Назаров_Конструирование_РЭС (560499), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Выбор материала диктуется, с одной стороны, эффективностью защиты, а с другой стороны— производственными условиями, удобством изготовления, возможностью механизации труда и, наконец, просто механической прочностьюконструкции. Слагаемые размеров экрана представлены на рис. 6.17 и6.18. Прежде всего, размеры экрана зависят от габаритных размеровРис.
6.17. Компоновочные размеры экранированного электронного устройстваобъекта экранирования X, Y, Z. Далее, между объектом экранирования ивнутренней поверхностью экрана должны быть гарантированныезазоры XI, Х2, Y1, Y2, Z1, Z2 , обеспечивающие удобство сборки,электрическую прочность монтажа, тепловой режим и другие условия,необходимые для нормального функционирования устройства. Толщины стенок экрана ХТ1, ХТ2, YT1, YT2, ZT1, ZT2 будут определятьсяэффективностьюподавленияпомехи,механической прочностью конструкции,удобством закрепления и размещения наобъекте.
У экрана имеется функциональнаяповерхность с размерами XF, YF, ZF (однаили несколько), через которую (которые)осуществляетсясвязьэкранированнойчасти РЭС с внешними цепями иустройствами:кабельный и жгутовой вводыРис. 6.18. Габаритныечерез разъемныеразмеры экранированногоэлектронного устройстваконтакты, элементы закрепления экрана на объекте. Окончательныеразмеры находятся какXG = XF1+XE +XF2; YG = YF1+ YE+YF2; ZG = ZE,гдеXE = XT1+XT2+X1+Х+Х2; YE=YT1+Y1+Y+Y2+YT2;ZE = ZT1+ Z1+Z + Z2 + ZT2.В самом общем виде РЭС защищается от электромагнитных помехметаллическим экраном в виде замкнутой оболочки.
Однако в электромагнитной обстановке может наблюдаться преобладание отдельноговида поля. Поэтому при поиске оптимальной конструкции следует различать:магнитные экраны для подавления магнитной составляющей поляпомехи;электростатические экраны для подавления электрической составляющей поля помехи;электромагнитные экраны для подавления обоих составляющих поля помехи.Принцип работы магнитного экрана показан на рис. 6.19.
Магнитныйпоток от источника помехи замыкается втолще экрана и лишь частично попадает в пространство радиоэлектронногоустройства. Чем больше магнитнаяпроницаемость материала экрана, тембольшая часть энергии магнитной составляющей поля будет сосредоточиваться в толще экрана. Поэтому наиРис.
6.19. Принципбольшей эффективностью будут обладействиядать конструкции, изготовленные измагнитного экрана:/ — источник магнитной ферромагнетиков: железа (Fe), никеляпомехи;(Ni), кобальта (Со), гадолиния (Gd).2 — силовые линииКорпуса приборов и устройств, выполненные из немагнитных материалов,таких как сплавы алюминия(АМг, АМц, Д16), магния (МА2, МЛ1,МЛ2.3), титана (ВТЗ, ОТ4),меди, латуни (Л90, Л70, ЛЖС58-1-1), не способны концентрироватьмагнитные силовые линии и потому не способны выполнять рольмагнитных экранов. Это хорошо иллюстрируют графики рис. 6.20—6.22, на которых видно, что для АМц, Д16 и ЛЖС58-1-1 затуханиемагнитного поля ничтожно мало по сравнению с действием экрана изкарбонильного железа, технически чистого железа АРМКО,пермаллоев 79НМ, 80ХНС.268Рис.
6.20. ЗависимостьРис. 6.21. Зависимость коэффикоэффициента отражециента поглощения К( п) отния К (о) от частоты причастоты для магнитного экранамагнитном экранирова(толщина стенки 1 мм)нии (толщинастенки 1 мм)Рис. 6.22. Зависимостьобщего коэффициентаэкранирования К (э )от частоты для магнитного экрана (толщинастенки 1 мм)Суммарная эффективность экранирования К(э) для различныхматериалов представлена на рис. 6.22.
Однако вклад каждой составляющей неравнозначен. Так, на частоте f= 10 Гц для экрана из80XHC(t=l мм) K(п) = 8дБ, а K(о) = ЗЗдБ, на частоте 100 Гц имеемсоответственно 23 и 44 дБ, а на частоте 500 Гц вклады примерно равны 58 и 52 дБ. Отсюда можно сделать вывод, что на низкихчастотах (f≤ 100 Гц) основной вклад в магнитное экранирование вноситэффект отражения, а экранирование за счет поглощения энергиипомехи незначительно.Выражение для оценки эффективности экранаиз магнитных материалов (μ ≥ 3 • 103 ) на частотах f≤100 Гц имеет видZK ( H ) = K (o) = 20 lg 1 + M k M t 2 Z Д(6.11)из немагнитных материалов (μ.= 1; ZНД /ZM >> 1)Z ДНK (0) = 20 lg 1 +th(k M t ) 2Z ДП ри k м t →0 K (п )→0 иZНfRt K ( H ) = K (0) = 20 lg 1 + Д (k M t ) = 20 lg 1 + 4 ⋅ 108 (6.12)ρ 2Z Д269Эффективностьмагнитныхэкранов увеличивается с ростом частоты/(рис.
