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屏蔽電纜的原理

文章出處：責(zé)任編輯：發(fā)布時(shí)間：2022-06-20 16:48:01 點(diǎn)擊數(shù)：- 【大 中 小】

什么是屏蔽電纜？
屏蔽電纜是導(dǎo)體外部有導(dǎo)體包裹的導(dǎo)線叫屏蔽電纜，包裹的導(dǎo)體叫屏蔽層，一般為編織銅網(wǎng)或銅泊（鋁），屏蔽層需要接地，外來(lái)的干擾信號(hào)可被該層導(dǎo)入大地。作用是避免干擾信號(hào)進(jìn)入內(nèi)層，導(dǎo)體干擾同時(shí)降低傳輸信號(hào)的損耗。屏蔽電纜有普通結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)，普通結(jié)構(gòu)是絕緣層+屏蔽層+導(dǎo)線，高級(jí)結(jié)構(gòu)是絕緣層+屏蔽層+信號(hào)導(dǎo)線+屏蔽層接地導(dǎo)線。

屏蔽電纜

屏蔽電纜的原理：
屏蔽布線系統(tǒng)源于歐洲，它是在普通非屏蔽布線系統(tǒng)的外面加上金屬屏蔽層，利用金屬屏蔽層的反射、吸收及趨膚效應(yīng)實(shí)現(xiàn)防止電磁干擾及電磁輻射的功能，屏蔽系統(tǒng)綜合利用了雙絞線的平衡原理及屏蔽層的屏蔽作用，因而具有非常好的電磁兼容（EMC）特性。
電磁兼容（EMC）是指電子設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有一定的抵抗電磁干擾的能力，同時(shí)不能產(chǎn)生過(guò)量的電磁輻射。也就是說(shuō)，要求該設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠在比較惡劣的電磁環(huán)境中正常工作，同時(shí)又不能輻射過(guò)量的電磁波干擾周圍其它設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的正常工作。
U/UTP(非屏蔽)電纜的平衡特性并不只取決于部件本身的質(zhì)量（如絞對(duì)），而會(huì)受到周圍環(huán)境的影響。因?yàn)閁/UTP（非屏蔽）周圍的金屬、隱蔽的“地”、施工中的牽拉、彎曲等等情況都會(huì)破壞其平衡特性，從而降低EMC性能。
所以，要獲得持久不變的平衡特性，只有一個(gè)解決方案：在所有芯線外加多一層鋁箔進(jìn)行接地。鋁箔為脆弱的雙絞芯線增加了保護(hù)，同時(shí)為U/UTP（非屏蔽）電纜人為的創(chuàng)造了一個(gè)平衡環(huán)境。從而形成我們現(xiàn)在所說(shuō)的屏蔽線纜。
屏蔽電纜的屏蔽原理不同于雙絞的平衡抵消原理，屏蔽電纜是在四對(duì)雙絞線的外面加多一層或兩層鋁箔，利用金屬對(duì)電磁波的反射、吸收和趨膚效應(yīng)原理（所謂趨膚效應(yīng)是指電流在導(dǎo)體截面的分布隨頻率的升高而趨于導(dǎo)體表面分布，頻率越高，趨膚深度越小，即頻率越高，電磁波的穿透能力越弱），有效的防止外部電磁干擾進(jìn)入電纜，同時(shí)也阻止內(nèi)部信號(hào)輻射出去，干擾其它設(shè)備的工作。
實(shí)驗(yàn)表明，頻率超過(guò)5MHz的電磁波只能透過(guò)38μm厚的鋁箔。如果讓屏蔽層的厚度超過(guò)38μm，就使能夠透過(guò)屏蔽層進(jìn)入電纜內(nèi)部的電磁干擾的頻率主要在5MHz以下。而對(duì)于5MHz以下的低頻干擾可應(yīng)用雙絞線的平衡原理有效的抵消。
根據(jù)布線最早的定義，分為非屏蔽線纜-UTP和屏蔽線纜-STP兩種。后來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展和各家不同的工藝，衍生出了很多不同屏蔽的種類 1．F/UTP Foil Screened Cable 單層的鋁箔屏蔽結(jié)構(gòu) 2．Foil and Braid Screened Cable 鋁箔和銅質(zhì)編織網(wǎng)雙層屏蔽結(jié)構(gòu) a) SF/UTP 鋁箔和銅質(zhì)編織網(wǎng)同時(shí)包裹在四對(duì)線的外層 b) S/FTP (PIMF) 線對(duì)單對(duì)鋁箔屏蔽加上包裹在四對(duì)線的外層的銅質(zhì)編織網(wǎng) PIMF =Pair in Metal Foil。
屏蔽電纜抵抗外界干擾主要體現(xiàn)在：信號(hào)傳輸?shù)耐暾钥梢酝ㄟ^(guò)屏蔽系統(tǒng)得到一定的保證。屏蔽布線系統(tǒng)可以防止傳輸數(shù)據(jù)受到外界電磁干擾和射頻干擾的影響。電磁干擾（EMI）主要是低頻干擾，馬達(dá)、熒光燈以及電源線是通常的電磁干擾源。射頻干擾（RFI）是高頻干擾，主要是無(wú)線頻率干擾，包括無(wú)線電、電視轉(zhuǎn)播、雷達(dá)及其他無(wú)線通信。
對(duì)于抵抗電磁干擾，選擇編織層屏蔽最為有效，也就是金屬網(wǎng)屏蔽，因其具有較低的臨界電阻。而對(duì)于射頻干擾，金屬箔層屏蔽最有效，因?yàn)榻饘倬W(wǎng)屏蔽所產(chǎn)生的縫隙可使得高頻信號(hào)自由地進(jìn)出。對(duì)于高低頻混合的干擾場(chǎng)，則要采用金屬箔層加金屬網(wǎng)的組合屏蔽方式，也就是S/FTP形式的雙層屏蔽電纜，這樣可使得金屬網(wǎng)屏蔽適用于低頻范圍的干擾，金屬箔屏蔽適用于高頻范圍的干擾。
IBM ACS的屏蔽線纜中鋁箔屏蔽層單層厚度即達(dá)到50-62μm,起到了更完整的屏蔽效果。同時(shí)由于只采用單層屏蔽，對(duì)于施工而言將更加簡(jiǎn)單，便于安裝，不易在施工過(guò)程中造成人為的損壞，且鋁帛的厚度可以承受更大的破壞力。從而能給用戶提供更高品質(zhì)的傳輸性能。

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