屏蔽电缆的原理

时间:2018-12-28 13:42:22  来源:玖泰特种电缆  作者:bccservo  阅读:
多芯屏蔽电缆

屏蔽布线系统是在普通非屏蔽布线系统的外面加上金属屏蔽层,利用金属屏蔽层的反射、吸收及趋肤效应实现防止电磁干扰及电磁辐射的功能,屏蔽系统综合利用了双绞线的平衡原理及屏蔽层的屏蔽作用,因而具有非常好的电磁兼容(EMC)特性。

电磁兼容(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,同时不能产生过量的电磁辐射。也就是说,要求该设备或网络系统能够在比较恶劣的电磁环境中正常工作,同时又不能辐射过量的电磁波干扰周围其它设备及网络的正常工作。

U/UTP(非屏蔽)电缆的平衡特性并不只取决于部件本身的质量(如绞对),而会受到周围环境的影响。因为U/UTP(非屏蔽)周围的金属、隐蔽的“地”、施工中的牵拉、弯曲等等情况都会破坏其平衡特性,从而降低EMC性能。

所以,要获得持久不变的平衡特性,只有一个解决方案:在所有芯线外加多一层铝箔进行接地。铝箔为脆弱的双绞芯线增加了保护,同时为U/UTP(非屏蔽)电缆人为的创造了一个平衡环境。从而形成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的平衡抵消原理,屏蔽电缆是在四对双绞线的外面加多一层或两层铝箔,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的分布随频率的升高而趋于导体表面分布,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),有效的防止外部电磁干扰进入电缆,同时也阻止内部信号辐射出去,干扰其它设备的工作。

实验表明,频率超过5MHz的电磁波只能透过38μm厚的铝箔。如果让屏蔽层的厚度超过38μm,就使能够透过屏蔽层进入电缆内部的电磁干扰的频率主要在5MHz以下。而对于5MHz以下的低频干扰可应用双绞线的平衡原理有效的抵消。

根据布线zui早的定义,分为非屏蔽线缆-UTP和屏蔽线缆-STP两种。后来随着技术的发展和各家不同的工艺,衍生出了很多不同屏蔽的种类:

1.F/UTPFoilScreenedCable单层的铝箔屏蔽结构;

2.FoilandBraidScreenedCable铝箔和铜质编织网双层屏蔽结构,a)SF/UTP铝箔和铜质编织网同时包裹在四对线的外层;b)S/FTP(PIMF)线对单对铝箔屏蔽加上包裹在四对线的外层的铜质编织网PIMF=PairinMetalFoil。

屏蔽电缆抵抗外界干扰主要体现在:信号传输的完整性可以通过屏蔽系统得到一定的保证。屏蔽布线系统可以防止传输数据受到外界电磁干扰和射频干扰的影响。电磁干扰(EMI)主要是低频干扰,马达、荧光灯以及电源线是通常的电磁干扰源。射频干扰(RFI)是高频干扰,主要是无线频率干扰,包括无线电、电视转播、雷达及其他无线通信。

对于抵抗电磁干扰,选择编织层屏蔽zui为有效,也就是金属网屏蔽,因其具有较低的临界电阻。而对于射频干扰,金属箔层屏蔽zui有效,因为金属网屏蔽所产生的缝隙可使得高频信号自由地进出。对于高低频混合的干扰场,则要采用金属箔层加金属网的组合屏蔽方式,也就是S/FTP形式的双层屏蔽电缆,这样可使得金属网屏蔽适用于低频范围的干扰,金属箔屏蔽适用于高频范围的干扰。

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