中文简体Un ingegnere sul campo è stato chiamato in una fabbrica dove un nuovo sistema CCTV perdeva fotogrammi ogni volta che veniva avviato un nastro trasportatore. Le lunghezze delle telecamere, del registratore e dei cavi soddisfacevano tutte le specifiche. La colpa era di un dettaglio: un cavo non schermato di dieci metri che passava lungo la linea elettrica di un motore. La sostituzione di quella singola goccia con un cavo schermato ha ripristinato l'immagine in modo permanente.
La causa principale è l'oggetto di questo articolo. La schermatura del cavo, chiamata anche schermatura, è uno strato conduttivo posizionato attorno a uno o più conduttori isolati per evitare che le interferenze elettromagnetiche (EMI) disturbino il segnale all'interno e per impedire la fuoriuscita del segnale. In pratica, lo screening è la differenza tra un feed video che rimane stabile accanto a un convertitore di frequenza e uno che cade a pezzi, e tra un collegamento radio che mantiene la velocità dei dati e uno che lo rinvia costantemente.
Cos'è la schermatura dei cavi e come funziona?
In un cavo coassiale, lo schermo è solitamente il conduttore esterno stesso. In un cavo da 75 ohm per CCTV o televisione via cavo, il conduttore può essere una treccia di rame, un foglio di alluminio o una combinazione treccia e foglio. In un alimentatore RF da 50 ohm, è spesso un tubo corrugato in alluminio o rame. Nei cavi dati e per strumentazione multiconduttori, la schermatura può coprire ciascuna coppia, l'intero fascio o entrambi.
Il principio di funzionamento è semplice. Ogni conduttore percorso da corrente genera un campo elettromagnetico e qualsiasi conduttore all'interno di quel campo ne assorbe parte come corrente indotta. Senza schermo, un cavo si comporta come un'antenna, raccogliendo il rumore proveniente da motori, quadri, trasmettitori radio, reattori di illuminazione e cavi adiacenti. Lo schermo fornisce un percorso a bassa impedenza che conduce queste correnti indotte a terra prima che possano accoppiarsi al conduttore del segnale. Poiché il segnale e lo schermo condividono lo stesso cavo, l'efficienza dello schermo e la qualità del segnale non possono essere separate.
Gli specificatori valutano le prestazioni dello screening con due cifre principali. L'impedenza di trasferimento, espressa in milliohm al metro, descrive schermi intrecciati e laminati; l'attenuazione dello screening, espressa in decibel, è comune nel lavoro televisivo e delle telecomunicazioni. Minore è l'impedenza di trasferimento, migliore è la protezione. Le schede tecniche elencano anche la copertura: una tipica treccia copre dall'85 al 97% della superficie, mentre una lamina o un tubo copre il 100%. La piccola percentuale mancante conta di più alle alte frequenze e in condizioni di rumore intenso. Per tutto il diversi tipi di cavo coassiale , lo schermo è lo strato che decide la compatibilità elettromagnetica.
Tipi di schermatura dei cavi
I produttori di cavi utilizzano strutture a quattro schermi nei cavi coassiali e dati.
Schermi a treccia
Schermi a treccia are woven from tinned or bare copper wires. They handle repeated flexing well, provide good screening across a broad frequency range, and are easy to terminate with standard connectors. Their main limitation is the small diamond-shaped apertures between wires, which allow high-frequency energy to pass. When the installation requires both flexibility and a dependable screen, a cable such as the PTL400 esterno cavo intrecciato conduttore mantiene la continuità della vagliatura anche attraverso curve strette e manipolazioni ripetute.
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Schermi in lamina use a thin aluminum layer laminated to a polyester carrier. Coverage is effectively 100 percent, which makes foil better than a normal braid at high frequencies and much lighter. The disadvantages are mechanical: foil can crack under repeated flexing, and grounding relies on a separate drain wire that must be connected correctly. Foil is common in data cables and in combined constructions where a second layer covers its weaknesses.
Vagli combinati e vagli a tubo continuo
Gli schermi combinati, solitamente lamina sotto una treccia, sono standard nei cavi RG6, satellitari e dati ad alta velocità. Uno strato compensa le lacune dell'altro: la lamina blocca le perdite ad alta frequenza, mentre la treccia aggiunge resistenza, bassa resistenza CC e un percorso di ritorno duraturo.
