Акустические экранированные провода и их особенност

Всем привет. Начну вести свой бортжурнал, сданной статьи, т.к. все последующие мои темы будут так или иначе на нее ссылаться. Установил на свое авто кучу всего. И во время установки дополнительной проводки на свое авто столкнулся с большой проблемой, а именно, с невозможность приобрести готовые нужные (напрмиер, сечением 0,85 мм2 и количеством 4 и более штук в одном экране) экранированные провода. Ну, кто-то скажет, типа да можно взять кабель юсб или межблочный и из них сделать нужный — НЕ соглашусь. Жилы кабеля юсб имеют недостаточную в ряде случаев площадь сечения (0,3 мм2 максимум) и подходят только для передачи звука и видео по цифре (зеркало заднего вида с экраном парковки или передача звука между ММСS и усилком и между усилком и потолочником по ДИН кабелю). А межблочники настолько огромны и занимаю столько места, что при их использовании становится невозможной обратная установка декоративного пластика салона на родное место или проводка их в узких пространствах за передней панелью приборов (торпедо). На рынке Украины (не знаю как России или других стран) нужных экранированных кабелей я не нашел. Кто нашел и где делитесь в комментах. Поэтому все нужные экранированные кабеля делал сам. Как показала практика — результат превзошел все ожидания. Ниже привожу свой вариант «производства» экранированного кабеля. Для создания необходимы следующие компоненты: 1. Алюминиевый скотч. Причем ОЧЕНЬ важно, чтобы в составе (пишется на этикетке) был именно АЛЮМИНИЙ. Скотчи типа «для склейки алюминиевых/серебристых поверхностей Вашего авто» не подойдут — там только пластик покрашенный в алюминиевый цвет. Приобрести можно в строительном супермаркете 100%. Если не уверены в проводимости скотча, возьмите с собой прибор для проверки сопротивления и проверьте по-месту.

Далее берем нужное количество проводов, добавляем к ним свободный от изоляции провод и соединяем их в косу. После этого не спеша обматываем провода алюминиевым скотчем, при чем проводящей стороной во внуть, а клейкой стороной наружу. Это даст возможность свободному от изоляции проводу стать активным экраном и обеспечить непрерывную проводимость всех участков экрана от одного штекера до другого, т.к. у Вас навряд ли получится непрерывно накладывать экран (скотч). А так же, обеспечит плотное прилегание экрана клейкой стороной к будущей изоляции после термоусадочных процедур. Получится примерно так:

Вот собственно и все, надеюсь всем поможет.

Как сделать экранированный кабель для датчика коленвала или датчика детонации? Вопрос «зачем экранировать» не рассматриваем. Почитайте профильную литературу.

1. Купить готовый, термо- масло- бензостойкий. Например МГТФЭ — отличный кабель высочайшего качества.

2. Затянуть провода в оплетку.

3. Фольга. Это решение проверено лично и работает на нескольких машинах. Также я видел фольгированный провод датчика коленвала или детонации в штатной проводке одного из современных автомобилей. Кажется это был Mitsubishi.

Нужна любая фольга. Я нашел обычную пищевую на кухне. Также можно использовать алюминиевый скотч (не алюминизированную блестящую пленку, а именно настоящий алюминий)

Отрываем фольгу полосками, и тщательно обматываем провода

Следующий кусок накладываем с нахлестом в несколько сантиметров

Очищаем провод на длину 5-10 см и растопыриваем медные жилы. Это будет провод заземления экрана. Заземление подключается только с одной стороны кабеля. Так говорит наука о кабелях.

Здесь на фото медный провод не залужен. Это ошибка, провод нужно залудить, чтобы исключить создание гальванической пары медь-алюминий, которая будет разрушать соединение.

Заматываем растопырку вперемешку со слоями фольги в последние сантиметры экранировки.

Заматываем наш кабель изолентой

Не забываем подключить заземляющий провод на массу.

Recommendations

Comments 59

Вместо изоленты можно термоусадку.

20 рублей за метр стоит кабель такой

Простите за неосведомленность, а зачем экранированный кабель для ДПКВ? Какие плюсы в нем?

