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4 Möglichkeiten, wie Rauschen in ein Signalkabel und dessen Steuerung eingehen kann - Teil 2

4 Möglichkeiten, wie Rauschen in ein Signalkabel und dessen Steuerung eingehen kann - Teil 2

4 Möglichkeiten, wie Rauschen in ein Signalkabel und dessen Steuerung eingehen kann - Teil 2 (Bildnachweis: news.thomasnet.com)


Fortsetzung von Teil 1… Lesen Sie hier.


Elektromagnetische Induktion und RFI

Im vorherigen Teil dieses technischen Artikels habe ich geschrieben, dass elektrisches Rauschen auf folgende vier Arten auftritt oder in ein Signalkabelsystem übertragen wird:

  1. Galvanischer (direkter elektrischer Kontakt) - Teil 1
  2. Elektrostatische Kupplung - Teil 1
  3. Elektromagnetische Induktion
  4. Radiofrequenzstörung (RFI)

3. Magnetische oder induktive Kopplung

Dies hängt von der Änderungsrate des Rauschstroms und der gegenseitigen Induktivität zwischen dem Rauschsystem und den Signaldrähten ab.

Etwas anders ausgedrückt, der durch magnetische Kopplung induzierte Geräuschpegel hängt von folgenden Faktoren ab:

  • Größe des Rauschstroms
  • Frequenz des Rauschstroms
  • Von den Signaldrähten eingeschlossener Bereich (durch den der magnetische Fluss des Rauschstroms abfällt)
  • Der Abstand von der störenden Geräuschquelle zu den Signalleitungen ist umgekehrt.

Die Wirkung der magnetischen Kopplung ist in gezeigt Abbildung 1 unten.

Magnetkupplung

Abbildung 1 - Magnetkupplung


Die durch magnetische Kopplung verursachte Rauschspannung lässt sich am einfachsten durch Verdrehen der Signalleiter reduzieren. Dies führt zu einem geringeren Geräusch aufgrund der kleineren Fläche für jede Schleife.

Dies bedeutet weniger magnetischen Fluss zum Durchschneiden der Schleife und folglich eine geringere induzierte Rauschspannung. Darüber hinaus wird die Rauschspannung in jeder Schleife induziert neigt dazu, die Störspannungen aufzuheben von der nächsten sequentiellen Schleife.

Daher wird eine gerade Anzahl von Schleifen dazu neigendie Störspannungen heben sich gegenseitig auf. Es wird angenommen, dass die Rauschspannung in jedem Signaldraht in gleichen Größenordnungen induziert wird, da sich die Drähte verdrehen und einen ähnlichen Abstand von der Rauschspannung erhalten (siehe Abbildung 3).

Verdrillen von Drähten zur Reduzierung der magnetischen Kopplung

Abbildung 3 - Verdrillen von Drähten, um die magnetische Kopplung zu reduzieren


Der zweite Ansatz besteht darin, eine magnetische Abschirmung um die Signaldrähte zu verwenden (siehe Abbildung 4).

Der aus den Störströmen erzeugte magnetische Fluss induziert kleine Wirbelströme in der magnetischen Abschirmung. Diese Wirbelströme erzeugen dann einen entgegengesetzten magnetischen Fluss Φ1 zum ursprünglichen Fluss Φ2. Dies bedeutet einen geringeren Fluss (Φ2 - Φ1) erreicht unsere Schaltung!

Verwendung einer magnetischen Abschirmung zur Reduzierung der magnetischen Kopplung

Abbildung 4 - Verwendung einer magnetischen Abschirmung zur Reduzierung der magnetischen Kopplung


Hinweis: Die magnetische Abschirmung Erfordert keine Erdung. Es funktioniert nur, indem es präsent ist. Hochpermeabler Stahl bietet die besten magnetischen Abschirmungen für spezielle Anwendungen. Ein galvanisierter Stahlkanal bildet jedoch eine recht effektive Abschirmung.

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4. Hochfrequenzstrahlung

Die durch elektrostatische und induktive Kopplung induzierten Rauschspannungen (oben diskutiert) sind Manifestationen des Nahfeldeffekts, bei dem es sich um elektromagnetische Strahlung in der Nähe der Rauschquelle handelt.

Diese Art von Interferenzen ist oft schwer zu beseitigen und erfordert eine sorgfältige Erdung des benachbarten elektrischen Stromkreises, und die Erdverbindung ist nur für Stromkreise in unmittelbarer Nähe der elektromagnetischen Strahlung wirksam.

Die Auswirkungen elektromagnetischer Strahlung können vernachlässigt werden, wenn die Feldstärke 1 V / m nicht überschreitet. Dies kann durch die Formel berechnet werden:

Die Auswirkungen elektromagnetischer Strahlung

Wo ist die Feldstärke? Volt / MeterMacht ist in Kilowatt und Entfernung ist in Kilometer.

Die zwei am häufigsten verwendeten Mechanismen zur Minimierung elektromagnetischer Strahlung sind:

  1. Richtige Abschirmung (Eisen)
  2. Kondensatoren schieben die Störspannungen gegen Erde ab.

Unvollständig geschirmte Leiter fungieren als Empfangsantenne für das Funksignal. Daher ist darauf zu achten, dass eine freiliegende Verdrahtung gut abgeschirmt wird.

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Referenz: Praktische Erdung, Verklebung, Abschirmung und Überspannungsschutz - G. Vijayaraghavan, B.Eng (Hons) Beratender Ingenieur, Chennai, Indien

Bemerkungen: