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關(guān)于屏蔽問(wèn)題在電磁兼容中的考慮
日期：2024-10-18 11:54
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摘要：
關(guān)于屏蔽問(wèn)題在電磁兼容中的考慮如今電磁兼容在現(xiàn)在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中越來(lái)越重要。一方面，外界電磁環(huán)境越來(lái)越惡劣，新的電磁干擾源不斷產(chǎn)生，如無(wú)線尋呼，移動(dòng)電話，微蜂窩個(gè)人通信系統(tǒng)等相繼出現(xiàn)，而且工作頻率不斷提高。
另一方面，數(shù)據(jù)通信速率迅速增長(zhǎng)，因?yàn)橥ㄐ乓巡恢痪窒抻谡Z(yǔ)音，數(shù)據(jù)，還包括高質(zhì)量的圖象信號(hào)。以局域網(wǎng)技術(shù)來(lái)講，網(wǎng)絡(luò)速率已經(jīng)從以前的10MBPS提高到100MBPS,乃至ATM155MBPS,622MBPS,及目前議論較多的GBPS局域網(wǎng)技術(shù)?！ 【W(wǎng)絡(luò)速率的提高，意味著工作頻率的提高，而高頻信號(hào)更易于受到電磁干擾，這就是在布線系統(tǒng)中引入電磁兼容概念的原因。
在歐洲，電磁兼容已經(jīng)引起高度重視，并有一系列有關(guān)EMC的法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，如89/336/EEC,EN55022及55024,按照歐洲規(guī)定，從1996年1月1日起，所有有源設(shè)備必須符合EMC規(guī)定，同時(shí)貼有CE標(biāo)志。布線系統(tǒng)屬于無(wú)源系統(tǒng)，但是，一旦它與有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連構(gòu)成系統(tǒng)，它也必須服從EMC的規(guī)定。
UTP（非屏蔽雙絞線）電纜的EMC原理及局限性UTP電纜屬于平衡傳輸系統(tǒng)，它利用扭絞來(lái)抵消電磁干擾及電磁輻射。但是，利用這種平衡性來(lái)抵消電磁干擾及電磁輻射需要具備以下的條件：
1） UTP必須是理想的平衡系統(tǒng)UTP只有具有理想的平衡特性才能有效地抵消電磁干擾及電磁輻射，但是，理想的平衡UTP是不存在的，因?yàn)椋?br> a）UTP的平衡特性受周圍環(huán)境影響當(dāng)UTP電纜附近存在金屬物體或隱蔽接地時(shí)，由于不同導(dǎo)體與金屬物體或地的距離不同，UTP的平衡特性會(huì)遭到破壞。實(shí)驗(yàn)表明，將UTP電纜穿入25.4MM鋼管中，其衰減會(huì)增大2.5%,說(shuō)明其特性阻抗減小了，從而表明UTP受周圍環(huán)境影響。
b）彎曲也會(huì)破壞UTP的平衡特性在實(shí)際安裝時(shí)，電纜不可避免要彎曲。當(dāng)電纜彎曲時(shí)，相鄰絞節(jié)將疏密不同，不能有效抵消電磁干擾及電磁輻射。
2）UTP的節(jié)距與電磁干擾或信號(hào)波長(zhǎng)相比必須充分小，才能有效地抵消電磁干擾和電磁輻射，即節(jié)距越小，EMC性能越好。但是，雙絞線的絞結(jié)節(jié)距不可能無(wú)限減小。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)外界電磁干擾或網(wǎng)絡(luò)工作頻率超過(guò)30MHZ時(shí)，UTP的EMC性能下降，即網(wǎng)絡(luò)的可靠性降低，誤碼率增大，電磁輻射也相應(yīng)增大，UTP廠商的技術(shù)資料里也承認(rèn)這一點(diǎn)。
以前的網(wǎng)絡(luò)一般工作在較低的頻率范圍，如10MBPS以太網(wǎng)工作頻率為10MHZ以內(nèi)，16MHZ令牌網(wǎng)的工作頻率在16MHZ以內(nèi)，UTP系統(tǒng)在這樣低的工作頻帶內(nèi)具有一定的EMC能力，而且計(jì)算機(jī)通信具有出錯(cuò)重發(fā)及糾錯(cuò)能力，所以網(wǎng)絡(luò)能夠在一定的電磁環(huán)境中正常工作。
但是，隨著快速以太網(wǎng)（100MBPS）,ATM（155MBPS,622MBPS）及GBPS以太網(wǎng)技術(shù)逐漸實(shí)用化，網(wǎng)絡(luò)的工作頻率不斷提高，同時(shí)外界電磁干擾頻率也日益提高，UTP的平衡特性已不足以抵消網(wǎng)絡(luò)本身的電磁輻射及外界的電磁干擾。所以，對(duì)于高速網(wǎng)絡(luò)，非屏蔽系統(tǒng)要依賴壓縮編碼技術(shù)，將高速數(shù)據(jù)壓縮到30MHZ以下，如ATM155MBPS，采用CAP16編碼技術(shù)將帶寬壓縮到25.8MHZ。采用復(fù)雜的編碼方式固然可以提高頻譜利用率，但是需要在布線系統(tǒng)的兩端加編碼及解碼設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)成本增加，而抗干擾能力降低，可靠性下降