Обычно он необходим для дпкв и дд для защиты от помех

Об этом я и сам догадался, что экран от помех, но какие помехи могут повлиять на ДПКВ? И как могут повлиять?

В автомобиле чуть ли не наихудшие условия для электроники по уровню помех и наводок. Ну например ЭЬУ начнет видеть детонацию там где ее нет, и ошибаться в подсчете зубьев шкива

Изоляция проводов от помех: типы ЭМП

Рассмотрим вопрос экранирования кабеля (проводов) в рамках функционирования сервосистем. При отсутствии изоляции проводов от помех нарушается стабильность данных систем, что влечет ошибки передачи сигналов, а иногда и включение/отключение приборов. Сами электромагнитные помехи могут распространяться по кабелю или же излучаться им самим. Диапазон первых обычно составляет до 30 МГц, вторых же (излучательных) – свыше 30 МГц.

Типы ЭМП

Начать разбираться в принципах экранирования нужно с понимания принципов передачи ЭМП через соединения. Это необходимо по той причине, что эффективное для одних типов соединений экранирование проводов может быть для других типов совершенно неэффективным. Более того, при неправильной привязке (заземлении) экрана можно получить еще более плохие результаты, чем при отсутствии экранирования.

Ухудшить качество сигнала в цепях под силу четырем типам помех:

• емкостным;
• индуктивным (магнитным);
• внутренним;
• излучательным.

Емкостные помехи. С одной стороны, такие помехи относятся к наиболее легко подавляемым, в связи с чем они доставляют меньше проблем. С другой стороны, результатом действия таких помех может быть искажение ВЧ-сигналов в проводниках с большим выходным сопротивлением. Для подавления данного типа помех следует использовать провода с заземленной экранировкой.

Индуктивные помехи. Причиной возникновения такого типа электромагнитных помех является воздействие сильного магнитного поля, которое действует по принципу генератора. Из-за этого в проводнике может возникнуть ток с относительно низким импедансом, который способен нарушить передачу сигнала. Данные помехи, как и последствия их воздействия, могут оказаться довольно мощными для отключения/включения технических средств. Эффективным способом подавления индуктивных помех является использование витой пары, имеющей заземленную экранирующую оплетку. Экранирование проводов фольгой не такое эффективное из-за магнитных вихревых токов.

Подробнее о данном типе помех читайте в статье «Индуктивные помехи».

Внутренние помехи. К таким помехам относятся ЭМП, которые возникают в случае непосредственного подключения источника к системе. Например, при создании источником питания импульсных помех на линии переменного тока. К способам подавления внутренних помех относятся изоляция, фильтрация или иные методы согласования импедансов. При подавлении экранировка неэффективна, однако с ее помощью можно преградить помехам выход за пределы системы. Для сильных внутренних импульсных помех в неэкранированной системе возможна ситуация их перехода в индуктивные.

Излучательные помехи. Данный тип помех является наиболее сложным и имеет ряд ограничений, которые связаны с частотами. Для подавления таких помех недостаточно экранирования проводов фольгой. Эффективной может быть экранировка оплеткой, хотя для ее применения в данном случае существуют дополнительные требования. К ним относятся, например, следующие:

• экран внутри экранируемых проводов не должен прерываться;
• экранировка должна быть обязательно полной, со всех направлений, и др.

Понятие акустический кабель

Акустические провода экранированные

Прежде, чем перейти к основной теме, рассмотрим подробно тему акустического кабеля. Сегодня покупателям предлагается море ассортимента, выбор в котором осуществить не так-то просто. Исходить надо, в любом случае, на основании собственного бюджета, учитывая информацию и знания о видах кабеля. «Среднестатистические», если можно так выразиться, автомобилисты, как правило, с проводкой не слишком «заморачиваются». Считая, что особой разницы нет, но они глубоко ошибаются.

Примечание. Естественно, если так думает владелец бюджетной акустики с простенькими динамиками, то вопросов нет. Но обладатель дорогой акустической системы, на которую, как говорится, денег не пожалели, обязан уделять внимание акустическим проводам, так как именно от них зависит немалый процент качественного воспроизведения музыки.