6.23) и толщины стенок t (рис. 6.24).Однако с увеличением размеров экранаR К(Н) заметно снижается. Основнымиматериалами для таких экранов следуетвыбиратьмагнитомягкиематериалы:технически чистое железо (АРМКО,005ЖР, 008ЖР), карбонильное железо,низкоуглеродистыенел егированныестали и пермаллои. Эти материалы,Рис. 6.23.
Частотная зависимостьволнового сопротивления экранаимеющие требуемые магнитные свойства, удобны для изготовления экранирующих оболочек разными методами пластическойдеформации.Самым простым и надежным материалом следуетсчитать технически чистое железо. Онослужит основным компонентом большинства магнитных материалов. Магнитные свойства его будут определяться количеством и составом примесей, изкоторых наиболее вредными являются:углерод (С), кислород (О), сера (S), водород (Н). Из электротехнических сталей для магнитных экранов подходятте, которые допускают пластическуюдеформацию,например10895,ЭТ20895,ЭТ21895.
Лучшими материалами длямагнитных экранов следует считать железо-никелевыесплавы(пермаллои),обладающиенаибольшеймагнитнойРис. 6.24. Эффективность магнитпроницаемостьювслабыхмагнитныхного экрана в зависимости от толщины стенки для ферромагнитполях. С учетом пригодности к пластиных материалов на частоте 10 кГцческой деформации лучше всего прим еня ть п ермалл ои мар ок : 7 9НМ,80ХНС, 50ХНС, 81НМА. Основныесвойства перечисленных материалов приведены в табл.
6.1.Магнитные экраны эффективны лишь при постоянном токе и в диапазоне низких частот. С увеличением частоты повышенная магнитнаяпроницаемость теряет свое значение из-за вытеснения магнитного поляближе к поверхности экрана.270Таблица 6.1МатериалТолщиналиста,мм0,1 ... 3,9ρ-10-6,Ом·ммμГОСТ, ТУТехническичистое железо100250ТУ14-1-1720-76Карбонильноежелезо0,1 ...
3,91004000ГОСТ 13610-79Электротехнические нелегированные0,1 ... 3,91403000ГОСТ 3836-83стали: 10895,20895, 11895,21895Пермаллои:0,00510000 ... ГОСТ 10160-7555079НМ... 2225000620ГОСТ 10160-7580ХНС0,00525000... ГОСТ 10160-7580081 НМЛ... 2250000Немагнитные материалы, такие как латунь, сплавы алюминия, магния, титана,действуют как электромагнитные экраны.Поэтому их эффективность при защите отмагнитных полей очень мала, что подтверждают графики рис. 6.25.Электростатические экраны с цельюуменьшения потенциала вторичной помехицелесообразно изготовлять из материалов свысокой проводимостью.
Такими конструкционными материалами, прежде всего, служат двойные латуни (Л70, Л80, Л85, Л90),деформируемые алюминиевые сплавы АДО,АД1, АМц. Если экран изготовляется путеммеханической обработки (резание, точение, Рис. 6.25.
Эффективностьфрезерование), то более удобны свинцови- магнитных экранов изстые латуни ЛС63-1, ЛС74-3, ЛС64-2, дура- немагнитных материалов начастоте 10 кГцли Д16, В95.Эффективностьэлектростатическогоэкрана оценивается по формулеZ ДE 1.11 ⋅ 1012 t K ( E ) = 20 lg 1 +(k M t ) = 20 lg 1 +fρR 2Z M271Экранирующий эффект конструкционных материалов корпусов радиоаппаратуры, рассчитанный по этой формуле, представлен на графиках рис. 6.26 и 6.27 для R = 50 мм. Из графиков видно, что при/= 0 экранирующий эффект стремится к бесконечности, но с ростом частотыснижается. Причина заложена в частотной зависимости волнового сопротивления пространства электрической составляющей поля:ZE Д =(ωε0R)-1.Рис.
6.26. Зависимость эффективности электростатическогоэкрана от толщины стенки(6.14)Рис. 6.27. Зависимость эффективностиэлектростатического экрана от частотыОбязательным условием такого экранирования является соединениеэкрана с корпусом прибора или землей. Роль электростатического экрана может выполнять металл с любым удельным сопротивлением. Например, на частоте/= 104 Гц эффективность экранирования для высокоомного титана ВТЗ и низкоомного АМц будет равна:ρ(ВТЗ) = 1360 10-6 Ом мм, K(E) = 180дБ,ρ(АМц) = 30- 10 -6 Ом мм, K(E) = 210дБ.Относительное изменение эффективности экранирования и удельного сопротивления составит:ΔК(Е)/К(Е) = (210-180)/210=14%,ρ ( ВТЗ)/ρ( АМц)=1360·10-6/30·10-6 = 45,3%.Нет особых требований и к толщине экрана.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
