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屏蔽电缆的滤波保护研究

  简介:在电子系统中,电缆是连接各种子系统和子模块的桥梁和链接。
  在整个电子系统的信息传输和能量传输中起着不可替代的重要作用。是电子系统必不可少的重要组成部分。为组件,鉴于电子系统的电磁干扰问题,使用滤波器保护方法来保护电子系统免受外部电磁环境中的强电磁波的影响。文将重点讨论屏蔽电缆滤波器保护的研究,并介绍屏蔽电缆滤波器保护的几种有效方法。为在复杂多变的外部电磁环境中,当外部电磁波干扰电子系统时,它们首先接触外部化电缆,通过电缆耦合进入电子系统,以减少电子系统的兼容性并破坏电子系统的功能。常运行。普通电缆相比,屏蔽电缆可以在一定程度上降低外部电磁波的耦合效果,但是由于屏蔽电缆主要是编织结构,因此电磁耦合仍然存在。虑到这一点,工业上主要使用滤波器保护作为保护措施,以抵抗由屏蔽电缆的电磁耦合引起的电磁干扰。杂的外部电磁环境发出的电磁波通常具有比工作波的频率更宽的频谱带宽。了防止工作频率之外的其他干扰电磁波沿着屏蔽电缆在电子系统内部传输,通常会在电子系统的访问端口添加一个过滤器,以过滤在工作频率之外散布电磁波,以确保电子系统免受外界干扰。磁波的干扰。
  据电子系统输入端口上滤波器的不同能量处理特性,屏蔽电缆滤波器保护的类型分为两类,即:反射滤波器保护和吸收滤波器保护。于保护反射滤光片的滤光片是反射滤光片,通常,反射滤光片由无损的抗原性电元件组成,例如电容器和电感器。用反射滤波器对屏蔽电缆的保护进行滤波,可以有效地确保当工作信号通过输入处的反射滤波器时,工作信号的能量损失最小。工作电波信号携带外部电磁波干扰信号并一起进入电子系统的输入端时,在反射滤波器的滤波作用下,波能由于输入端口不匹配,阻带中的电气将恢复为信号源。用的反射滤光片是LC集总元件滤光片。收性过滤器保护器是连接到电子系统的输入端口的吸收性过滤器。收滤光片和反射滤光片的工作原理不同。将有损元件添加到滤波电路。将工作频率以外的电磁波信号转换为滤波电路中的热能形式并加以消耗,以实现干扰电波。
  制。业上常用的吸收过滤器通常包含铁氧体材料,例如磁环。外,根据电子系统输入信号的不同频率选择特性,滤波器可分为四种类型:低通滤波器,高通滤波器,陷波滤波器和带通滤波器。于低通滤波器,在滤波器电路中使用串联电感元件和并联电容元件,使用两者之间的不同组合来实现对无线电信号的拦截。入超出工作频率。
  据电路结构中滤波电路中电容性元件和电感性元件的不同分布,可以将它们分为L型,T型和π型三种,其各自的特性如表1所示。波电路的特点:电感元件串联连接在滤波电路中,电容元件并联连接。滤波器电路中串联连接两个电感元件后,并联连接一个电容元件。滤波电路中串联一个电感元件之后,两个电容元件并联连接。今,插入损耗法通常用于设计滤波器。入损耗法基于电路网络综合技术。于已全面考虑了进入电子系统的输入电波信号的整个频带的响应效果,因此设计的滤波器的滤波器功能更加精确,可以最大限度地提高滤波器的效率。作无线电频率以外的干扰无线电频带。入损耗法使用传递函数来确定滤波器电路网络中所需的电感性和电容性元件的相关特性参数,该参数用于指导电路中无损组件的使用。波器电路结构设计中使用的传递函数包括切比雪夫函数,巴特沃思函数,椭圆函数,贝塞尔函数等,并且设计使用不同传递函数获得的滤波器来影响滤波器的结构。子系统输入电波信号。率响应特性也不同。波器设计通常包括3个步骤,即:混合算法,滤波器保护设计,电路仿真测试。中,混合算法主要用于分析屏蔽电缆中负载的时域响应特性,而无需额外的滤波器。路空闲时域响应特性的分析通常由混合时域算法执行。滤波器保护的设计中,通过分析输入到电子系统中的电信号的频谱,使用插入损耗法确定滤波器保护的设计目标,并且通过传递函数确定滤波器电路网络结构中电容器和电感元件的特性参数。路仿真应基于传输线方程建立屏蔽电缆耦合模型,并根据仿真软件的仿真结果确定其是否满足设计要求。果仿真结果满足设计要求,则应使用混合时域算法分析滤波器加载时滤波器电路的时域响应特性。果仿真结果不符合滤波器设计要求,则必须重新调整设计目标,并必须重建屏蔽电缆耦合仿真模型。长度为L = 1 m,半径为r = 1.52 mm,高度为h = 3 cm的屏蔽电缆为研究对象,并使用电阻值为的固定电阻器。50Ω连接到中心线的两端以干扰电磁波。是标准的核电磁脉冲和强电磁脉冲,可垂直辐射电缆。先,在没有负载的情况下(电缆输入端口上没有连接滤波器),确定没有滤波器保护的时域响应电压曲线和输入无线电波的频谱分布。
  后将π型滤波器(L = 7.96nH,C1 = C2 = 1.59nf)和T型滤波器(L1 = L2 = 7.96nH,C3.18nf)连接到滤波器的输入端。确定参数变化曲线S,使用时域响应电压变化曲线和频谱分布变化曲线来表征其滤波保护性能。于仿真分析的结果,我们可以知道,经过T型和π型滤波后,只有0 MHz〜2 MHz的干扰信号通过滤波器,所有其他信号d输入的无线电波被滤除。蔽电缆作为电子系统后门的常用耦合路径,可以轻松耦合强电磁脉冲。电磁脉冲会产生持续时间短,频率高,频带宽和能量密度高的电磁波,这使得电子系统环境中的电磁干扰非常强烈。电磁脉冲产生的强干扰电磁波在屏蔽电缆的耦合作用下进入电子系统,由于无法抵抗,导致电子系统的输入和输出损坏高能量和高电压的瞬时变化。波保护由于可以滤除工作频率以外的电磁波干扰,因此在电子系统保护中得到了广泛的应用,值得大力推广。
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