另一方面，數(shù)據(jù)通信速率迅速增長(zhǎng)，因?yàn)橥ㄐ乓巡恢痪窒抻谡Z(yǔ)音，數(shù)據(jù)，還包括高質(zhì)量的圖象信號(hào)。以局域網(wǎng)技術(shù)來(lái)講，網(wǎng)絡(luò)速率已經(jīng)從以前的10MBPS提高到100MBPS,乃至ATM155MBPS,622MBPS,及目前議論較多的GBPS局域網(wǎng)技術(shù)?！ 【W(wǎng)絡(luò)速率的提高，意味著工作頻率的提高，而高頻信號(hào)更易于受到電磁干擾，這就是在布線系統(tǒng)中引入電磁兼容概念的原因。
在歐洲，電磁兼容已經(jīng)引起高度重視，并有一系列有關(guān)EMC的法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，如89/336/EEC,EN55022及55024,按照歐洲規(guī)定，從1996年1月1日起，所有有源設(shè)備必須符合EMC規(guī)定，同時(shí)貼有CE標(biāo)志。布線系統(tǒng)屬于無(wú)源系統(tǒng)，但是，一旦它與有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連構(gòu)成系統(tǒng)，它也必須服從EMC的規(guī)定。
UTP（非屏蔽雙絞線）電纜的EMC原理及局限性UTP電纜屬于平衡傳輸系統(tǒng)，它利用扭絞來(lái)抵消電磁干擾及電磁輻射。但是，利用這種平衡性來(lái)抵消電磁干擾及電磁輻射需要具備以下的條件：
1） UTP必須是理想的平衡系統(tǒng)UTP只有具有理想的平衡特性才能有效地抵消電磁干擾及電磁輻射，但是，理想的平衡UTP是不存在的，因?yàn)椋?br> a）UTP的平衡特性受周圍環(huán)境影響當(dāng)UTP電纜附近存在金屬物體或隱蔽接地時(shí)，由于不同導(dǎo)體與金屬物體或地的距離不同，UTP的平衡特性會(huì)遭到破壞。實(shí)驗(yàn)表明，將UTP電纜穿入25.4MM鋼管中，其衰減會(huì)增大2.5%,說(shuō)明其特性阻抗減小了，從而表明UTP受周圍環(huán)境影響。
b）彎曲也會(huì)破壞UTP的平衡特性在實(shí)際安裝時(shí)，電纜不可避免要彎曲。當(dāng)電纜彎曲時(shí)，相鄰絞節(jié)將疏密不同，不能有效抵消電磁干擾及電磁輻射。
2）UTP的節(jié)距與電磁干擾或信號(hào)波長(zhǎng)相比必須充分小，才能有效地抵消電磁干擾和電磁輻射，即節(jié)距越小，EMC性能越好。但是，雙絞線的絞結(jié)節(jié)距不可能無(wú)限減小。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)外界電磁干擾或網(wǎng)絡(luò)工作頻率超過(guò)30MHZ時(shí)，UTP的EMC性能下降，即網(wǎng)絡(luò)的可靠性降低，誤碼率增大，電磁輻射也相應(yīng)增大，UTP廠商的技術(shù)資料里也承認(rèn)這一點(diǎn)。
以前的網(wǎng)絡(luò)一般工作在較低的頻率范圍，如10MBPS以太網(wǎng)工作頻率為10MHZ以內(nèi)，16MHZ令牌網(wǎng)的工作頻率在16MHZ以內(nèi)，UTP系統(tǒng)在這樣低的工作頻帶內(nèi)具有一定的EMC能力，而且計(jì)算機(jī)通信具有出錯(cuò)重發(fā)及糾錯(cuò)能力，所以網(wǎng)絡(luò)能夠在一定的電磁環(huán)境中正常工作。
但是，隨著快速以太網(wǎng)（100MBPS）,ATM（155MBPS,622MBPS）及GBPS以太網(wǎng)技術(shù)逐漸實(shí)用化，網(wǎng)絡(luò)的工作頻率不斷提高，同時(shí)外界電磁干擾頻率也日益提高，UTP的平衡特性已不足以抵消網(wǎng)絡(luò)本身的電磁輻射及外界的電磁干擾。所以，對(duì)于高速網(wǎng)絡(luò)，非屏蔽系統(tǒng)要依賴壓縮編碼技術(shù)，將高速數(shù)據(jù)壓縮到30MHZ以下，如ATM155MBPS，采用CAP16編碼技術(shù)將帶寬壓縮到25.8MHZ。采用復(fù)雜的編碼方式固然可以提高頻譜利用率，但是需要在布線系統(tǒng)的兩端加編碼及解碼設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)成本增加，而抗干擾能力降低，可靠性下降
