Экранирование является одним из самых эффективных методов защиты от электромагнитных излучений. Под экранированием понимается размещение элементов ИС, создающих электрические, магнитные и электромагнитные поля, в пространственно замкнутых конструкциях. Способы экранирования зависят от особенностей полей, создаваемых элементами КС при протекании в них электрического тока.

Характеристики полей зависят от параметров электрических сигналов в ИС. Так при малых токах и высоких напряжениях в создаваемом поле преобладает электрическая составляющая. Такое поле называется электрическим (электростатическим). Если в проводнике протекает ток большой величины при малых значениях напряжения, то в поле преобладает магнитная составляющая, а поле называется магнитным. Поля, у которых электрическая и магнитная составляющие соизмеримы, называются электромагнитными.

В зависимости от типа создаваемого электромагнитного поля различают следующие виды экранирования:

 экранирование электрического поля;

 экранирование магнитного поля;

 экранирование электромагнитного поля.

Экранирование электрического поля заземленным металлическим экраном обеспечивает нейтрализацию электрических зарядов, которые стекают по заземляющему контуру. Контур заземления должен иметь сопротивление не более 4 Ом. Электрическое поле может экранироваться и с помощью диэлектрических экранов, имеющих высокую относительную диэлектрическую проницаемость г. При этом поле ослабляется в s раз.

При экранировании магнитных полей различают низкочастотные магнитные поля (до 10 кГц) и высокочастотные магнитные поля.

Низкочастотные магнитные поля шунтируются экраном за счет направленности силовых линий вдоль стенок экрана. Этот эффект вызывается большей магнитной проницаемостью материала экрана по сравнению с воздухом.

Высокочастотное магнитное поле вызывает возникновение в экране переменных индукционных вихревых токов, которые создаваемым ими магнитным полем препятствуют распространению побочного магнитного поля. Заземление не влияет на экранирование магнитных полей. Поглощающая способность экрана зависит от частоты побочного излучения и от материала, из которого изготавливается экран. Чем ниже частота излучения, тем большей должна быть толщина экрана. Для излучений в диапазоне средних волн и выше достаточно эффективным является экран толщиной 0,5-1,5 мм. Для излучений на частотах свыше 10 МГц достаточно иметь экран из меди или серебра толщиной 0,1 мм. Электромагнитные излучения блокируются методами высокочастотного электрического и магнитного экранирования. Экранирование осуществляется на пяти уровнях:

 уровень элементов схем;

 уровень блоков;

 уровень устройств;

 уровень кабельных линий;

 уровень помещений.

Элементы схем с высоким уровнем побочных излучений могут помещаться в металлические или металлизированные напылением заземленные корпуса. Начиная с уровня блоков, экранирование осуществляется с помощью конструкций из листовой стали, металлических сеток и напыления.

Экранирование кабелей осуществляется с помощью металлической оплетки, стальных коробов или труб.

При экранировании помещений используются: листовая сталь толщиной до 2 мм, стальная (медная, латунная) сетка с ячейкой до 2,5 мм. В защищенных помещениях экранируются двери и окна. Окна экранируются сеткой, металлизированными шторами, металлизацией стекол и оклеиванием их токопроводящими пленками. Двери выполняются из стали или покрываются токопроводящими материалами (стальной лист, металлическая сетка). Особое внимание обращается на наличие электрического контакта токопроводящих слоев двери и стен по всему периметру дверного проема. При экранировании полей недопустимо наличие зазоров, щелей в экране. Размер ячейки сетки должен быть не более 0,1 длины волны излучения.

Выбор числа уровней и материалов экранирования осуществляется с учетом:

 характеристик излучения (тип, частота и мощность);

 требований к уровню излучения за пределами контролируемой зоны и размеров зоны;

 наличия или отсутствия других методов защиты от ПЭМИН;

 минимизации затрат на экранирование.

Экранирование, помимо выполнения своей прямой функции защиты от ПЭМИН, значительно снижает вредное воздействие электромагнитных излучений на организм человека. Экранирование позволяет также уменьшить влияние электромагнитных шумов на работу устройств. Для предотвращения утечки информации по радиоэлектронным техническим каналам утечки информации, вызванных ПЭМИН и радиозакладными устройствами, на опасных направлениях применяют электромагнитные экраны. Физические процессы при экранировании отличаются в зависимости от вида поля и частоты его изменения.

Способность экрана ослаблять энергию полей оценивается эффективностью экранирования (коэффициентом ослабления). Если напряженность поля до экрана равна Е 0 и Н 0 , а за экраном - Еэ и Нэ, то Se = Е 0 / Еэ и S H = Н 0 / Нэ. На практике эффективность экранирования измеряется в децибелах (дБ) и неперах (Нп): Se(H) = гО^Оу / Е (Щ] [дБ] или Se(H) = 1п[Е0(Н0) / ЕДН)] [Нп].

