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屏蔽线的原理 屏蔽线工作原理

屏蔽线定义:导体外面包裹的导线叫屏蔽线,包裹的导体叫屏蔽层,一般为铜网或铜宝(铝)编织,屏蔽层需要接地,外来的干扰信号可以通过该层导入大地。

作用:避免干扰信号进入内层,避免导体受到干扰,同时减少传输信号的损失。

结构:

(普通屏蔽线)

绝缘层+屏蔽层+导线

(高级屏蔽线)

绝缘层+屏蔽层+信号导线+屏蔽层接地导线

注:在选择屏蔽线时,屏蔽层接地导体的屏蔽层接地导体的绝缘层具有导电功能,可以与屏蔽层导通(有一定的电阻)。

屏蔽线的原理:

屏蔽布线系统起源于欧洲,它是在普通的非屏蔽布线系统之外加上一个金属屏蔽层,利用金属屏蔽层的反射、吸收和趋肤效应来达到防止电磁干扰和电磁辐射的功能,屏蔽系统综合利用双绞线的平衡原理和屏蔽层的屏蔽作用,因而具有非常好的电磁兼容性(EMC)特点。

电磁兼容性(EMC)是指电子设备或网络系统具有一定的抵抗电磁干扰的能力,同时不产生过多的电磁辐射。换句话说,要求设备或网络系统能够在相对恶劣的电磁环境中正常工作,同时不辐射过多的电磁波,干扰周围其他设备和网络的正常工作。

U/UTP(非屏蔽)电缆的平衡特性并不仅仅取决于元件本身的质量(如绞合线),也会受到周围环境的影响。U/UTP(非屏蔽)周围的金属、隐藏的 “地线”、施工过程中的拉扯和弯曲等都会破坏平衡特性,从而降低EMC性能。

因此,只有一个解决方案可以获得持久的平衡特性:用一层额外的铝箔将所有磁芯接地。铝箔增加了对脆弱的双绞线芯的保护,并为U/UTP(非屏蔽)电缆创造了一个人为的平衡环境。这就形成了我们现在所说的屏蔽电缆。

屏蔽电缆的屏蔽原理不同于双绞线的平衡抵消原理,屏蔽电缆是在四对双绞线外多加一层或两层铝箔,利用金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理(所谓趋肤效应是指电流在导体截面上的分布随频率的增加而趋向导体表面分布,频率越高,趋肤深度越小,即频率越高,电磁波的穿透能力越弱),有效防止外界电磁干扰。),有效防止外部电磁干扰进入电缆,也防止内部信号辐射出去,干扰其他设备的工作。

实验表明,频率在5MHz以上的电磁波只能通过38μm厚的铝箔。如果允许屏蔽层的厚度超过38μm,就会使能通过屏蔽层进入电缆内部的电磁干扰频率主要在5MHz以下。应用双绞线的平衡原理,可以有效抵消5MHz以下的低频干扰。

根据最早的布线定义,有非屏蔽电缆–UTP和屏蔽电缆–STP两种类型。后来,随着技术的发展和工艺的不同,又衍生出许多不同的屏蔽类型 1.b) S/FTP (PIMF) 单对铝箔屏蔽加铜丝编织包裹的外层四对导线 PIMF=Pair in Metal Foil。

屏蔽电缆能抵抗外部干扰,主要是因为屏蔽系统能保证信号传输的完整性。屏蔽布线系统可以防止数据传输受到外部电磁干扰和射频干扰。电磁干扰(EMI)主要是指低频干扰,电机、荧光灯和电源线是常见的电磁干扰源。射频干扰(RFI)是高频干扰,主要是无线电频率干扰,包括收音机、电视传输、雷达和其他无线通信。

对于抵抗电磁干扰,选择编织层屏蔽是最有效的,即金属网屏蔽,因为它的临界电阻很低。而对于射频干扰,金属箔层屏蔽是最有效的,因为金属网屏蔽产生的缝隙使高频信号可以自由进出。对于高低频混合的干扰场,就要采用金属箔层加金属网屏蔽的组合,即S/FTP形式的双屏蔽电缆,这样可以使金属网屏蔽用于低频范围的干扰,金属箔层屏蔽用于高频范围的干扰。

IBM ACS屏蔽电缆中铝箔屏蔽层的单层厚度即为50-62μm,能够起到比较完整的屏蔽效果。同时,由于只采用单层屏蔽,对于施工来说会更简单,更容易安装,在施工过程中不容易造成人为破坏,而且铝箔的厚度可以承受更大的破坏。因此可以为用户提供更优质的传输性能。

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