Skip to content
RFrftools.io
EMC

케이블 실드 효율성

케이블 차폐 효과와 전송 임피던스 대 주파수를 계산합니다.EMC 규정 준수를 위한 동축 및 차폐 케이블 EMI 성능을 평가하십시오.

Loading calculator...

공식

SE=20⋅log10(Vno−shield/Vshield)SE = 20·log₁₀(V_no-shield / V_shield)

작동 방식

케이블 실드 효과 계산기는 차폐 케이블의 전송 임피던스와 차폐 효과를 계산합니다. 이는 EMC 규정 준수, 시스템 수준의 방사 방사 제어 및 외부 간섭에 대한 내성에 필수적입니다.EMC 엔지니어들은 이를 사용하여 CISPR 32 클래스 B 규정 준수 및 MIL-STD-461G RE102 준수에 필요한 40-80dB 케이블 차폐를 달성할 수 있습니다.

헨리 오트의 'EMC 엔지니어링'과 MIL-HDBK-1857 자료에 따르면, 핵심 파라미터는 전송 임피던스 Z_t (mohm/m) 이며, 이는 실드 전류를 내부 도체의 유도 전압과 관련시킵니다. V_inner = Z_t x i_shield x L. 저주파수 (약 1MHz 미만) 에서 Z_t는 실드 DC 저항과 같습니다.더 높은 주파수에서는 스킨 효과가 초기에는 Z_t를 감소시키지만 브레이드 조리개를 사용하면 Z_t가 약 10MHz 이상으로 상승합니다.

차폐 효과 SE = 20 x log10 (Z_Ref/ (Z_t x L)), 여기서 Z_ref는 일반적으로 10옴 기준입니다.100MHz에서 Z_t = 10옴/m이고 L = 2m인 케이블의 SE = 20 x log10 (10/ (10x2)) = -6dB입니다. 100MHz에서 SE가 음수이면 케이블이 실제로 노이즈 IN을 결합하고 있다는 의미입니다.CISPR 32에 따르면 케이블은 주로 배출원이 되는 것을 피하려면 SE 이상이 40dB에 도달해야 합니다.

이중 차폐 케이블 (포일 및 브레이드) 은 포일의 100% 커버리지와 브레이드의 낮은 DC 저항을 결합하여 SE > 60dB를 달성합니다.MIL-C-17 기준 3축 케이블의 SE 성능은 100dB를 초과합니다.대부분의 산업용 애플리케이션에서 적용 범위가 85% 이상인 단일 브레이드는 100MHz 미만의 적절한 30-50dB SE를 제공합니다.

계산 예제

문제: 단일 브레이드 실드가 있는 2m USB 케이블의 케이블 차폐를 평가하십시오 (z_t = DC에서는 20mOhm/m, 제곱미터 (1 + (f/10MHz) ^2) 로 상승).CISPR 32 클래스 B에 적합한가요?

Ott별 솔루션: 1.30MHz (CISPR 32 라디에이티드 스타트) 에서: z_t = 20 x 제곱 피트 (1 + 9) = 63옴/m 2.100MHz에서: Z_t = 20 x sqrt (1 + 100) = 201 옴/m 3.300MHz에서: Z_t = 20 x sqrt (1 + 900) = 600 옴/m 4.100MHz에서의 SE: SE = 20 x log10 (10/ (201 x 2)) = 20 x log10 (0.025) = -32 데시벨 5.100MHz에서 10mA의 내부 실드 전류 사용 시: V_커플드 = 201e-3 x 0.01 x 2 = 4mV 6.50옴 양단의 이 전압은 LISN = 4mV/50 = 80uA이며, 방사 필드는 3m에서 약 66dBUV/m을 방출합니다.

분석: 이 케이블은 10MHz 이상에서 네거티브 차폐 기능을 제공하며 안테나 역할을 합니다.CISPR 32를 준수하려면 이중 차폐 케이블 (100MHz에서 z_t < 10mohm/m) 이 필요하거나 20dB 추가 억제 기능을 위한 페라이트 클램프를 추가해야 합니다.

실용적인 팁

  • ✓커넥터에 360도 실드 터미네이션 사용 — MIL-STD-461G 기준, 피그테일 그라운드는 20-50nH 인덕턴스를 추가하여 30MHz 이상에서 SE 성능을 10-20dB 저하시킵니다.백쉘 클램프 또는 크림프 터미네이션은 1nH 미만을 제공합니다.
  • ✓케이블 양쪽 끝에 페라이트 클램프를 추가하십시오. Murata에 따르면 스냅온 페라이트는 30-500MHz에서 10-20dB의 추가 CM 감쇠를 제공하여 종단 품질이 불확실한 경우 케이블 실드를 보완합니다.
  • ✓100MHz 이상의 주파수에는 이중 차폐 케이블을 사용하십시오. CISPR 32 설계 가이드에 따르면 단일 브레이드 SE는 100MHz 이상에서는 성능이 크게 저하되고 이중 실드 (포일+브레이드) 는 60+dB ~ 1GHz를 유지합니다.