Аналитические зависимости эффективности экранирования определены для идеализированных (гипотетических) моделей экранов в виде бесконечно плоской однородной токопроводящей поверхности, однородной сферической токопроводящей поверхности и однородной бесконечно протяженной цилиндрической токопроводящей поверхности. Для других вариантов эффективность экранирования определяется с погрешностью, зависящей от степени их подобия гипотетическим.

1. При экранировании электрического поля электроны экрана под действием внешнего электрического поля перераспределяются таким образом, что на поверхности экрана, обращенной к источнику поля, сосредоточиваются заряды, противоположные по знаку зарядам источника, а на внешней (другой) поверхности экрана концентрируются одинаковые с зарядами источника поля.

Положительные заряды создают вторичное электрическое поле, близкое по напряженности к первичному. С целью исключения вторичного поля, создаваемого зарядами на внешней поверхности экрана, экран заземляется и его заряды компенсируются зарядами земли. Экран приобретает потенциал, близкий потенциалу земли, а электрическое поле за экраном существенно уменьшается. Полностью устранить поле за экраном не удается изза неполной компенсации зарядов на его внешней стороне вследствие ненулевых значений сопротивления в экране и цепях заземления, а также изза распространения силовых линий вне границ экрана.

Эффективность экранирования зависит от электропроводности экрана и сопротивления заземления. Чем выше проводимость экрана и цепей заземления, тем выше эффективность электрического экранирования. Толщина экрана и его магнитные свойства на эффективность экранирования практически не влияют.

2. Экранирование магнитного поля достигается в результате действия двух физических явлений:

«втягивания» (шунтирования) магнитных силовых линий поля в экран из ферромагнитных материалов (с ц » 1), обусловленного существенно меньшим магнитным сопротивлением материала экрана, чем окружающего воздуха;

Возникновением под действием переменного экранируемого поля в токопроводящей среде экрана индукционных вихревых токов, создающих вторичное магнитное поле, силовые линии которого противоположны магнитным силовым первичного поля.

Магнитное сопротивление пропорционально длине магнитных силовых линий и обратно пропорционально площади поперечного сечения рассматриваемого участка и величине магнитной проницаемости среды (материала), в которой распространяются магнитные силовые линии. При втягивании магнитных силовых линий в экран уменьшается их напряженность за экраном. В результате этого повышается коэффициент экранирования.

При воздействии на экран переменного магнитного поля в материале экрана возникают также ЭДС, создающие в материале экрана вихревые токи в виде множества замкнутых колец. Кольцевые вихревые токи создают вторичные магнитные поля, которые вытесняют основное и препятствует его проникновению вглубь металла экрана. Экранирующий эффект вихревых токов тем выше, чем выше частота поля и больше сила вихревых токов.

Коэффициент экранирования магнитной составляющей поля представляет собой сумму коэффициентов экранирования, обусловленного рассмотренными физическими явлениями. Но доля слагаемых зависит от частоты колебаний поля. При f = 0 экранирование обеспечивается только за счет шунтирования магнитного поля средой экрана. Но с повышением частоты поля все сильнее проявляется влияние на эффективность экранирования вторичного поля, обусловленного вихревыми токами в поверхности экрана. Чем выше частота, тем больше влияние на эффективность экранирования вихревых токов.

В силу разного влияния рассмотренных физических явлений магнитного экранирования отличаются требования к экранам на низких и высоких частотах. На низких частотах (приблизительно до единиц кГц), когда преобладает влияние первого явления, эффективность экранирования зависит в основном от магнитной проницаемости материала экрана и его толщины. Чем больше значения этих характеристик, тем выше эффективность магнитного экранирования.

Эффективность экранирования за счет вихревых токов зависит от их силы, на величину которой влияет электрическая провидимость экрана. В свою очередь это сопротивление прямо пропорционально электрическому сопротивлению материала экрана и обратно пропорционально его толщине. Однако по мере повышения частоты поля толщина материала экрана, в которой протекают вихревые токи уменьшаются изза так называемого поверхностного или скинэффекта. Сущность его обусловлена тем, что внешнее (первичное) магнитное поле ослабевает по мере углубления в материал экрана, так как ему противостоит возрастающее вторичное магнитное поле вихревых токов.

