Конструирование электрических экранов.

Экранирование электрического поля выполняется в следующих случаях:

экранируемое устройство не чувствительно к воздействию магнитного поля;

составляющая магнитного поля мала по сравнению с состав­ляющей электрического поля;

частота электромагнитных волн мала и помеха имеет место только за счет электрической индукции.

Принцип действия электрического экрана рассмотрим на конкретном примере, когда между источником И электрического поля и входными — выходными цепями электронной схемы имеет место емкостная связь (рис. 8.23,а), приводящая к искажению как вход­ного, так и выходного сигнала. Результатом введения в конструкцию экрана Э (рис. 6.23,6) будет появление паразитных емкостей на экран источника помехи Си.э, входной С ₁э, выходной С _2э цепи и цепи земли Сз.э. Эквивалентная расчетная схема конструкции с эк­ранам приведена на рис. 8.23,в, из которой видно, что наличие эк­рана отнюдь не развязало вход и выход схемы непосредственно от источника помехи.

Появилась обратная связь выхода со входом через последовательно соединенные емкости С ₁э и С _2э. Если шину нулевого потенциала схемы подсоединить к экрану и заземлить, .то обратная связь окажется разорванной, источник помех И закороченным на землю через емкость Си.э, а вход и выход-схемы— нагруженным на емкости С ₁э и С _2э , что должно учитываться схемотехниками при оценке параметров и характеристик схемы (рис. 8.23,г).

Защита от электрического поля сводится к установке ЭВА в сплошную металлическую оболочку — экран произвольной толщи­ны и высокой электрической проводимости. Заземляться экран должен массивным коротким проводником с минимальным индук­тивным сопротивлением. С увеличением частоты электрического поля толщина экрана будет влиять на эффективность экранирова­ния. Через отверстия и щели в экране внутрь ЭВА может проник­нуть внешнее электрическое поле. Напряженность поля Еэ внутри ЭВА определяется по формуле

Еэ=Евн(2l_щ /πl_щт )²ехр(-πδ_э /l_щ), (8.38),

где Евн — напряженность внешнего поля; l_щ , δ_э — максимальная длина щели и толщина экрана; l_щт —расстояние от щели до рас­сматриваемой точки внутри экрана.

Электрические экраны весьма разнообразны как по форме, так и по применяемым материалам. При выполнении экрана в виде отдельных конструктивных элементов необходимо особое внима­ние уделять электрической связи между элементами и общему за­землению. Чтобы конструктивные элементы кожуха блока на рис. 8.24 выполняли функцию экрана, детали 1—3, 5, 7 электрически объединяются .между собой и с несущей конструкцией модуля, в который устанавливается блок. Для этого к элементам кожуха в легкодоступных местах с предварительным удалением покрытия привариваются земляные лепестки 4, коммутируемые между собой гибкими многожильными проводниками пайкой. Легкосъемность конструкции обеспечивается заземлением «под винт». Для надежности контактирования под головку винта вводится пружинная ' шайба.

Выбор материалов электрических экранов можно сделать на основе данных табл. 8.8.

Рис. 8.24. Заземление кожуха блока:

I — передняя панель; 2—крышка; 3—стенка; 4— лепестки заземления; 5 — задняя панель; 6—мон­тажный проводник; 7 — дно

Поскольку часто желательно иметь минимальную стоимость и массу экрана, то с этих позиций наилучшим материалом является магний, но он легко корродирует и образовывающийся слой окис­ла ухудшает контакт экрана с корпусом изделия. Цинк дешевле меди, имеет меньшую плотность, но мягок. Латунь по своим пара­метрам занимает среднее положение в ряду материалов для экра­нов, но благодаря отличным антикоррозионным свойствам и ста­бильности сопротивления электрического контакта ее можно ре­комендовать для широкого применения в качестве материала эк­рана.