In Systemen, in denen schnelle Signale, dichte Verkabelung und komplexe elektromagnetische Umgebungen zusammenkommen, bestimmt die Abschirmungstruktur der Kabel oft direkt die Signalintegrität und die EMC-Leistung des gesamten Geräts. Bei Mehrkern-Kompositkoaxialkabelbündeln, die aus mehreren micro Koaxialkabeln bestehen, reicht eine einlagige Abschirmung bei steigender Übertragungsgeschwindigkeit oder erhöhter Umgebungsentstörung nicht mehr aus, um die EMI/EMC-Anforderungen zu erfüllen. Eine mehrschichtige Abschirmungsstruktur wird dann zum Schlüssel, um die Zuverlässigkeit sicherzustellen.
Dieser Artikel gibt eine systematische Erklärung der Verwendungsmöglichkeiten von Schichtenabschirmung aus drei Perspektiven: Notwendigkeit, typische Anwendungsszenarien und Designpunkte, um Ingenieuren zu helfen, zu entscheiden, wann "verwendbar" und wann "notwendig" ist.
Warum ist mehrschichtige Abschirmung notwendig?
Die Erscheinung mehrschichtiger Abschirmungen dient nicht zur Stapelung von Materialien, sondern zur Lösung der festen elektromagnetischen Probleme von mehrkernigen Koaxialkabelbündeln in hochdichten Umgebungen.
Die Abschirmung einer einzigen coaxialen Linie ist nicht ausreichend, um das gesamte Kabelbündel zu bedecken.
Obwohl das micro coax selbst eine geflochtene Schicht oder eine Blattschirmung hat, erhöht sich der Gesamtkommutationsverlust, die Kopplung und die EMV-Flucht erheblich, wenn mehrere Dutzend bis Hunderte von Koaxkabeln nebeneinander zu einem Kabelbündel zusammengefügt werden, was über den effektiven Bereich der Einzelschirmung hinausgeht.
2. Interne Störungen und externe Störungen treten gleichzeitig auf
Die Abstände zwischen Hochgeschwindigkeitssignalen sind begrenzt und es kann Crosstalk entstehen; gleichzeitig können elektromagnetische Störungen von Motoren, Frequenzquellen, Leistungskomponenten usw. in das Kabel eindringen und die Signalstabilität stören.
3. Mehrschichtige Abschirmung bietet gestaffelte Schutzmaßnahmen
● Innere Abschirmung: zur Unterdrückung der Grundstörungen jeder Koaxialleitung verwendet
● Intermediate shielding: Improve the inter-wire isolation inside the harness, reduce crosstalk
● Außenabdeckung: Effektive Abwehr von Strahlung und Störungen aus der Umgebung
Durch eine mehrstufige, breitbandige Abschirmungsstruktur kann die Gesamtkompatibilität der Leitung erheblich verbessert werden und ist eine äußerst wichtige technische Methode für hochwertige, schnelle Datenkabel.
Welche Anwendungen erfordern die Verwendung mehrschichtiger Abschirmung?
Obwohl mehrschichtige Abschirmung bestimmte Kosten und eine erhöhte Komplexität der Fertigung mit sich bringt, gehören folgende Szenarien in der Regel zu den obligatorischen Anforderungen:
Hochgeschwindigkeits- oder Hochfrequenzsignalverbindung
Typische Beispiele sind Hochgeschwindigkeitskameras, Radar, digitale Visionssysteme, 5G-Frequenzbandverbindungen und Ultraschallbildgebung. Hochgeschwindigkeitssignale sind extrem empfindlich gegenüber Störungen, und eine mehrschichtige Abschirmung kann die Augenbilder und die Fehlerratenindizes effektiv erhalten.
Schwachsignal-Abtastung und hochpräzise medizinische Ausrüstung
Medizinische Ultraschallsensoren, präzise Testgeräte, schwach geladene Sammelsysteme und ähnliches. Solche Signale haben eine sehr geringe Amplitude, und schon eine geringe Menge an Rauschen kann die Messung verfälschen, daher ist in der Regel eine doppelte oder dreifache Abschirmung erforderlich.