Следовательно, для обеспечения эффективного магнитного экранирования на высоких частотах следует для экранов использовать материалы с наибольшим отношением ц / р, учитывая npи этом, что с повышением f сопротивление из-за поверхностного эффекта возрастает в экспоненциальной зависимости. На высоких частотах глубина проникновения может быть столь малой, а сопротивление столь велико, что применение материалов с высокой магнитной проницательностью, например пермаллоя, становится нецелесообразным. Для f > 10 МГц значительный экранирующий эффект обеспечивает медный экран толщиной всего 0,1 мм Для экранирования магнитных полей высокочастотных контуров усилителей промежуточной частоты бытовых радио и телевизионных приемников широко применяют алюминиевые экраны, которые незначительно уступают меди по удельному электрическому сопротивлению, но существенно их легче. Для высоких частот толщина экрана определяется в основном требованиями к прочности конструкции.

Кроме того, на эффективность магнитных экранов влияет кон струкция самого экрана. Она не должна содержать участков с отверстиями, прорезями, швами на пути магнитных силовых линий и вихревых токов, создающих им дополнительное сопротивление.

Так как магнитное экранирование обеспечивается за счет токов, а не зарядов, магнитные экраны не нуждаются в заземлении.

В зависимости от частоты, показателей магнитных и электрических свойств материала экрана влияние отражения и поглощения на разных частотах существенно отличается. На низких частотах наибольший вклад в эффек тивность экранирования вносит отражение от экрана электромагнитной волны, на высоких - ее поглощение в экране. Доля эти составляющих в суммарной величине эффективности электромагнитного экранирования одинаковая для немагнитных (ц ≥ 1) экранов на частотах в сотни кГц (для меди - 500 кГц), для магнитныых (ц ≤ 1) - на частотах в доли и единицы кГц, например для пер маллоя - 200 Гц. Магнитные материалы обеспечивают лучшее экранирование электромагнитной волны за счет поглощения, а не магнитные, но с малым значением удельного сопротивления - за счет отражения.

Кроме того, учитывая, что электромагнитная волна содержит электрическую и магнитную составляющие, то при электромагнитном экранировании проявляются явления, характерные для электрического и магнитного экранирования.

Следовательно, на низких частотах материал для экрана должен быть толстым, иметь высокие значения магнитной проницаемости и электропроводности. На высоких частотах экран должен иметь малые значения электрического сопротивления, а требования к его толщине и магнитной проницаемости материала существенно снижаются. Для обеспечения экранирования электрическое составляющей электромагнитный экран надо заземлять.

Экранировка помещений, локальных технических устройств и их элементов - одно из самых эффективных, но и дорогостоящих мероприятий по противодействию технической разведке.

Экранирующие свойства имеют и обычные помещения. Степень их защиты зависит от материала и толщины стен и перекрытий, наличия и размера оконных проемов. Специальные экранированные помещения позволяют достичь ослабления опасного сигнала до 80 -100 дб. При экранировании помещений необходимо добиваться полного контакта защитной сетки на стыках, на вводах коммуникаций и в дверных проемах. Также тщательно должны закрываться вентиляционные отверстия и вводы силовых и сигнальных линий.

Необходимый эффект экранирования достигается и путем использования экран - сооружений (экранированные камеры). Последние изготавливаются в заводских условиях в виде цельносварного или разборного модуля и используются в случаях, когда экранирование помещений невозможно или крайне затруднительно по технологическим причинам.

Защита от ПЭМИН персональных компьютеров и периферийных устройств преимущественно осуществляется также применением пассивных средств на основе использования современных технологий.

Экранирование технических устройств и соединительных линий эффективно только при условии их правильного заземления. Основные требования, предъявляемые к системе заземления, заключаются в следующем:

· система заземления должна включать общий заземлитель, заземляющий кабель, шины и провода, соединяющие заземлитель с объектом;

· сопротивление системы заземления должно быть минимально возможным;

· каждый заземляемый элемент должен быть присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в заземляющий проводник нескольких заземляемых элементов запрещается;

· система должна быть свободной от замкнутых контуров;

· не следует использовать общий проводник в системах экранирующих заземлений, защитных заземлений и сигнальных цепей;

· контакты должны быть защищены от коррозии и образования оксидных пленок и гальванопар;

· запрещается использовать в качестве заземляющего элемента нулевые фазы электросетей, металлоконструкции зданий, трубы систем жизнеобеспечения.

Экранированный кабель используется в случаях, когда необходима качественная защита от электромагнитных полей, которые возникают из-за проходящих по кабелю токов; также экранирование образует симметричное электрическое поле вокруг токопроводящей жилы. Бывает и обратная ситуация, когда экранирование используется для защиты передаваемого сигнала от внешних помех. Чаще всего экранирующая оболочка изготавливается из металлических лент, фольги или электропроводящей кабельной бумаги.

Плюсы экранирования

Целесообразность экранирования кабеля и тип экрана определяется исходя из будущих условий эксплуатации, а также технических характеристик кабеля. Экранирующая оболочка улучшает прочность и надежность изоляции, защищает от негативных воздействий внешней среды, а при использовании в муфте минимизирует вероятность образования электрических разрядов на оболочке кабеля.

