Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры (1984) (1092053), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Кроме того, 1П й„/жл„/; поэтому А, — А, =- 1п! 1 + — ( — '" + — ") л„1~. Для электростатического поля ге!г„))з„/зв; при этом 2 тм учитывая, что з =/юр/л„„получим Ал .— -- 1и )1 + — ав от~ . э ~ я х (7-0) (7-4) Я = в' =- О, 221ь ~1 — /1 — — 1 1. (7-5) где Нвл — напряженность поля без экрана; Н. — напряженность поля при наличии экрана; 1з — начальная магнитная проницаемость материала экрана; г — толщина экрана, мм; го — радиус эквивалентной сферы, равновеликой по объему с экранированной областью, мм. Из этой формулы вид- Рис. 7-3. Эффективность работы зхранов, выполненных из различных материалов лли различных полей Г0 з0 Ю Ю Гч 376 Для магнитостатического поля могут иметь место два случая. "1) материал экрана немагнитный, з„"/н„)з„/г~~; 2) материал экрана магнитный, з„"7з„<з /зн~ .
Для магнитных материалов получаем А," — -ь~!-ь — — "Й1 =.1 ь.~.— ~ А в где ро — относительная магнитная проницаемость материала экрана; г, — внутренний радиус экрана. Эффективность работы экранов, выполненных из различных материалов, приведена на рис. 7-3. Как видно из рисунка, в области низких частот при экранировании магнитных полей следует использовать экран из магнитных материалов.
Из выражения для ослабления поля за счет поглощенна А,=!п1сЬ А г1, где й„= )I )опто видно что при стремлении ео к 0 с11-+-1 н эффективность экранирования должна равняться нулю. Однако на очень низких частотах и в постоянном магнитном поле эффективность экраннрования будет определяться явлением стягивания , магнитного поля в среду с большей магнитной проницаемостью (экран) и эффективно будет работать экран только нз магнитного материала. Для оценки этого явления можно воспользоваться формулой но, что при увеличении толщины экрана эффективность экранирования возрастает.
Это будет происходить до тех пор, пока не установится соотношение !багз, при этом дальнейшее увеличение толщины экрана не приведет к существенному выигрышу в экранировании. Отсюда можно сделать вывод, что ослабление постоянного магнитного поля не может быть больше 5 =На,(Н,„=0,22р при однослойном экраннровании.
Если использовать многослойное экранирование, то суммарная эффективность будет равна произведению эффективности экранирования каждым слоем. Эффективность экранирования низкочастотного электрического поля будет определяться электропроводностью материала экрана и качеством соединения экрана с корпусом. При стекании электростатических зарядов с экрана по соединению экран — корпус на последнем будет возникать потенциал, пропорциональный сопротивлению этого участка.
Чем меньше сопротивление, тем меньше будет потенциал экрана по отношению к корпусу и, следовательно, тем выше будет эффективность экраннрования. Для немагнитных экранов А," =- 1п~1+ — —" й„1~ — !пав!+ ' . (7-6) 2 зв 2!ч Для плоской волны на низких частотах (зо)зм) Асн !и ~1 -1- ~ ~" й„г~-=!п ~1 -1- — гэог~, (7-7) гм г — гд —. )Гфе .== 367,7 Ом. Эффективность электромагнитного экранирования до частот !Оз Гц должна рассчитываться согласно полному выражению А, =- А + А, =- 1п ! сп й„! ! + !п ! 1 + + — '( — "+ — '" ) ай„(~. Выбор материала и толщины экрана производится по необходимому на заданной частоте ослаблению поля, Целесообразно найти несколько материалов, которые могут обеспечить нужное экраннрованне, а окончательный выбор определится такими факторами, как масса, жесткость конструкции и стоимость.
Выбор материала и расчет ослабления поля удобно производить по номограммам. На рис. 7-4 — 7-6 приведены номограммы для определения эффек- Х 377 тивностн экранирования (в децибелах)' за счет отражения магнитного, электрического и электромагнитного полей, а на рис. 7-7 — номограмма для определения эффективности поглощения поля материалом экрана.
Материалы для экранов. Расчет эффективности экранирования по приведенным формулам не учитывает в реаль- д,(Н) Седефд медь Алюнниид Мнении инп птдкь Кпд а и епь Спаде Лднддп Сталь колодке катаная Сталь нермадеюдкая дя.ют кремннптак сталь ддя-ини" . пепмплнпа гдя-имд нермаллпа Рнс, т-К Номограмма для определения эффективности отражения маг- нитного поля А, (О) иа границе среда — экран зтв герее7кт Медь Ллюниний Млений аинк латунь Микель олйоо А г» 520 702 5 гоо 705 микртс длюсь келадне каталан 70О 70е 70 Гталь карта Оетаеал ЬХ-нал еремине нал сталь 45Хт700 пе77малсте 20Х-лесй Пойиолдпй 707 40 о 70 -20 707о Рис.
