Использование проводящего экрана с током в качестве сигнального проводника

Лучший способ защиты сигнальной цепи от магнитных полей - уменьшение площади его контура. Площадь, представляющая интерес в этом плане, - это общая площадь, охваченная током, проходящим в сигнальной цепи. Контур берется по току, идущему и возвращающемуся к источнику. Однако, очень часто ток возвращается по пути, не предусмотренному разработчиком, и площадь контура при этом изменяется по сравнению с ожидаемой.

Если проводник разместить в немагнитном экране, так, чтобы обратный сигнальный ток проходил по экрану, контур полного тока будет охватывать меньшую площадь, и потому экран может обеспечить защиту от внешних магнитных полей. Эта защита, обусловлена уменьшением площади контура, а не магнитными экранирующими свойствами экрана.

Площадь, охваченная током, - это прямоугольник между проводником и шасси заземления. При отсутствии экрана площадь контура велика, и влияние внешнего магнитного поля максимально. При экране, заземленном с обеих сторон, площадь контура существенно уменьшается, и тем самым до некоторой степени обеспечивается магнитная защита. В случае, когда прямой и обратный токи равны, защита максимальна. При экране, заземленном с одного конца, площадь контура почти не уменьшается.

Рис.7.17. Влияние экрана на площадь контура шасси - приемника

При использовании экрана в качестве второго сигнального проводника нужно иметь в виду следующее:

■ подавление влияния внешнего магнитного поля происходит лишь тогда, когда частота наводки превышает частоту среза экрана более чем в пять раз. В этом случае напряжения, наводимые на оба проводника, равны и полностью компенсируют друг друга;

■ на низких частотах ( ) обеспечить равенство прямого и обратного токов нельзя, и эффективность защиты мала.

Таким образом, для получения максимальной защиты на низких частотах ( ) экран не должен служить одним из сигнальных проводников, и один конец цепи необходимо изолировать от земли, чтобы избежать наводки на нем токов от посторонних источников. В этом случае экран обеспечивает эффективную защиту проводника только от внешнего электрического поля.

Следует иметь ввиду, что на низких частотах даже, если экран заземляется на одном конце, через него все же могут протекать токи шумов из-за емкостной связи с землей (см. рис.7.17).

Проводящий экран, заземленный с обоих концов, может обеспечить некоторую защиту от внешнего магнитного поля на частотах

Замечание.Условие является лишь оценочным. При его выводе не учитывалось влияние тока проводника на ток экрана и сопротивление проводника. Как будет видно из дальнейшего, максимальная эффективность экранирования достигается даже на частотах , когда один конец экрана не заземляется.