Особенности использования экранированных кабелей

Экранирующая оболочка из тонкой металлической ленты (алюминиевой или медной) используется, как правило, для работы с током силой до 50А. Если есть необходимость в силовом экранированном кабеле, то в этом случае экран должен изготавливаться из медной проволоки увеличенного диаметра. Для кабелей, рассчитанных на среднее напряжение, иногда используется комбинированная оболочка из медной проволоки и металлической ленты. Для выравнивания напряженности электрического поля в силовых кабелях класса 6-10 кВ используются электропроводящие экраны.

Виды экранированных кабелей:

1. Силовые кабели

Экранированный силовой кабель является, пожалуй, одним из наиболее распространенных видов кабелей. Он может использоваться для работы с напряжением 6-10 кВ. Экранирующая оболочка такого кабеля создается с таким расчетом, чтобы защитить внешнюю среду от возникающих внутри кабеля электромагнитных полей. Популярные марки силовых кабелей – ПвП (медная кабельная жила) и АПвП (алюминиевая кабельная жила). В данном случае экранирующей оболочкой служит слой из токопроводящей пероксидносшиваемой пленки, а также оболочка из медной ленты и проволоки. При этом сечение экранирующего слоя определяется исходя из планируемой токовой нагрузки.

2. Комбинированные кабели (кабель управления и силовой кабель в единой оболочке)

Распространенными марками комбинированного кабеля являются КГПЭУ и КГЭУ. Используются в системах промышленной автоматизации, а также для подключения передвижных машин (экскаваторов, самоходных вагонов) к электросети. Экраном служит электропроводящая резина (КГЭУ) или алюмолавсановая лента вместе с оплеткой из медной проволоки (КГПЭУ).

3. Контрольные кабели

Контрольные экранированные кабели используются для передачи информации о состоянии и работе контролируемых объектов, приборов и установок, доступ к которым ограничен. Марки: КВВГ , КГВЭВ, КВВГЭ, АКВВГЭ и др. Экранирующий слой – обмотка из тонкой медной фольги или проволоки.

4. Кабели сигнально-блокировочные

Кабели этого типа используются в кабельных системах со строгими требованиями к защите сигнала: измерительные приборы, сигнализация, охранные и противопожарные системы и др. Марки сигнально-блокировочных кабелей: СБВГ, СБПБГ, СББбШв. Для экранирования сигнально-блокировочных кабелей применяется алюмополиэтиленовая лента .

5. Кабели связи , LAN и пр.

Что касается кабелей связи, а также кабелей, используемых в компьютерных сетях, то наибольшее распространение получили различные марки кабеля UTP («витая пара»). В зависимости от конкретного типа они бывают экранированы медной оплеткой, фольгой или комбинированное экранирование.

Далеко не каждая может похвастаться здоровым блеском волос от природы. Кто-то тратит огромные суммы на салоны красоты, другие довольствуются тем, что есть. С помощью экранирования вы сможете получить шикарную шевелюру, на зависть окружающим, и не разориться при этом.

Отличие от ламинирования

Многие путают экранирование с ламинированием, и не зря. Процесс нанесения и результат часто похожи, основная разница в том, что экранирование - лечебная процедура, направленная на укрепление и питание стержня волоса полезными веществами.

Процедура экранирования волос Q3 THERAPY Estel

Если вы решили попробовать салонное экранирование, то можете не задумываться о соблюдении технологии процедуры. Перед началом работы, каждый мастер проходит обучение и знает точный алгоритм действий. Но, если вы купили набор для домашнего использования, то ошибки должны быть исключены:

1. Тщательно промойте голову шампунем глубокой очистки. Он поможет не только удалить с локонов накопившиеся силиконы - остатки косметических средств и загрязнения, но и приоткроет чешуйки волоса для более глубокого проникновения питательных веществ. Ни в коем случае не используйте бальзам или кондиционер!
2. Слегка промокните волосы полотенцем, не выжимайте и не растирайте их. Волосы должны быть влажные от корней до кончиков, но с них не должна бежать вода.
3. Разделите волосы на 4 равные части двумя проборами - от уха до уха и от середины лба до затылка. Не расчесывайте влажные локоны, чтобы не повредить структуру.
4. Хорошо встряхните первый состав экранирования и равномерно нанесите на каждую часть разделенных волос.
5. Возьмите второй состав с маслом, нажмите три раза на флакон и хорошенько разотрите средство в ладонях, чтобы разогреть его. Нанесите масло на всю длину каждой части, избегая его попадания на корни, чтобы не получить эффект жирности.
6. Встряхнитефлакон с третьим составом и равномерно нанесите на всю длину. Помните правило трех нажатий и также избегайте попадания на корни.
7. Высушите волосы феном и завершите укладку утюжком. Это необходимо, чтобы состав закрепился в стержне волоса. При этом можно не беспокоиться о термическом воздействии, созданный «экран» надежно защищает волосы от перегрева.