Экранированные провода акустические

Ниже приводится важная информация об акустическом кабеле:

• Не вдаваясь слишком в дебри физико-технических подробностей, отметим одну явную закономерность. Она касается искажений звука, которых бывает тем меньше, чем лучше по качеству акустический кабель;
• Сопротивление считается решающим значением, параметром любого кабеля, определяющим его качество. Так, чем меньше это самое сопротивление, тем лучше для передаваемого сигнала.

Примечание. В свою очередь, на сопротивление влияет непосредственно материал, из которого изготовлен кабель. Помимо этого, не менее важное значение имеет диаметр и длина проводки.

• Если исходить из мнения, что акустический кабель представляет собой две изолированные между собой металлические жилы, то на сегодня самой популярной считается проводка медная, которая состоит из 20 жил;
• Что касается диаметра провода или его сечения, то стандартный размер 2-4 кв. мм считается популярным. К примеру, скорость передачи сигнала в таком кабеле, при условии, что длина соответствующая, равна приблизительно скорости света.

Провода для акустики

Примечание. Идеальный вариант сопротивления проводки, равный нулю, когда длина кабеля составляет 3 метра, а сечение равно – 2,5 кв. мм.

• Экранированными называют все межблочные кабели(см.Экранированный кабель акустический: как выбрать). В данном случае экран является своеобразной защитой проводника от ЭМ помех. Защиту правильнее называть в конкретном случае внешним экраном, который может быть изготовлен разных материалов: металла, пластика и т.д. Разной бывает и тип защиты: оплетка, фольга и т.п.

Примечание. Считается, что такой экранированный кабель, подразумевающий обязательное подключение к земле (для защиты от помех), не является идеальным.

Акустический экранированный провод

• По этой самой причине был придуман балансный кабель. Так, в небалансном кабеле присутствует один внутренний стержень, отвечающий за основной сигнал. Что касается внешнего экрана, то он удваивается из-за возвращаемого сигнала пути;
• Вот балансный кабель подразумевает наличие уже 2-х проводников, называемых горячим и холодным. Оба выхода несут один и тот же сигнал, но разница определяется их сходностью. Эффективность такой проводки определяется как раз сбалансированностью обеих проводников;
• Помимо балансного и небалансного кабеля, известен еще один тип провода, именуемый как Стар Квад. Он специально разработан для улучшения устойчивости к помехам. Данный провод функционирует при наличии 2-х пар внутренних кабелей, которые параллельно соединены (конечно же, они изолированы).

Классификация экранированных проводов

Есть разные типы того, как можно экранировать провод. Это зависит от цели назначения кабеля. Поэтому, есть следующие типы назначения экранированного кабеля с медными или алюминиевыми жилами:

1. Силовые кабеля
   . Рассчитаны на разные уровни напряжения – от низкого до высокого. Благодаря встроенному внутрь экрану, кабель не распространяет в окружающую среду и на соседние источники электроэнергии электромагнитные помехи. Может накладывать как на токопроводящие жилы, так и после изоляции их.
2. Комбинированные
   – силовой и управляющий кабель в одном механизме, отличается своей гибкостью. Обычно такой тип назначения используется в работе передвижных электрических механизмов. Например, экскаваторов. Изолируется экранированный провод резиной в таком случае. Не позволяет распространиться помехам на управляющие механизмы.
3. Сигнальный тип кабеля
   – применяется обычно тогда, когда необходима высокая точность в защите данных при работе. В это список входит пожарная, охранная, измерительная аппаратура. Например, защитный экран в пожарной сигнализации, способен сохранять высокую работоспособность даже находясь в горящем помещении. К тому же, обычно он обладает минимальным уровнем выделения продуктов горения.
4. Кабели управления и передачи данных
   – используется в телемеханических или телефонных сетях. Экран изготовляется из алюминиевой или полиэтиленовой фольги. Такой тип защитных экранов используется также в компьютерных коммуникациях. Может использоваться как для внешней, так и внутренней прокладки.
5. Одножильный экранированный провод
   применяется для записывающих аудио- или видеоустройств.