Per gli alimentatori esterni e i percorsi coassiali delle stazioni base, un tubo ondulato continuo in alluminio o rame è lo schermo più efficace disponibile. Non ha aperture, filo di drenaggio e giunti flessibili, quindi l'attenuazione e la schermatura rimangono prevedibili su lunghi tratti. Un cavo come il Cavo in tubo di alluminio QR540 viene selezionato laddove l'installazione può accettare una costruzione più rigida in cambio della massima integrità di schermatura.
QR540 Produttori di cavi con tubo in alluminio resistente all'usura da 75 OHM, azienda personalizzata Hangzhou Putianle Cable Co., Ltd. è un produttore cinese di cavi con tubo in alluminio QR540 resistente all'usura da 75 OHM, l'azienda, svela il QR540 ... Visualizza il prodotto → | Tipo di screening | Copertura | Forza | Debolezza | Utilizzo tipico |
|---|---|---|---|---|
| Treccia di rame | 85-97%. | Flessibile, facile da terminare, ampia gamma di frequenze | Le piccole aperture perdono il rumore ad alta frequenza | CCTV, cavi patch RF, uso generale |
| Foglio di alluminio | 100 per cento | Eccellente screening ad alta frequenza, leggero, sottile | Crepe sotto flessione ripetuta, necessita di filo di drenaggio | Cavi dati, schermature combinate |
| Treccia più lamina | Vicino al 100%. | Prestazioni elettriche e meccaniche bilanciate | Più strati, costo leggermente più alto | RG6, satellite, dati ad alta velocità |
| Tubo corrugato | 100 per cento continuous | Migliore schermatura, attenuazione minima, elevata gestione della potenza | Rigido, raggio di curvatura limitato, più pesante | Alimentatori della stazione base, lunghe corse all'aperto |
Cavi schermati e non schermati e rischi di saltare lo schermo
La risposta breve è che il cavo non schermato è accettabile solo quando i tratti sono brevi, l'ambiente è elettricamente silenzioso e il circuito ricevente ha un margine di segnale sufficiente. Al di fuori di queste condizioni, il cavo non schermato più economico si guasta non appena il rumore aumenta.
I sintomi sono familiari: scintillii video intermittenti, frame di dati danneggiati, ritardi di reinvio su un bus seriale, falsi trigger sull'ingresso di un sensore o emissioni irradiate dal cavo stesso che non supera un test di conformità. La schermatura non amplifica un segnale debole e non può riparare un connettore non accoppiato correttamente. Ciò che fa è rimuovere il rumore ambientale dall'elenco delle variabili.
Una schermata non terminata correttamente è quasi inutile. Uno schermo mobile, o collegato tramite un lungo codino, smette di funzionare al di sopra di pochi megahertz. Lo schermo deve essere incollato attorno all'intera circonferenza del connettore, motivo per cui la scelta del connettore rientra nella progettazione dello schermo. Connettori RF maschio di tipo N sono un esempio comune di cavi schermati da 50 ohm perché mantengono la schermatura continua attraverso il punto di accoppiamento.
Produttori di connettori Rf maschio di tipo N, azienda personalizzata Hangzhou Putianle Cable Co., Ltd. è un produttore cinese di connettori RF maschio di tipo N personalizzato, azienda che presenta il connettore RF maschio di tipo N... Visualizza il prodotto → Dove sono richiesti cavi schermati
Lo screening non è un'opzione della voce; è una funzione dell'applicazione. I casi comuni sono:
- CCTV e distribuzione video: cavi coassiali da 75 ohm con treccia, lamina o entrambi proteggono il video analogico e digitale su lunghe distanze.
- Sistemi RF e wireless: i cavi da 50 ohm trasportano segnali di ricezione a basso livello e segnali di trasmissione ad alta potenza; lo stesso schermo che impedisce l'ingresso del rumore mantiene anche la potenza trasmessa all'interno del cavo.
- Automazione industriale: i cavi di alimentazione VFD, i cavi dell'encoder e i cavi del bus di campo corrono accanto a motori e contattori. Normalmente sono necessari schermi a coppia singola più una treccia complessiva.
- Reti dati: il doppino intrecciato schermato previene la diafonia e le interferenze esterne nelle installazioni Ethernet ad alta velocità.
- Apparecchiature mediche e di laboratorio: i segnali di misurazione di bassa ampiezza vengono facilmente alterati dai disturbi di rete e radio.