7-5. Номограмма для определения вффектиннссти отражения влек- трииеского поля Аь (Е) на границе среда — экран ных конструкциях отверстий, щелей и других дефектов конструкции экрана. Проникновение энергии через эти отверстия и щели на низких и высоких частотах может значительно снизить эффективность экранирования, поэтому всегда следует задаваться повышенным (на 20 — ЗО 770)' ф ослаблением поля против заданного. Конструктивно экран содержит несколько составных июп, частей, котоРые в пРоцессе сбоРки сочленЯютсЯ междУ со- бой разъемными или неразъемными соединениями. Кроме Серейра мейн Л ллммилмг Малгмг Цг! л.
Нинели Опара накипи Сгпалл аллое каг'алая Сгпалн нерма-ремагая ра нал кремггиагпал мла г лта ми лермаллрй пермалеай гр' Рггс. 7-6. Номограмма для определения эффектиааостн отражения плоской полны Аа (Е, Н) на границе среда — экран мест соединений в экране имеются отверстия, через которые проходят монтажные провода. Чтобы уменьшить влияние подобных дефектов экрана, необходимо при конструи* ровании придерживаться определенных правил. Поверхность стыка составных частей экрана не должна пересекать магнитных силовых линий поля и линий наведен'ных в экране токов. Стык должен быть направлен вдоль этих линий. На рис. 7-8 приведены схемы конструкций экранов с правильным и неправильным соединением дна и корпуса экрана.
Прн правильном соединении увеличение глубины захода основания экрана на корпус его ведет к уменьшению магнитного сопротивления стенки. При флане цевом соединении двух частей экрана увеличение ширины фланца не приводит к снижению магнитного сопротивления стыка вследствие того, что магнитное поле в стыке экрана стремится к минимальному искажению. с/ 45я.лиа лерйаллаи ля -лал лренеагнаа аамль аалсль гюаль ларри реющая Слазь хеюрлн лааюлал Сереера гель грел Ллюлали7 ргагллр $ФйфФ Рис.
7-7. Номограмма для определения эффектниности поглощения электромагнитного полн а материале экрана ЗЮ Рнс. 7-8. Правнльно (а) н неправнльно (б) выполненный стык частей экрана Рнс. 7-9. Правнльное (() н неправильное (2) рас. положение отверстнй в экране Отверстия в экране не должны пересекать ливий наведенных в нем токов, поэтому больший размер отверстия должен располагаться параллельно этим линиям (рис. 7-9). При конструировании многослойных экранов каждый слой экрана должен быть изолирован от других слоев.
В таких конструкциях токи, наведенные в каждом из слоев многослойного экрана, имеют свое направление, и если слои экрана электрически соединить между собой, то наведенные токи будут взаимно компенсироваться и эффективность экрана резко упадет. В качестве материалов для изготовления экранов используют латунь„алюминиевые сплавы, пермаллой и электротехническую сталь.
7-2. УСТРАНЕНИЕ НАВОДОК, ВОЗНИКА$ОТЦИХ В СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЯХ Влияние токов на работу устройства. Нарушение устойчивости работы электрической схемы может происходить не только за счет помех, передаваемых по электромагнитному полю, но и за счет мешающих сигналов, протекающих по монтажным проводам. Эти сигналы за счет паразитных связей могут наводить в других цепях сигналы помех, которые приводят к потери устойчивости, нарушению работы и сбою команд в радиоустройствах. Так, при неправильной конструкции усилители постоянного тока склонны к само- возбуждению, при этом паразитная генерация может возникнуть в очень широком диапазоне частот: от единиц герц до сотен мегагерц. Причиной низкочастотных релаксационных колебаний в конструкциях могут быть утечки в конденсаторах и появление в связи с этим различных цепей зарядки и разрядки этих конденсаторов.
С другой стороны, паразитная генерация на высокой частоте обычно обусловлена положительной обратной связью в усилителях постоянного тока или в высокочастотных усилителях. Склонность схемы к самовозбуждению будет тем больше, чем больше произведение КЬ|, где К вЂ” коэффициент усиления усилителя, а Л( — его полоса пропускаиия. В высокочастотных частях РЭА, работающих на частотах от единиц мегагерц и выше, сказывается влияние емкости монтажных соединений относительно элементов конструкции и друг друга, влияние индуктивности соединительных проводников и электрического соединения цепей заземления. Высокочастотные части РЭА рекомендуется выполнять в виде обособленных конструкций„в которых предусматривается устранение взаимных паводок и связей, максимальное уменьшение конструктивной реактивности элементов схемы и другие меры, обеспечивающие устойчивость ее работы.
Виды паводок на аппаратуру. Наводки, нарушающие в,': устойчивость работы радиоэлектронного аппарата„разделяют на электромагнитные, электростатические и кондукти нные. Электромагнитные наводки возникают из-за протекания тока по проводам и катушкам индуктивности. Такие поме- Ф хи возниКают и при протекании по экранирующей оплетке кабеля низкочастотного тока, наводимого полем при неправильном заземлении экрана (в двух разнесенных точках). Электростатические наводки вызываются электростатическими полями, создаваемыми за счет паразитных емкостей или вследствие разности потенциалов между различными точками корпуса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
