Для зниження наведень необхідно усувати або послаблювати до допустимих значень паразитні зв'язку. В першу чергу ослаблення паразитних зв'язків повинно проводитися прямим зменшенням і Способи зменшення паразитних зв'язків в принципі нескладні:
· Розміщення ймовірних джерел і приймачів наведень на максимально можливій відстані один від одного;
· Зменшення габаритів струмопровідних елементів, що забезпечують мінімум паразитного зв'язку (для отримання мінімальної взаємної індуктивності котушок індуктивності їх осі повинні бути взаємно перпендикулярні);
· Зведення до мінімуму загальних опорів;
· Вилучення сторонніх проводів, що проходять через кілька вузлів або блоків, які можуть зв'язати елементи, розташовані досить далеко один від одного;
· В яких неможливо виключити сторонніх проводів, що створюють паразитную зв'язок, необхідно подбати про те, щоб при ємнісний паразитного зв'язку опір стороннього проводу щодо корпусу було мінімальним, при індуктивному паразитного зв'язку необхідно збільшувати внутрішній опір сторонньої лінії зв'язку, в останню чергу встановити екрани і розв'язують фільтри. Екранування - це локалізація електромагнітної енергії в межах певного простору шляхом преграждения її поширення. Розв'язують фільтр - це пристрій, що обмежує поширення перешкоди по дротах, що є загальними для джерела і приймача наводки.
Введення екранів часто вимагає істотної зміни компонування, конструкції, а іноді і габаритних розмірів виробу, тому конструктор повинен ясно розуміти фізичний вплив кожної деталі екрану, вплив будь-якого елементу конструкції на значення паразитних зв'язків. Необхідно поєднувати елементи екранів з елементами несучої конструкції. Загальна рекомендація зводиться до того, що на початковому етапі конструювання необхідно вживати всіх можливих заходів для зниження па-разітних зв'язків, а вже потім в ході експериментальної доведення виробу прибрати ті елементи, які виявилися зайвими. Виключити будь-якої елемент з готового виробу простіше, ніж додати.
Придушення ємнісних паразитних зв'язків. Ємнісна паразитная зв'язок між двома електричними ланцюгами виникає через близьке електричне поле. Для зниження паразитної ємності між електричними ланцюгами вводиться струмопровідний екран, з'єднаний із загальним проводом і замикає на загальний провід більшу частину електричних силових ліній (рис. 4.30). Відповідно до цього наводка з другого каналу в перший за відсутності екрану
Мал. 4.30 - Принципова схема екранування
Введенням екрану, що має опір, рівний нулю відносно загального проводу, теоретично наводку можна знизити до нуля. Практично ж завжди через наявність провідників і технологічних отворів і виникнення крайових ефектів є залишкове ближнє електричне поле і, отже, залишкова ємність тоді наводка
Вираз (4.9) є наближеним, так як зміна З впливає на постійну часу Т. однак цей вплив настільки мало, що ним можна знехтувати. При екранування електричного поля дуже важливо створити низький опір екрану щодо корпусу (загального проводу). Поява будь-якого опору, особливо індуктивного, в ланцюзі з'єднання екрану з загальним проводом створює ефект паразитного зв'язку через сторонній провід, тому всі металеві елементи конструкції ретельно з'єднуються між собою і загальним проводом.
Придушення індуктивних паразитних зв'язків. Паразитна індуктивний зв'язок виникає між електричними ланцюгами через близьке магнітне поле. Для зниження магнітних полів використовують два види екранування - магнитостатическое і динамічне.
Магнитостатическое екранування або екранування шунтуванням магнітного поля засноване на застосуванні екранів з феромагнітних матеріалів з великою магнітною проникністю. Лінії магнітного поля як би втягуються в матеріал з більш високою магнітною проникністю, в результаті всередині екрану поле послаблюється. Ефективність магнітостатіческого екранування залежить від магнітного опору екрану:
де - відносна магнітна проникність;
h- товщина стінок екрану;
D- діаметр еквівалентного сферичного екрану. Для екрану в формі куба тут - розмір сторони куба.
Ефективність магнітостатіческого екранування не залежить від частоти в тих межах, в яких від частоти не залежить магнітна проникність матеріалу екрану. Ефективність екранування знижується при наявності в конструкції екрану стиків і швів, що йдуть поперек ліній магнітного поля і знижують ефективне значення магнітної проникності екрану. Магнитостатическое екранування має невисоку ефективність: Е = 2 - 5, ним користуються на низьких частотах, на яких мала ефективність динамічного екранування.
Фізичний сенс динамічного екранування полягає в тому, що змінне магнітне поле послаблюється у міру проникнення в метал з малим електричним опором (мідь, алюміній і т. Д.), Так як внутрішні шари екрануються вихровими струмами, що виникають в шарах, розташованих ближче до поверхні. Екранує, вихрових струмів визначається двома факторами: зворотним полем, створюваним струмами, що протікають в екрані, і поверхневим ефектом в матеріалі екрану.
