基于电磁兼容中对于屏蔽问题的考虑

2011-05-08 00:10:44来源: 互联网 关键字:问题

众所周知,电磁兼容在现在电子产品设计中越来越重要。一方面,外界电磁环境越来越恶劣,新的电磁干扰源不断产生,如无线寻呼,移动电话,微蜂窝个人通信系统等相继出现,而且工作频率不断提高。
  另一方面,数据通信速率迅速增长,因为通信已不只局限于语音,数据,还包括高质量的图象信号。以局域网技术来讲,网络速率已经从以前的10MBPS提高到100MBPS,乃至ATM155MBPS,622MBPS, 及目前议论较多的GBPS局域网技术。   网络速率的提高,意味着工作频率的提高,而高频信号更易于受到电磁干扰,这就是在布线系统中引入电磁兼容概念的原因。
  在欧洲,电磁兼容已经引起高度重视,并有一系列有关EMC的法规及标准,如89/336/EEC,EN55022及55024,按照欧洲规定,从1996年1月1日起,所有有源设备必须符合EMC规定,同时贴有CE标志。布线系统属于无源系统,但是,一旦它与有源网络设备相连构成系统,它也必须服从EMC的规定。
  UTP(非屏蔽双绞线)电缆的EMC原理及局限性 UTP电缆属于平衡传输系统,它利用扭绞来抵消电磁干扰及电磁辐射。但是,利用这种平衡性来抵消电磁干扰及电磁辐射需要具备以下的条件:
  1) UTP必须是理想的平衡系统 UTP只有具有理想的平衡特性才能有效地抵消电磁干扰及电磁辐射,但是,理想的平衡UTP是不存在的,因为:
  a)UTP的平衡特性受周围环境影响 当UTP电缆附近存在金属物体或隐蔽接地时,由于不同导体与金属物体或地的距离不同,UTP的平衡特性会遭到破坏。 实验表明,将UTP电缆穿入25.4MM钢管中,其衰减会增大2.5%,说明其特性阻抗减小了,从而表明UTP受周围环境影响。
  b)弯曲也会破坏UTP的平衡特性 在实际安装时,电缆不可避免要弯曲。当电缆弯曲时,相邻绞节将疏密不同,不能有效抵消电磁干扰及电磁辐射。
  2)UTP的节距与电磁干扰或信号波长相比必须充分小,才能有效地抵消电磁干扰和电磁辐射,即节距越小,EMC性能越好。 但是,双绞线的绞结节距不可能无限减小。实验表明,当外界电磁干扰或网络工作频率超过30MHZ时,UTP的EMC性能下降,即网络的可靠性降低,误码率增大,电磁辐射也相应增大,UTP厂商的技术资料里也承认这一点。
  以前的网络一般工作在较低的频率范围,如10MBPS以太网工作频率为10MHZ以内,16MHZ令牌网的工作频率在16MHZ以内,UTP系统在这样低的工作频带内具有一定的EMC能力,而且计算机通信具有出错重发及纠错能力,所以网络能够在一定的电磁环境中正常工作。
  但是,随着快速以太网(100MBPS),ATM(155MBPS,622MBPS)及GBPS以太网技术逐渐实用化,网络的工作频率不断提高,同时外界电磁干扰频率也日益提高,UTP的平衡特性已不足以抵消网络本身的电磁辐射及外界的电磁干扰。所以,对于高速网络,非屏蔽系统要依赖压缩编码技术,将高速数据压缩到30MHZ以下,如ATM155MBPS,采用CAP16编码技术将带宽压缩到25.8MHZ。采用复杂的编码方式固然可以提高频谱利用率,但是需要在布线系统的两端加编码及解码设备,网络成本增加,而抗干扰能力降低,可靠性下降。

关键字:问题

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0508/article_8199.html
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