Важно! Чтобы не утяжелить локоны, используйте правило: на каждую часть не больше трех нажатий средства.

Сколько держится эффект от процедуры

Экранирование , как и любая другая лечебная процедура, обладает накопительным эффектом. Результат будет виден уже после первого использования, но может исчезнуть уже через два–три мытья головы.

С каждым следующим разом, состав будет все дольше задерживаться в структуре волоса и они будут оставаться здоровыми и блестящими до 1 месяца. Именно поэтому специалисты советуют использовать экранирование курсами, по 10–15 процедур и делать после этого перерыв на 2–3 месяца.

Как ухаживать после процедуры

Чтобы эффект от процедуры радовал вас как можно дольше руководствуйтесь несколькими правилами по уходу:

• используйте мягкие безсульфатные шампуни для мытья волос;
• обязательно завершайте мытье бальзамом или кондиционером по типу волос;
• не окрашивайте волосы перманентными красками во время курса лечения.

Плюсы и минусы

С помощью процедуры можно добиться не только выраженного визуального эффекта, но и глубокого восстановления поврежденной структуры. Сбалансированный состав средства обеспечивает полноценное питание и увлажнение кортекса, а созданный «экран» надежно защищает его от внешних негативных воздействий. Кроме того, если нанести состав сразу после окрашивания, то цвет будет радовать вас гораздо дольше.

Несмотря на неоспоримые плюсы, все же процедура не идеальна. Из основных минусов можно отметить - непродолжительный эффект, возможность утяжеления волос при чрезмерном нанесении и высокую стоимость услуги в салонах красоты.

Полезное видео

Достоинства и недостатки набора для экранирование Эстель.

Денис Чирков арт-директор Estel Professional рассказывает о своем продукте.

Электрический монтаж и элементы монтажных соединений.

Конструкции электрического монтажа (КЭМ)

КЭМ определяются:

элементной базой

диапазоном частот

структурным уровнем сборки

условиями эксплуатации

В РЭА используются два способа электромонтажа:

объемный (жгуты, кабели, провода)

печатный (плоский)

Основные конструктивные элементы электромонтажа:

элементы экранирования и заземления

провода, кабели и монтажные материалы

элементы крепления проводов, жгутов, кабелей

соединительные элементы электрического монтажа

ОПП, ДПП, МПП

монтажные соединения приборов, узлов и блоков РЭП

На КЭМ наибольшее влияние оказывает частотный диапазон работы устройства.

На блоках, работающих на низкой частоте (до 20кГц), вредные связи возникают при появлении отдельных механических колебаний, особенно на резонансных частотах. Такие колебания могут быть вызваны нарушением жесткости крепления элементов магнитных цепей, некоторых деталей несущих конструкций.

Вредные связи резко снижаются, когда наиболее чувствительные к механическим колебаниям первые каскады усилителей, кристаллические резонаторы или электромеханические фильтры устанавливают на эластичные основания (амортизаторы).

Во избежании возникновения неуправляемой обратной связи вход сигнала необходимо располагать как можно дальше от выхода или тщательно экранировать их друг от друга.

Низкочастотное устройство необходимо надежно предохранять от влияния магнитных полей переменного тока. Для этого при монтаже блоков широко применяют провода связанные в жгуты.

Закрепление монтажного провода производится так, чтобы между проводниками и металлическими стенками несущих конструкций не возникали индуктивные связи.

В блоках, работающих на средних частотах (от 20 кГц до 1 МГц), особенно ощутима связь между входными и выходными электродами транзисторов. В этом случае управляющие цепи каждого каскада выполняют короткими, а сами каскады располагают последовательно. Элементы схемы каждого каскада размещены вблизи «своего» транзистора.

Элементы, создающие магнитные поля, экранируют.

Компоновка и электромонтаж блоков высокой частоты (от 1 МГц до 100МГц) является более сложной задачей и особенно в усилительной аппаратуре с большим коэффициентом усиления.

В этом диапазоне весьма ощутимо влияние емкости электромонтажа и электромагнитного поля.

Для достижения минимальных излучений внутри блоков каскады схемы выполняют в виде отдельных узлов, тщательно экранируя их друг от друга и от внешних возбудителей.

Колебательные контуры выполняют на тореэдальном сердечнике. Общую экранировку выполняют двухслойными экранами из пермалоя и меди.