흔한 실수

  • ✗한쪽 끝의 접지 차폐만 가능 — Ott당 단일 지점 접지는 전기장만 차폐합니다. 자기장 결합 (약 1MHz 이상에서 우세함) 에는 실드 전류 흐름이 필요하므로 양쪽 끝 접지가 필요합니다.예외: 20kHz 미만의 오디오 주파수에서는 그라운드 루프로 인해 50/60Hz 잡음이 발생합니다.
  • ✗터미네이션을 확인하지 않고 쉴드 효율 등급에 의존 — MIL-HDBK-1857 기준, 피그테일 접지 터미네이션은 10MHz 이상에서 쉴드를 우회하는 10-30nH 인덕턴스를 추가합니다.커넥터 백셸에는 360도 원주 방향 본딩을 사용하십시오.
  • ✗포일 쉴드가 브레이드보다 낫다고 가정하면 포일은 100% 광학 커버리지를 제공하지만 얇은 알루미늄 (일반적으로 10um) 으로 인해 DC에서는 브레이드보다 Z_t가 더 높습니다.Ott의 경우 포일-브레이드 조합이 최상의 성능을 제공합니다. 즉, 고주파에는 포일, 저주파에는 브레이드입니다.

자주 묻는 질문

Ott당 주파수에 따라 다름: 포일은 100% 커버리지 (조리개 없음) 를 제공하지만 얇은 알루미늄은 DC 저항이 더 높습니다. 브레이드는 DC 저항은 낮지만 조리개 면적은 80-95% 입니다.10MHz 미만에서는 브레이드가 유리하고, 100MHz 이상에서는 포일이 유리합니다.최고의 성능: 포일+브레이드 조합은 MIL-C-17 사양에 따라 전체 스펙트럼에서 SE > 60dB를 달성합니다.
Ott에 따르면 단일 포인트 접지는 오디오 시스템에서 가청 잡음을 유발하는 50/60Hz의 접지 루프 전류를 방지합니다.그러나 1포인트 접지는 약 1kHz 이상의 자기장 차폐를 제공하지 않습니다.EMC 애플리케이션 (30MHz ~ 1GHz) 의 경우 항상 양쪽 끝을 접지하십시오.오디오의 경우 단일 포인트 접지 대신 밸런스 (차동) 신호 처리를 사용하여 공통 모드 잡음을 제거하십시오.
고정된 최소값 없음 - 내부 소음 수준에 따라 다름Ott에 따르면, 일반적인 규칙: 케이블이 주요 소스가 되려면 내부 방출량이 제한값보다 20dB 낮아야 합니다.PCB 배출량이 50dBUV/m이고 한도가 40dBUV/m인 경우 케이블 SE는 30dB 이상이어야 합니다 (50-30=20dBUV/m 케이블 기여도를 달성하려면).실제로 안정적인 규정 준수 마진을 위해서는 40dB 이상 SE를 사용하는 것이 좋습니다.
SE는 길이가 두 배로 늘어날 때마다 6dB 감소합니다. Z_t는 미터당 값이므로 케이블이 길수록 잡음이 더 커집니다.또한 문제가 되는 주파수에서 람다/4보다 긴 케이블은 방사 성능이 향상된 공진 안테나가 됩니다.MIL-HDBK-1857 기준으로 1m 케이블은 75MHz (1/4파) 에서 공진하고, 2m 케이블은 37.5MHz에서 공진합니다.EMC용 케이블은 가능한 한 짧게 유지하십시오.
예. IEC 62153-4-3 (3축 방식) 또는 MIL-STD-1377 기준입니다.실드 외부 표면에 알려진 전류를 주입하고 단위 길이당 내부 도체의 유도 전압을 측정합니다.장비: 신호 발생기, RF 증폭기, 주입 설비, 스펙트럼 분석기.전송 임피던스 테스트 픽스처는 피셔 커스텀 커뮤니케이션즈 등에서 구입할 수 있습니다.결과는 제조업체 데이터시트 곡선입니다.

관련 기사

EMC / Compliance

EMI 필터 설계: CISPR 규정 준수를 위한 LC 필터 계산

전도 방출 규정 준수를 위한 EMI 필터를 설계합니다.LC 필터 토폴로지 선택, 차단 주파수 계산, 공통 모드와 차동 모드 필터링, CISPR 32 제한을 다룹니다.

Shop Components

As an Amazon Associate we earn from qualifying purchases.

Copper Foil Tape

Copper foil tape for EMI shielding and grounding

Amazon →

Ferrite Bead Kit

SMD ferrite bead assortment for suppressing high-frequency noise

Amazon →

관련 계산기

EMC

RF 쉴딩

전자파 차폐 효과, 흡수 손실, 반사 손실 및 피부 깊이를 계산합니다.MIL-STD-285 기준에 따라 인클로저 재료를 평가하십시오.

EMC

방사능 방출

소형 루프 모델을 사용하여 PCB 전류 루프의 복사 방출을 추정합니다.E-필드를 CISPR 22/FCC 클래스 B 제한과 즉시 비교할 수 있습니다.

EMC

EMI 마진

측정 불확실성과 안전 마진을 사용하여 EMI 규정 준수 마진을 계산합니다.CISPR/FCC 사전 컴플라이언스 테스트의 통과 또는 실패를 즉시 예측하세요.

EMC

페라이트 비드

모든 주파수에서 페라이트 비드 임피던스, 삽입 손실 및 DC 전압 강하를 계산합니다.전원 공급 장치 디커플링을 위한 EMI 필터 비드를 선택하십시오.