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케이블 차폐 효과

전달 임피던스 모델을 사용하여 동축 또는 차폐 케이블의 주파수 대비 차폐 효과를 계산합니다.

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공식

SE = 20·log₁₀(V_no-shield / V_shield)

작동 방식

케이블 실드 효율성은 케이블의 금속 실드가 케이블 내부와 외부 환경 사이의 전자기 결합을 얼마나 잘 방지하는지를 정량화합니다.핵심 파라미터는 전달 임피던스 Z_t (mΩ/m) 이며, 이는 내부 도체에 유도된 개방 회로 전압과 이를 유발하는 실드 전류의 비율입니다.저주파에서는 z_t ≈ R_DC (DC 실드 저항) 입니다.주파수가 높을수록 표피 효과가 실드 유효 두께를 줄여 z_t가 증가합니다. 편조 실드의 경우 편조 구멍을 통한 누출로 인해 z_t가 결국 몇 MHz 이상으로 올라갑니다.차폐 효과 SE = 20·log( Z_ref/z_t) dB이며, 여기서 Z_ref는 기준 임피던스입니다.CISPR 22를 준수하려면 일반적으로 40dB 이상의 SE가 필요합니다.이중 차폐 케이블 (포일 위의 외부 편조) 은 SE > 60dB를 달성합니다.

계산 예제

문제: 차폐된 케이블의 R_DC = 10mΩ/m, 길이 2m입니다. 단순화된 전송 임피던스 모델 z_t = R_DC × l × √ (1+ (F/10MHz) ²) 을 사용하여 1MHz, 10MHz 및 100MHz에서 SE를 계산합니다.
해결 방법 (Z_ref = 10mΩ (참고로 Z_ref = 10mΩ):
1.1MHz에서: Z_t = 10 × 2 × √ (1+ (1/10) ²) = 20 × 1.005 = 20.1 mΩ, SE = 40 − 20·log( 20.1/10) = 40 − 6 = 34 데시벨
2.10MHz에서: Z_t = 20 × √ (1+1) = 28.3 mΩ, SE = 40 − 20·log( 28.3/10) = 40 − 9 = 31 데시벨
3.100MHz에서: Z_t = 20 × √ (1+100) = 201 mΩ, SE = 40 − 20·log( 201/10) = 40 − 26 = 14 데시벨
결과: 이 모델을 사용할 경우 10MHz 이상에서는 차폐 효과가 크게 저하됩니다.100MHz 이상에서는 이중 실드 또는 솔리드 포일 케이블이 필요합니다.

실용적인 팁

  • ✓항상 케이블 실드를 커넥터 백쉘에 360° 원주 방향으로 접합하십시오. 피그테일 접지는 고주파에서 실드를 우회하는 인덕턴스를 추가합니다.
  • ✓주파수가 100MHz 이상인 경우 단일 브레이드 실드 대신 이중 차폐 케이블 (포일+브레이드) 또는 솔리드 구리 포일을 지정하십시오.
  • ✓케이블의 페라이트 클램프는 케이블 라우팅을 변경할 수 없는 경우 실드 효과를 보완할 수 있습니다. 커넥터 근처의 양쪽 끝에 배치하십시오.

흔한 실수

  • ✗쉴드가 한쪽 끝에서만 종단되어 완전한 차폐 기능을 제공한다고 가정하면, 한쪽 끝에 접지된 쉴드는 전기장만 차단하고 몇 kHz 이상의 자기장은 차단하지 않습니다. 양 끝을 접지하면 완전한 EMC 효과를 얻을 수 있습니다.
  • ✗커넥터를 다루지 않고 쉴드 효율성에만 의존하는 경우, 케이블 실드 자체가 아니라 커넥터 전환 불량 (피그테일 접지 연결) 이 주요 장애 원인인 경우가 많습니다.
  • ✗케이블 공진을 고려하지 않음. 문제가 있는 주파수에서 1/4파 공진기 역할을 하는 케이블은 해당 특정 주파수에서 배기가스 배출을 증가시킬 수 있습니다.

자주 묻는 질문

견고한 알루미늄 호일 실드는 저주파에서 100% 커버리지와 낮은 전송 임피던스를 제공합니다.구리 브레이드는 DC 저항이 낮지만 브레이드에 구멍이 뚫리면 고주파 차폐 성능이 저하됩니다.최상의 성능을 얻으려면 호일과 브레이드를 함께 사용하십시오.
오디오 및 저주파 신호 애플리케이션에서 양쪽 끝을 접지하면 50/60Hz 잡음이 발생하는 그라운드 루프가 생성될 수 있습니다.싱글 엔드 그라운딩은 최대 10kHz 이상에서는 자기 차폐가 감소하는 대신 접지 루프를 방지합니다.RF/EMC의 경우 양쪽 끝을 접지하고 접지 루프 임피던스를 제어합니다.
정해진 최소값은 없지만 CISPR 22 클래스 B로 테스트한 제품에 연결되는 케이블은 일반적으로 30MHz—1GHz 범위에서 40dB 이상의 SE 이상을 요구하여 케이블이 주요 방사 안테나로 작동하지 않도록 해야 합니다.실제 요구 사항은 제품의 내부 소음 수준에 따라 달라집니다.

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