Во избежании взаимных связей между проводниками, их разделяют достаточно широкими промежутками и экранируют от магнитных полей.

Если снизить потери короткими проводниками не удается, то связи выполняют коаксиальным кабелем.

Чем выше частота, тем сильнее сказывается влияние линий связи, и тем качественнее должно производиться экранирование и заземление.

Блоки СВЧ (от 100 до 3000МГц) по КЭМ резко отличаются от РЭА более низких частот.

Уже при частоте 400-600 МГц потери на столько возрастают, что вместо проводников используют коаксиальные кабели, а при частоте более 1500 МГц - волноводы.

Основные виды помех и способы их устранения.

Существует 3 вида помех.

магнитные

электрические

кондуктивные

Причины возникновения магнитных помех является протекание переменного тока в проводниках и катушках индуктивности.

Электрические помехи возникают при прохождении тока частотой выше 10 МГц.

Кондуктивные помехи возникают в результате общих цепей питания или нагрузки основного (полезного) и наводимого (вредного) сигнала.

Основными способами, применяемыми для борьбы с помехами, являются: экранирование и заземление.

4.2.1 Экранирование

Экраны применяются для того, чтобы локализовать действие источника помех или приемника помех.

Экран представляет собой металлическую перегородку, разделяющую две области пространства и предназначенную для регулирования распространения электрических и магнитных полей от одной из этих областей к другой.

Главное назначение экрана – ослабление напряженности электрического и (или) магнитного поля.

В зависимости от назначения различают экраны с внутренними источниками помех и экраны внешнего электромагнитного поля, во внутренней полости которых помещают чувствительные к помехаи узлы.

Классификация экранов

По типу поля помехи

Магнитно-статические ()

Электростатические (
)

Электромагнитные (
)

По конструктивной форме

прямоугольные

цилиндрические

сферические

По материалу и конструкции стенок экрана

магнитный материал (
)

немагнитный материал (
)

фольгированный материал (d=0,01…0,05 мм)

многослойные

сеточные

радиопоглощающий материал

Определение типов поля помехи.

Область пространства вокруг условного излучателя делится на ближнюю и дальнюю зону.

Если расстояние до излучателя
(- длина волны), то будет ближняя зона и помеха может быть магнитная или электрическая.

Если излучатель представлен в виде электрического диполя – помеха электрическая.

Если излучатель – рамка с током – помеха магнитостатическая.

Если
- волна электромагнитная, где магнитная и электрическая составляющие равны.

Эффективность экранирования – это уменьшение напряженности магнитного и электрического поля.

К э =20lg(Е 0 /Е 1) – коэффициент эффективности экранирования электрической волны.

К э =20lg(Н 0 /Н 1) – коэффициент эффективности экранирования магнитной волны.

Для электромагнитной волны эффективность экранирования складывается из двух видов потерь К отр и К погл.

К э =К отр +К погл.

К погл определяется одинаково для всех видов полей.

К отр зависит от вида поля и вычисляется по разному (формулы в справочнике).

4.2.2 Электромагнитное экранирование

Переменное высокочастотное электромагнитное поле при прохождении ч/з металлический лист, либо перпендикулярно, либо под некоторым углом его пл-ти наводит в этом листе вихревые токи, после которых ослабляется внешнее поле, в этом случае лист – электромагнитный экран.

Примером таких экранов могут служить корпуса РЭУ (стенки, крышки). Расчет электромагнитных экранов различен для различного диапазона частот внешних полей.

Расчет электромагнитных экранов:

Исходными данными для расчета электромагнитной помехоустойчивости является:

1.Конструкционные параметры изделия, спектр частот f i , соответственная напряженность электр. поля E(f i) или магнитная индукция B(f i).

2.Или их допустимые значения.

Следует отметить, что наибольшее влияние на работоспособность аппаратуры оказывает магнитная составляющая электромагнитного поля.

Если магнитное поле с f i , будет пересекать пл-дь S, то получим:
.

В случае анализа помехоустойчивости печатных узлов, наиболее чувствительными эл-ми явл. микросхемы, тогда S-наибольшая пл-дь замкнутого контура:
- коэффициент экрана.

Последовательность расчета экрана:

1.Определяем тип поля помехи.

2.Выбираем конструктивную форму экрана, которая может быть выполнена в виде прямоугольной, цилиндрической и сферической. Форма экрана оказывает влияние на хар-ое сопротивление среды экрана.

Формы экранов:

R Э =r э

- резонансная частота.

3. Выбор материала и конструкций стенок экрана.

Наибольшее влияние на эффективность экранирования влияет материал. Количественно, величину характеризующую экранированное действие материала рассчитывают следующим образом:

- глубина проникновения (показывает, на какой глубине магнитное поле ослабнет в е-раз;

f-частота поля;

 - магнитная проницаемость;

 - удельная проводимость материала экрана.