3. Industrien, Fahrzeugbord und andere stark störende Szenarien
Frequenzumwandler, Roboterarme, Roboter, Fahrzeugradar und Kameraumgebungen weisen eine starke elektromagnetische Umgebungsgeräuschbelastung auf. Um den EMC-Normen zu entsprechen, ist oft eine mehrschichtige Abschirmung Standard.
4. Systeme mit dichtem Verdrahtung oder längeren Kabelbündeln
Die Fernübertragung führt zu einer Kumulierung von Störungen, eine dichte Verkabelung verschlechtert die Verteilparameter zwischen Signalen, und eine mehrschichtige Abschirmung kann die Störkoppelung effektiv verringern.
5. Produkte, die eine strenge EMC/EMI-Zertifizierung benötigen
Luftfahrt, Automobilindustrie und Medizin erfordern eine äußerst strenge Störfestigkeit, und mehrschichtige Abschirmung ist oft eine wichtige Voraussetzung für die Zertifizierung.
Wie kann man wirklich die Wirkung mehrschichtiger Abschirmung entfalten?
Um sicherzustellen, dass eine mehrschichtige Abschirmung wirklich funktioniert, sollten folgende wichtige Punkte nicht vernachlässigt werden:
Materialkombination sperren
Metallfolienlage + Gewebeschicht:
● Schichtverbundmaterialien bieten eine bessere Abschirmung gegen Hochfrequenz-EMI
● Der Webstoff ist besser geeignet für niederfrequente Störungen und verbessert die Strukturflexibilität.
Beide können eine breite Bandbreite Abschirmungswirkung erzielen.
Die Erdungsmethode muss angemessen sein.
Unangemessene Erdung führt zu Erdkreisen und führt stattdessen Rauschen ein.
● Die äußere Abschirmung wird in der Regel mit beiden Enden geerdet, um die Gesamtabschirmungseffizienz zu verbessern
● Der innere Schirm kann je nach Signalart eine ein- oder eine doppelseitige Erdungstrategie wählen.
3. Berücksichtigen Sie Flexibilität und mechanische Lebensdauer
Die mehrschichtige Abschirmung erhöht die Gesamtfestigkeit des Kabelbündels, insbesondere in dynamischen Szenarien wie der Kamera-Bewegungsleitung, Robotergelenken usw., ist es erforderlich, sicherzustellen, dass der Schirm genügend Biegelebensdauer aufweist.
4. Beachtung der Fertigungstechnik und der Kosten
Die mehrschichtige Abschirmungsstruktur ist komplex und muss in der Prototypenphase die EMV-Spannweite, die Fertigungsfähigkeit und Zuverlässigkeit überprüft werden, um Kostenverluste durch Über- oder Unterleistung zu vermeiden.
Mehrlagige Abschirmung ist nicht für alle Kabelprojekte erforderlich, aber in Systemen mit hoher Geschwindigkeit, schwachen Signalen, starkem Störung oder komplexer Verkabelung entscheidet sie oft über das Limit der Signalverbindung. Von der Signalintegrität bis hin zur EMC-Zertifizierung, von der Stabilität gegen Störungen bis zur Serienreifezuverlässigkeit ist Mehrschichtabschirmung ein entscheidendes Investment, das Ingenieure zur Sicherstellung einer stabilen Systemleistung tätigen. Durch eine rationale Wahl der Materialien, der Erdungsstrategie und der Strukturgestaltung kann die Störungsabweisungsfähigkeit der Kabel erheblich verbessert werden, um den Produkten mehr Sicherheitsmargen zu bieten.
Ich bin
[Suzhou Huichengyuan Electronic Technology]Langfristige Konzentration auf die Gestaltung und Anpassung von Hochgeschwindigkeits-Leitungssträngen und extrem dünnen Koaxialkabeln. Für weitere Informationen oder zur Anpassungsentwicklung wenden Sie sich bitte an den Manager Zhang:
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