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[屏蔽工序] 电缆屏蔽方式有种?
P:2009-11-05 15:37:37
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屏蔽到底起什么作用?
同轴线的屏蔽铜丝除了充当中心导体电流信号的回路导体外,还作为一道屏障来阻止外界的电磁干扰到达有电的中心导体。电线屏蔽遇到和不同程度成功阻隔的各种类型的干扰包括:无线电频率(radio frequency interference, RFI;约10K Hz~300GHz,包括民用波段 (CB,Citizen's Band) 和调幅波段( amplitude modulation ,AM))干扰;电磁波干扰(Electromagnetic interference , EMI)(如电源变压器);静电干扰(Electrostatic interference, ESI)(如SCR调光器, 继电器, 荧光灯等)
为什么一种类型的屏蔽要比另一种要好呢?
为了达到最有效的屏蔽效果,电线的屏蔽都要接地,通常是接到功率放大器或者混频器(注:用来混合和调整不同来源的声音以创造出最终被录的音频产品的装置)的金属框架上,而金属框架又和交流电源线的地线相连接。电线对高频干扰场的有效屏蔽是通过使屏蔽的传输阻抗最小化而达到的。
在频率低于100KHz时,传输阻抗等于直流电阻;因此更多的铜线意味着更好的屏蔽;在100KHz以上,以前提到的集肤效应起到增加传输阻抗的作用,减弱了屏蔽效果。另一个要考虑的重要参数是屏蔽覆盖率,即表示中心导体被屏蔽覆盖完全程度的一个百分数。
电线屏蔽的三种基本类型各自特性怎样?哪一种屏蔽方式最好?
编织屏蔽是把数股铜线重叠地放置到被绝缘和静电屏蔽的中心导体的周围。编织屏蔽有许多优点。通过改变角度、锭数和重叠放置的速率,编织覆盖率可以从不到50%变化到97%。编织覆盖率非常一致,当电线弯曲时也保持原样。对于无线电频率引起的干扰源来说,信号屏蔽的这种方式是非常重要的。射频干扰波的波长很小,能够钻入屏蔽层上的小孔。这种射频屏蔽的优越性由于其低的电感而进一步增强,使编织屏蔽对高频信号的传输阻抗很低。当我们假定屏蔽层把干扰顺利地传导到地下时,这一点是非常重要的。编织屏蔽的缺点包括有限的柔韧性、高的制造成本(因为编织机工作的速度相对比较低,端接过程中所需的麻烦的剔铜线和梳理操作)。
缠绕屏蔽,也称做螺旋包裹屏蔽,是把铜线股的一平层以单一的方向(要么顺时针要么反时针)包裹在芯线周围。缠绕屏蔽非常柔软,对电线的可弯曲性限制很小。尽管缠绕屏蔽的拉伸强度要比编织屏蔽的拉伸强度要小很多,但缠绕屏蔽优越的可弯曲性使它在真实世界中乐器应用场合更加可靠。演出中经常发生的情况是:紧紧的编织屏蔽在扭绞和强拉时也能被完全撕碎,然而缠绕屏蔽仅仅被拉伸而损坏。当然,这种拉伸使屏蔽层上出现裂口,使干扰信号很容易趁虚而入。
当无线电干扰成为一个问题时,缠绕屏蔽的电感就是一个有力的屏障;因为它完全是电线的盘绕,它的传输阻抗随频率的升高而升高,作为屏蔽不能有效地把干扰导入到地下。缠绕屏蔽对于100kHz以下的频率最为有效。从成本的观点来看,与编织屏蔽相比,缠绕屏蔽需要的铜线较少,加工速度较快且加工成本较低,端接较为容易和快捷。因为缠绕屏蔽仅仅由一层很细的铜线(通常是36AWG)组成,它也使缠绕出的整体外径相对较小。这些特性使得铜线缠绕对于音频电线是一个常用的选择。
铝箔屏蔽由涂覆在一薄层麦拉上铝薄膜而构成,其铝箔的铝面与地线接触,地线用来使铝箔与端子相连接。铝箔和地线结合的方式成本很低,但它严重地限制了电线的可挠性,在反复挠曲时确实会损坏。铝箔屏蔽的优点是能提供100%的屏蔽率,但在低频时具有很高的传输阻抗(铝的导电性比铜要差)。
编织、缠绕、铝箔屏蔽优缺点对比表
类型 | 适用频率 | 使用场合 | 原料成本 | 加工费用 | 柔韧性 | 拉伸强度 | 完成外径 | 端接难易 | 屏蔽率 |
高频 | 经常移动 | 高 | 高 | 差 | 好 | 大 | 困难 | 50~97% | |
100kHz以下 | 固定场合 | 中 | 中 | 好 | 差 | 中 | 容易 | ||
固定场合 | 低 | 低 | 中 | 中 | 小 | 一般 | 100% |