Если экран работает в магнитном поле ближней зоны, то эффективность магнитных материалов значительно выше немагнитных, так как >>1.

В электромагнитном поле дальней зоны немагнитные материалы, обладающие большей проводимостью, по сравнению с магнитными обеспечивают более высокую эффективность экранирования.

Достоинство сеточных экранов:

Просты в изготовлении, удобны в сборке и эксплуатации, не препятствуют свободным конвективным потокам воздействия, светопрониц., позволяют получить высокую эффективность экранирования во всем диап. частот.

Недостаток: невысокая механическая прочность.

Экранирующие свойства сеток проявляются в рез-те отражения электромагнитной волны от ее пов-ти.

Основные параметры сетки: Шаг сетки S с, радиус проволоки r с, удельная проводимость материала .

4. Рассчитываем эффективность экранирования выбранного экрана, а при необходимости его величину.

Шунтирование – отвод лишней энергии.

 ф – длина фронта;

Электромагнитное экранирование заключается в шунтировании большей части или всей нарезной емкости на корпус. На Рис.1,2,3 изображены возможные случаи расположения источника помех А и приемника помех В.

Рис.1 – корпус удален от приемника помех на значительное расстояние и емкостью C AB можно пренебречь.

С целью улучшения экранирования, на обеих сторонах ПП, сигн. и заземл. экранные проводники чередуют таким образом, чтобы против сигнальной линией, проходящей с одной стороны платы, всегда располагалась заземляющая линия с др. стороны платы, при этом каждая сигнальная линия оказывается окруженной 3-мя заземленными линиями. В рез-те чего достигается эффективная экранировка от внешних помех.

Рис. Уплотнение разборных (прижимных соединений) с помощью прокладок.

Для чего в приёмниках применяется экранировка?

Какими правилами нужно руководствоваться при экранировке?

При экранировке нужно принимать все меры к тому, чтобы уменьшить связь между анодной и сеточной цепями приёмника. Нет смысла экранировать, например, катушку какого-нибудь контура от конденсатора, работающего в этом же контуре, но следует как возможно тщательнее экранировать катушку сеточного контура от катушки или конденсатора в анодной цепи. При этом следует экранировать только детали и соединительные провода, которые находятся в цепи анода лампы до дросселя высокой частоты; детали и провода, находящиеся за дросселем, т. е. между дросселем и выпрямителем, экранировать не нужно. Не имеет никакого смысла экранировать провода, которые соединяются с землёй.

Нужно ли экранировать переднюю панель приёмника?

Экранировка передней панели приёмника производится исключительно для уничтожения ёмкостного влияния рук при настройке приёмника. Во многих случаях эта экранировка не обязательна.

Какой толщины должны быть стенки экранирующих чехлов?

Стенки экранирующих чехлов следует брать не тоньше 0,3 мм. Наибольшей практически выгодной толщиной стенок экрана следует считать толщину в 0,5-1 мм.

Какой величины делать экраны для катушек?

Экраны вносят в катушки определённые потери (увеличивают затухание). Чтобы уменьшить эти потери, диаметр экрана должен быть равен удвоенному диаметру катушки; сверху и снизу катушки от верхнего края намотки до крышки экрана и от нижнего края намотки до дна экрана оставляется свободное пространство в 1,5 радиуса катушки.

Какие монтажные провода нужно экранировать?

К экранировке отдельных проводов следует относиться с большой осторожностью, так как заключение проводов в экраны создаёт большую ёмкость, которая в иных случаях прибавляется к ёмкости переменных конденсаторов и уменьшает перекрытие контуров. Особенно опасна с этой точки зрения экранировка сеточных проводов ламп. Поэтому всегда надо стремиться не экранировать провода, а отдалить, насколько возможно, те провода, между которыми может быть вредная для стабильной работы приёмника ёмкость. В первую очередь в приёмниках экранируются вводные провода антенны, провода, идущие к граммофонному адаптеру, провода, идущие от анодов ламп, усиливающих высокую частоту, к дросселям и т. д.

Как экранировать монтажные провода?

Для экранировки монтажных проводов применяются обыкновенные гибкие экранные чехлы, представляющие собой спирали, свитые из провода. Очень удобна для экранировки гибкая броня от так называемого коммутаторного шнура, который продаётся в электротехнических магазинах. На провод, который нужно экранировать, надевается сначала кембриковая или резиновая трубочка, затем на эту трубку надевается металлическая спираль-экран, которая и заземляется.

В случае отсутствия спиральных экранов, можно применить также обматывание того провода, который нужно экранировать, одним слоем медного провода, намотанного виток к витку. Конечно, предварительно на экранируемый провод должна быть надета кембриковая или резиновая трубка.

