4 sätt där brus kan komma in i en signalkabel och dess kontroll - Del 2

4 sätt där brus kan komma in i en signalkabel och dess kontroll - Del 2 (fotokredit: news.thomasnet.com)

Fortsättning från del 1 ... Läs här.

Elektromagnetisk induktion och RFI

I den tidigare delen av denna tekniska artikel skrev jag om elektriskt brus uppstår eller överförs till ett signalkabelsystem på följande fyra sätt:

1. Galvanic (direkt elektrisk kontakt) - del 1
2. Elektrostatisk koppling - del 1
3. Elektromagnetisk induktion
4. Radiofrekvensinterferens (RFI)

3. Magnetisk eller induktiv koppling

Detta beror på förändringshastigheten för brusströmmen och den ömsesidiga induktansen mellan brussystemet och signalledningarna.

Uttryckt lite annorlunda kommer graden av ljud som induceras av magnetisk koppling att bero på:

• Storleken på brusströmmen
• Frekvensen av brusströmmen
• Område som är inneslutet av signalledningarna (genom vilka magnetströmmen för brusströmmen)
• Inverse avståndet från störande ljudkälla till signaltrådarna.

Effekten av magnetisk koppling visas i Figur 1 Nedan.

Figur 1 - Magnetisk koppling

Det enklaste sättet att minska ljudspänningen som orsakas av magnetisk koppling är att vrida signalledarna. Detta resulterar i lägre ljud på grund av det mindre området för varje slinga.

Därför tenderar ett jämnt antal slingor att haljudspänningarna avbryter varandra. Det antas att brusspänningen induceras i samma storheter i varje signaltråd på grund av att trådarna vrids, vilket ger ett likartat separationsavstånd från brusspänningen (se figur 3).

Figur 3 - Vridning av ledningar för att minska magnetisk koppling

Det andra tillvägagångssättet är att använda en magnetisk sköld runt signaltrådarna (se figur 4).

Det magnetiska flödet som genereras från brusströmmarna inducerar små virvelströmmar i magnetskärmen. Dessa virvelströmmar skapar då ett motsatt magnetiskt flöde Φ₁ till det ursprungliga flödet Φ₂. Detta betyder ett mindre flöde (Φ2 - Φ1) når vår krets!

Figur 4 - Användning av magnetisk skärm för att minska magnetisk koppling

Notera: Den magnetiska skärmen kräver inte jordning. Det fungerar bara genom att vara närvarande. Stål med hög permeabilitet gör bästa magnetiska skärmar för speciella applikationer. Men galvaniserad stålrör gör en ganska effektiv sköld.

Gå tillbaka till Index ↑

4. Radiofrekvensstrålning

Bullerspänningarna inducerad av elektrostatisk och induktiv koppling (diskuterad ovan) är manifestationer av närfältseffekten, vilken är elektromagnetisk strålning nära bullrets källa.

Effekterna av elektromagnetisk strålning kan försummas om inte fältstyrkan överstiger 1 V / m. Detta kan beräknas med formeln:

där fältstyrka är in volt / meter, strömmen är i kilowatt och avståndet är i kilometer.

De två mest använda mekanismerna för att minimera elektromagnetisk strålning är:

1. Korrekt avskärmning (järn)
2. Kondensatorer för att shunta ljudspänningarna till jorden.

Eventuella ofullständigt avskärmade ledare kommer att fungera som mottagande antenn för radiosignalen och därför bör försiktighet vidtas för att säkerställa god avskärmning av alla utsatta ledningar.

Gå tillbaka till Index ↑

Referens: Praktisk jordning, bindning, skärmning och överspänningsskydd - G. Vijayaraghavan, B. Eng (Hons) Rådgivningsingenjör, Chennai, Indien