Таблица свойств ЭК

Применение металлической плетенки для экранирования

Рисунок 1. Плетенка металлическая При монтаже разнообразных радиоэлектронных и электротехнических устройств важно обращать внимание на проблему их помехозащищенности. Неправильный подбор схемы подключения, неудачный способ разведения кабелей, неверная схема заземления и экранирования — все это может привести к сбоям в работе и даже полному отказу приборов. Обычно для устранения влияния посторонних электромагнитных полей на приборы, электромеханизмы и оборудование при выполнении монтажных работ или подключении к силовым сетям, а также прокладке кабельных линий используется экранированный кабель.

Методы выхода из сложившейся ситуации

Для решения возникшей проблемы необязательно производить полную замену кабелей, достаточно устроить дополнительное экранирование, которое позволит существенно снизить влияние электромагнитных полей. Конструктивно его можно выполнить следующими способами:

• установив ограждающий металлический экран;

• напылить на внутреннюю поверхность корпуса оборудования токопроводящие материалы.

Однако бывают конструкции и ситуации, когда применение подобных экранов невозможно или нецелесообразно. В таком случае можно выполнить экранирование своими руками, локализовав, таким образом, источник электромагнитных помех. Суть экранирования — это ограничение в пространстве электромагнитной энергии, которая вырабатывается источником поля. Очень часто в электроприборах защиту от взаимного влияния проводов и кабелей производят с помощью экрана в виде оплетки из медных проволок или обмотки металлизированной фольгой. Эти экраны подразделяются на 2 вида:

• магнитостатические;

• электромагнитные.

Самым оптимальным методом, позволяющим правильно экранирование проводов своими руками, является применение металлической экранирующей плетенки, которая уменьшает энергию электромагнитных волн методом отражения энергии либо поглощением энергии проводящей средой. Материал, из которого она изготавливается, обязан обеспечивать максимально возможную защиту и ослаблять помехи, образуемые электромагнитным полем. Тип материала в данном случае выбирается в зависимости от природы поля помех — магнитной или электрической.

Металлическая плетенка и ее виды

Однако бывают конструкции и ситуации, когда применение подобных экранов невозможно или нецелесообразно. В таком случае применяется металлическая плетенка (плетенка экранирующая). Она уменьшает энергию электромагнитных волн методом отражения энергии, либо поглощением энергии проводящей средой. Материал, из которого она изготавливается, обязан обеспечивать максимально возможную защиту и ослаблять помехи, образуемые электромагнитным полем. Тип материала в данном случае выбирается в зависимости от природы поля помех — магнитной или электрической.

Экранирующая плетенка — марки и материалы

В зависимости от природы помех и условий эксплуатации кабеля металлическая экранирующая оплетка для кабеля имеется различные исполнения. Некоторые из них:

• медная плетенка ПМЛ, луженая оловянно-свинцовым припоем ПОС-40 для умеренного климата (ПМЛ УЗ) и оловом для тропического климата (ПМЛ Т2);

• ПМЛОО из медной проволоки, луженой оловом;

• ПМЛОС из медной, посеребренной проволоки;

• ПМЛОН из медной никелированной проволоки;

• ПБАМО из биметаллической проволоки Al-Cu (алюмо-медной) с покрытием из олова;

• ПБАМС из биметаллической проволоки Al-Cu (алюмо-медной) с покрытием из серебра;

• ПБАМН из биметаллической проволоки Al-Cu (алюмо-медной) с покрытием из никеля.

При использовании кабелей с оплеткой следует учитывать, что:

• такая защита требует больше места в корпусе по сравнению с обычными проводами;

• оплетка должна быть соединена с корпусом для создания экранирующего эффекта;

• монтаж экранированных проводов сложнее, чем незащищенных.

Плетенка ПМЛ и плетенка ПСО

Плетенка медная луженая ПМЛ используется при экранировании проводов и кабелей для предотвращения негативного влияния электромагнитных помех на работу различных приборов, применяемых в народном хозяйстве. Провода также можно использовать для заземления различных типов устройств. Плетенка имеет следующие размеры:

Особенности ЭК

При построении схемы АС с помощью ЭК, знание особенностей этого кабеля имеет очень важное значение. Отметим интересный факт. Слово «экранированный» позаимствовано из английского языка, где оно означает не только «экран», но и «защиту». Если быт точными, то в западной терминологии принято различать Screened провод и Shielded провод, который и является комбинированным типом ЭК (фольга/оплетка).