Достаточно ли экранировать все контуры и лампы приёмника в отдельности или нужно кроме того экранировать весь приёмник в целом?

Если все детали и соединения приёмника правильно экранированы, то в дополнительной экранировке всего приёмника в целом нет необходимости.

Нужно ли в приёмниках экранировать все катушки или одну катушку можно оставить не экранированной?

Принципиально вполне возможно оставить одну из катушек не экранированной, поскольку все другие катушки будут заключены в экраны. Однако, оставление одной не экранированной катушки скажется неблагоприятно в том отношении, что на эту катушку будут непосредственно действовать сигналы мощных местных станций, а также непосредственно влиять антенна и другие близко проходящие провода, что может значительно понизить избирательность приёмника. Поэтому экономию, которую может дать оставление одной из катушек приёмника незаэкранированной, нужно считать нецелесообразной.

Какая разница между электромагнитным экраном и электростатическим экраном?

Электромагнитным экраном экранируют внешнее пространство от воздействия электромагнитного поля, например, поля, создаваемого током, протекающим по катушке, дросселю и т. д. Электромагнитный экран должен представлять собою сплошной чехол из хорошо проводящего металла (медь, алюминий и т. д.).

Электростатическим экраном называется экран, применяющийся для уничтожения ёмкостной связи между различными деталями и проводниками. Электростатические экраны могут выполняться не в виде сплошных чехлов или перегородок, а в виде сеток, решеток и т. д. Электростатические экраны применяются для экранирования, например, проводников входных цепей лампы от сеточных проводников и т. п.

Нужно ли экранировать лампы?

В современных приёмниках обычно экранируются лампы каскада высокой частоты и детекторного.

Как экранировать дроссели высокой частоты?

При экранировании дросселей высокой частоты нет необходимости строго придерживаться правил, которые применяются при экранировании катушек контуров (см. вопрос 180). Экраны для дросселей высокой частоты можно делать более тесные.

Чем лучше производить экранировку в приёмнике - железом или немагнитными металлами?

Детали, находящиеся в каскадах высокой частоты, нужно экранировать немагнитными металлами, а детали в каскадах низкой частоты - железом. В частности, если экранируются детали выпрямителя от остальных частей приёмника, то экранировку нужно производить железом.

Какой немагнитный металл является лучшим для экранировки?

Для экранировки высокочастотных каскадов следует применять медь, алюминий, цинк.

Вообще же для экранировки высокочастотных каскадов надо применять такой металл, который обладает наименьшим сопротивлением электрическому току. Из трёх перечисленных выше металлов наименьшее сопротивление имеет медь. Медные экраны удобны тем, что их легко паять. К недостаткам же медных экранов относится их сравнительно большой вес и подверженность окислению. Алюминиевые экраны, вполне удовлетворительные с электрической стороны, очень легки и не так поддаются окислению, как медные. Единственным недостатком этих экранов является то, что их нельзя паять обычными способами. В приёмниках применяются всё же в большинстве случаев алюминиевые экраны, главным образом, из соображений большей дешевизны, меньшей дефицитности алюминия, чем меди и большей легкости. Цинковые экраны почти не применяются, так как цинк, с одной стороны, является недостаточно хорошим проводником электрического тока и с другой стороны, цинк - металл довольно тяжёлый.

Можно ли применять для экранировки металлическую сетку?

Сетка может служить только для электростатической экранировки, т. е. для такой экранировки, которая должна уничтожить ёмкость между двумя деталями или проводами.

Можно ли экран использовать в качестве проводника?

Использовать экран в качестве проводника совершенно недопустимо. Экран должен быть заземлён в одной точке и больше никакие провода к экрану не должны присоединяться.

Издание второе, переработанное и дополненное. Москва, «Радио и связь», 1981 г.

При монтаже фильтрующих ячеек, а также при других видах монтажа радиоприборов довольно часто применяется одноточечное присоединение к корпусу. Такой монтаж выполняется на основании ошибочной идеи об избавлении от токов, текущих по корпусу прибора. Из-за поверхностного эффекта (см. вопрос 431) токи, протекающие по корпусу прибора, не углубляются в толщу материала, а идут всегда по поверхности и через те же отверстия, что и токонесущие проводники. Поэтому никакого улучшения с точки зрения токов по корпусу прибора такое присоединение не даёт.

Обратная связь проявляется в виде генерации, искажения резонансной кривой или ненормально завышенной чувствительности на отдельных настройках усилителя высокой частоты, в то время как на соседних настройках приёмник работает нормально.

Для подавления этого довольно редко встречающегося вида паразитной обратной связи необходимо улучшать экранирование друг от друга отдельных усилителей, входящих в устройство.