,因为高频共模电流辐射效率很高,是造成电缆超标辐射主要因素。
减小电缆上共模高频电流一个有效方法是在电缆端口处使用低通滤波器,滤除电缆上高频共模电流。传统上都是将滤波器安装在线路板上电缆端口处.
滤波器这种安装方式有一个问题就是经过滤波后信号线在机箱内较长,容易再次感应上干扰信号,形成新共模电流,导致电缆辐射。再次感应信号有两个来源,一个是机箱内电磁波会感应到电缆上,另一个是滤波器前干扰信号会通过寄生电容直接耦合到电缆端口上。解决这个问题方法是尽量减小滤波后暴露在机箱内导线长度。 滤波器这种安装方式有一个问题就是经过滤波后信号有两个来源,一个是机箱内电磁波会感应到电缆上,另一个是滤波前干扰信号会通过寄生电容直
滤波连接器是解决这个问题理想器件。滤波连接器每个插针上有一个低通滤波器,能够将插针上共模电流滤掉。这些滤波连接器往往在外形和尺寸上与普通连接器相同,可以直接替代普通连接器。由于连接器安装在电缆进入机箱端口处,因此滤波后导线不会再感应上干扰信号.
当然使用屏蔽电缆也能够解决电缆辐射问题。但使用滤波连接器方案在许多方面要优于屏蔽电缆,下面列举一些滤波连接器优点:
滤波连接器能够将电缆中干扰电流滤除掉,从而彻底消除电缆辐射因素。而屏蔽电缆仅仅是防止干扰通过电缆辐射,实际这些干扰电流还在电缆中。因此当主机通过屏蔽电缆与打印机连接时,干扰电流会流进打印机,通过打印机天线效应辐射。
滤波连接器抑制电缆辐射效果比屏蔽电缆更稳定。屏蔽电缆效果在很大程度上决定于电缆端接。由于电缆频繁拆装或较长时间后搭接点氧化,端接阻抗会增加,造成屏蔽效能下降。