Примечание. Помимо этого, если экран выложен поверх провода одним слоем, то обозначается он буквой F. Если поверх проводника идет два слоя – S.

Конструктивное различие экранов

Помимо основных отличий, экраны также отличаются конструктивно:

• Пленка из фольги укладывается металлической стороной внутрь и продольно. Подразумевается прокладка дренажного проводника;
• Слой металла повернут наружу (используется при двух слоях защиты);
• Фольга укладывается внахлест и имеет продольный шов.

Примечание. Дренажная проволока, которая предусматривается в конструкции ЭК, очень важна. Она позволяет достичь большей надежности экрана (обеспечивается дополнительная защита при случайном прорыве фольги).

Как экранировать кабель

Самостоятельно сделать защитный экран для кабеля практически невозможно, к тому же, лучше не заниматься этим без опыта или хотя бы профильного образования. Лучше довериться фабричным кабельным проводам, которых огромное количество в магазинах. Защита помещается под основную оболочку провода. Самостоятельная облицовка провода требует бережного отношения и аккуратности, чтобы полотно оставалось целостным и без повреждений.

Кабель с экраном

Обычно, провода экранируют двумя способами материалов: создается либо оплетка, либо цельное покрытие из фольги. Фольга имеет свои плюсы и минусы. По-простому, это тонки слой алюминия. Используя метод оплетки проволокой, обеспечивается высокий уровень заземления. Считается одним из самых надежных способов, но недостаток в том, что могут образовываться минимальные бреши в поверхности. Размер их зависит от толщины и длины проволоки.

Подписка на рассылку

Довольно часто на промышленных объектах, в производственных цехах, офисных зданиях и т. д. возникает потребность совместной прокладки кабелей различного назначения в одной траншее, лотке, кабельном канале и пр. Изоляция токопроводящих жил и оболочка кабелей не обеспечивают действенной защиты от электрических шумов и паразитарных электромагнитных излучений, возникающих благодаря токам, протекающим по кабелю, и негативно влияющих на работу оборудования. Для таких условий прокладки потребуется кабель с экранированными жилами.

Двойное экранирование длинного кабеля

Двойной экран (рис. 7) используется для повышения качества экранирования в широком частотном спектре. Заземление внутреннего экрана производится с одной стороны (источника сигнала) для исключения прохождения емкостной помехи, второй же, внешний экран, используется для уменьшения высокочастотной наводки.

В любом случае для предотвращения случайных контактов экрана с металлическими предметами и землей он должен быть изолирован.

В случае с длинным кабелем даже при правильном заземлении помеха через экран все равно проходит, а потому передавать сигнал на значительное расстояние либо при серьезных требованиях точности измерений лучше либо в цифровой форме, либо посредством волоконно-оптического кабеля. Для этого могут использоваться модули аналогового ввода с цифровым интерфейсом RS-485 либо оптоволоконные преобразователи интерфейса RS-485.

Схема экранированного кабеля

Свойства экранированного кабеля напрямую зависят от его целевого назначения, поэтому конструкция кабелей разного типа отличаются друг от друга. Для силовых кабелей с номинальным напряжением до 3 кВ экран на скрученные токопроводящие жилы обычно накладывается общий экран из фольгированного материала или оплетки из медной проволоки, а у кабелей для передачи данных, помимо общего экрана, защищенными от воздействия электромагнитных полей могут быть индивидуальные пары. Маркировка экранированных кабелей отличается от других типов кабеля наличием в буквенной аббревиатуре литеры «Э». Однако для силовых кабелей на напряжение выше 6 кВ наличие экрана в конструкции является обязательным, поэтому буква «Э» в обозначение экранированного кабеля может не вноситься.

Как обеспечить соответствие стандартам по электробезопасности и ЭМС

Электронное устройство можно выводить на рынок, только если оно сертифицировано на соответствие международным стандартам по электробезопасности и электромагнитной совместимости (ЭМС). В статье обсуждаются особенности аттестации электронной продукции, в частности приборов для медицины, рассмотрены основные международные стандарты по электробезопасности и ЭМС. Учитывая, что во многих случаях российские ГОСТы, по сути, повторяют международные стандары, статья будет полезна российским разработчикам.