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電纜設(shè)計指南 - 無圖版

99號 --- 2007-05-18 15:33:29

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靜電放電(ESD)會產(chǎn)生靜電場效應(yīng),電荷注入效應(yīng)和靜電放電電流產(chǎn)生的場效應(yīng),這在第四章已論述過。正確地布置系統(tǒng)電纜和進(jìn)行屏蔽設(shè)計可有助于解決這三種效應(yīng)帶來的問題。本章中將討論如何處理系統(tǒng)電纜來解決靜電放電問題。

  在討論系統(tǒng)電纜的處理時,為方便起見,將第四章中所提出的三種靜電放電效應(yīng)重新整理成以下兩條效應(yīng):
    * 輻射噪聲效應(yīng)
    * 傳導(dǎo)噪聲效應(yīng)

  輻射噪聲包括泄放電流產(chǎn)生的靜磁場,電場和磁場。傳導(dǎo)噪聲包括直接的電荷注入以及電場和磁場感應(yīng)的電流。當(dāng)然,在實際情況下,這些效應(yīng)并不是彼此獨立存在的。但為了簡化討論,我們分別考慮每一種效應(yīng)。

  首先討論電纜的屏蔽或衰減及傳導(dǎo)問題,20kV的電壓在空氣中的放電距離可達(dá)2cm。所以,為了防止電荷注入到電子線路中,設(shè)計人員可以采取以下三種措施:

  A) 設(shè)計設(shè)備時,采取措施使操作員不能到達(dá)距離電子線路2cm之內(nèi)內(nèi),或接觸與電子線路相距2cm以內(nèi)的未接地金屬物件;
  B) 將所有電子電路用比空氣更好的絕緣物質(zhì)進(jìn)行絕緣處理;
  C) 提供一個除了電子線路以外的另一個電荷注入對象。

  上述措施1與2將在第六章中著重討論,因為這與屏蔽機(jī)箱的設(shè)計聯(lián)系很緊密。而措施3主要取決于系統(tǒng)電纜的設(shè)計。如第二章所述,靜電放電對象必須有一條到地的路徑以消除靜電場。

  到地的路徑必須保持低阻抗。否則,可能有電弧通過電子線路形成的更低阻抗的通路。為了獲得低阻抗路徑,最重要的是必須保證系統(tǒng)電纜的阻抗較低。對于多數(shù)系統(tǒng),電纜線阻抗相當(dāng)?shù),不過高頻時由于趨膚效應(yīng),阻抗會有所增加。可加大電纜芯線的表面積來緩解這一問題(這將在以下電纜屏蔽的講述中進(jìn)一步討論)。

  引起電纜阻抗增加的另一個原因是連接點處的接觸阻抗。連接點處的的銹蝕可以產(chǎn)生與趨膚效應(yīng)差不多的阻抗作用,為了防止銹蝕并使電纜的阻抗較低應(yīng)考慮以下幾個準(zhǔn)則:

  A) 彼此接觸的物體應(yīng)在電化學(xué)序列上相容

  在潮濕的環(huán)境中,電勢不同的金屬物體間會發(fā)生電化學(xué)腐蝕,其程度取決于接觸物件的電勢差的大小。電勢差越大,腐蝕就越嚴(yán)重。表1給出了部分電化學(xué)序列表,應(yīng)當(dāng)注意的是,每一項中所列的電動勢有時可能會發(fā)生變化。例如,鈹銅有時可與鋁配合使用。

  根據(jù)環(huán)境的不同,可允許電動勢有較大的波動,在惡劣的海洋環(huán)境中,允許的電勢差不應(yīng)超過0.25V。一般情況下,除了與鋁搭接外,電勢差保持在0.75V以下是沒以問題的。例如,鍍鋅鋼板機(jī)殼很容易用黃銅接線片與銅接地導(dǎo)線相連。

    表1 電化學(xué)序列表

-- 結(jié)束 --