- Stazioni radio base e infrastrutture di trasmissione: gli alimentatori tra trasmettitore e antenna utilizzano schermi di tubi corrugati per preservare la potenza e la qualità del segnale.
Il principali categorie di cavi coassiali RF seguono la stessa logica: ogni struttura dello schermo offre un diverso livello di protezione per la gamma di frequenza e l'ambiente acustico in questione.
Un'eccezione intenzionale è il cavo di alimentazione che perde utilizzato nei tunnel. Il suo conduttore esterno è progettato per consentire l'irradiazione di una quantità controllata di segnale lungo il percorso. Si tratta di un caso di nicchia, e il fatto che sia progettato per evitare perdite conferma quanto sia importante normalmente lo screening.
Come scegliere il cavo schermato giusto
Valutare innanzitutto l'ambiente rumoroso
Identificare le reali fonti di interferenza prima di scegliere uno schermo. Le interferenze a bassa frequenza provenienti dalla rete elettrica e dalle armoniche del motore richiedono un percorso di ritorno continuo a bassa resistenza. Le interferenze ad alta frequenza provenienti da trasmettitori radio o dispositivi elettronici di commutazione colpiscono le aperture in una treccia. Se sono presenti entrambi, una schermatura combinata a treccia e lamina è più sicura di uno dei due strati presi singolarmente.
Abbina lo schermo alla frequenza e al tipo di segnale
I segnali video e a banda larga nei sistemi da 75 ohm generalmente funzionano bene con costruzioni a treccia, tripla o quadrupla schermatura. I segnali digitali e le portanti RF nei sistemi a 50 ohm necessitano di uno screening affidabile contro le autointerferenze e le fonti esterne; Per gli alimentatori esterni sono preferibili i cavi con tubo corrugato. La strumentazione e i segnali analogici di basso livello beneficiano di schermi a coppia individuale più uno schermo generale.
Pesare i vincoli meccanici e di installazione
La flessibilità cambia la scelta dello screening più di quanto rivelano le schede tecniche. La treccia resiste a flessioni ripetute. La lamina si rompe dopo un numero sufficiente di cicli. I cavi con tubi corrugati richiedono un raggio di curvatura generoso e un'attenta pianificazione attorno ai tamburi e ai punti di trazione. Prima di scegliere, verificare il raggio minimo di curvatura, la tensione di trazione e l'intervallo di temperatura rispetto al percorso effettivo.
Includere il licenziamento e il test nella decisione
Il screen must be present at both ends and at any intermediate joint. Budget for quality connectors, proper earthing, and a continuity test after installation. A cable with an excellent screen and a cheap connector underperforms a modest cable with a well-terminated screen.
Considerazioni sull'acquisto per le prestazioni di screening
Quando si confrontano i preventivi, le prestazioni di screening non possono essere giudicate solo dal nome del cavo. Richiedi dettagli costruttivi e dati di prova:
- Copertura della treccia e diametro del filo oppure spessore e tipo della lamina.
- Attenuazione e attenuazione dello screening nell'intervallo di frequenza utilizzato.
- Impedenza di trasferimento, perdita di ritorno e stabilità dell'impedenza.
- Certificazioni riguardanti materiali, prestazioni di fiamma e test elettrici.
Una manifattura processo di controllo della qualità è importante quanto il campione originale. Una fabbrica che testa l’attenuazione e la schermatura durante la produzione riserverà molte meno sorprese nell’installazione rispetto ad una che ispeziona solo la giacca. Insistere su misurazioni effettuate con metodi riconosciuti, come quelli della serie IEC 61196 per cavi di comunicazione coassiali.
Lo screening è una specifica, non un ripensamento
La schermatura dei cavi decide se un'installazione continua a funzionare quando un motore si avvia, una radio si accende o un fulmine scorre nelle vicinanze. Il processo di selezione è concreto: identificare le sorgenti di rumore, scegliere una costruzione dello schermo che copra la gamma di frequenza, verificare i vincoli meccanici e terminare correttamente lo schermo su ogni connettore. Treccia per flessibilità, uno schermo combinato per prestazioni bilanciate e un tubo corrugato per mangiatoie esigenti sono le tre risposte pratiche, e ogni fornitore dovrebbe essere in grado di mostrare i dati di test alla base della sua scelta.