Внаслідок екранування внутрішніх шарів вихровими струмами, циркулюючими в поверхневих шарах, змінне магнітне поле послаблюється по товщині матеріалу екрану. Це викликає нерівномірний розподіл струмів по товщині екрану, зване поверхневим ефектом:
де - щільність струму на глибині X і на поверхні екрану;
де - еквівалентна глибина проникнення струму;
- питомий опір матеріалу екрану;
- відносна магнітна проникність;
- абсолютна магнітна проникність вакууму;
На частотах, на яких товщина діють обидва чинники, і ефективність екранування
де h - товщина стінок екрану;
D - ширина прямокутного екрану або діаметр циліндричного;
- коефіцієнт форми. Для прямокутного екрану. для циліндричного. для сферичного
На дуже високих частотах, де. значення суми в круглої дужки рівняння (4.10) завжди більше 1/2, що дозволяє спростити вираз:
З (4.11) простіше отримати формулу для розрахунку мінімальної товщини стінок екрану, що забезпечує ефективність екранізування не нижче заданої:
На низьких частотах або при малій товщині екрану вплив поверхневого ефекту нижче, і ефективність екранування
Екранування проводів і котушок індуктивності. При екранування реальних елементів, наприклад трансформаторів, котушок індуктивності, проводів, зазвичай потрібно одночасне екранування від електричних і магнітних полів. Бажано в якості електричних і магнітних екранів використовувати одні і ті ж елементи конструкції, але при цьому слід враховувати, що вони діють по-різному.
Струми, що протікають по екрану під дією високочастотного магнітного поля, у багато разів більше струмів, що виникають під дією електричного поля. Тому ефективність електричного екрану не залежить від провідності матеріалу екрану, його магнітної проникності і частоти коливань електричного поля.
На ефективність магнітного екранування не впливає наявності контакту з загальним проводом, але ефективність електричного екрана однозначно визначається наявністю хорошого електричного з'єднання із загальним проводом. Для одночасного екранування електричного і магнітного полів необхідно виконати обидві групи вимог. При екранування котушок індуктивності слід також враховувати вплив екрану на індуктивність (і добротність). Чим ближче розташований екран до котушки індуктивності, тим більше втрати, що вносяться екраном, і сильніше знижується добротність і індуктивність.
Втрати, що вносяться екраном, зростають зі збільшенням питомої опору і зменшенням відстані між екраном і котушкою індуктивності. Тому при розробці екранів високочастотних котушок бажано вибирати матеріали з малим опором (мідь, латунь, алюміній). Розміри екрану вибирають таким чином, щоб зазор між котушкою і екраном був не менше. т. е.
де - довжина і діаметр котушки;
- висота і діаметр екрану. Товщину стінок екрану вибирають відповідно до (4.12).
При розміщенні високочастотної котушки індуктивності в екрані з розмірами відповідно до (4.13) знижується її індуктивність на 15-18%, якщо розміри котушки укладаються в співвідношення. то при цьому додаткові втрати, що вносяться екраном,
де - робоча частота; ;
- питомий опір міді;
- питомий опір матеріалу екрану.
Отримана ефективність екранування зазвичай менше розрахованої по (4.10), (4.11) за рахунок паразитного зв'язку, що виникає через проводів, що виходять з екраніруемого простору, і при наявності отворів в екранах. Щоб зниження ефективності було мінімальним, отвори для висновків повинні бути розташовані таким чином, щоб не заважали вихровим струмам: отвори і вирізи в екрані необхідно робити витягнутими вздовж напрямку вихрових струмів (рис. 4.31).
Мал. 4.31 - Розташування отворів в екрані
Для повного екранування проводів від електричних і магнітних полів необхідно домагатися, щоб весь зворотний струм протікав по екрану, т. Е. Щоб струми, що протікають по екраніруемого проводу і екрану, були рівні між собою, а для цього необхідно висновки генератора і навантаження підключати до проводу і екрану безпосередньо без проміжних провідників, а з'єднання з корпусом виробляти в одній точці, краще з боку приймача сигналу (рис. 4.32).
Мал. 4.32 - З'єднання провідників і корпусу
При підключенні загального проводу генератора до корпусу, а не до екрану, виходить екранування тільки від електричних полів (рис. 4.33), при відсутності з'єднання екрану з загальним проводом ніякого екрануючого ефекту не виникає. При з'єднанні екрана з корпусом з боку генератора або при з'єднанні з корпусом через довгий провід ефективність падає за рахунок появи напруги перешкод на цьому дроті (рис. 4.34). Для екранування проводів від низькочастотних наводок поверхню екрану повинна мати ізолюючу оболонку, яка виключає випадкові контакти з металевими елементами корпусу вироби.
Мал. 4.33 - Підключення загального проводу до корпусу
Мал. 4.34 - Замикання екрану на корпус
При замиканні екрану на корпус порушується магнітне екранування частини проводу, розташованого між точкою замикання екрана на корпус і навантаженням. В цьому випадку при відключенні з'єднання екрану близько навантаження рівень наведень знижується, тоді необхідно знайти і усунути замикання екрана на корпус. На високих частотах через поверхневого ефекту зворотний струм протікає в основному по внутрішній поверхні екрану, тому на частотах понад 10 МГц замикання на корпус не знижує ефективності екранування. Застосування екранних проводів збільшує габаритні розміри, вартість і паразитне ємність монтажу, тому застосовувати екрановані дроти і коаксіальні кабелі необхідно тільки в разі, коли інші засоби не дали потрібного ефекту.