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Eficácia de Blindagem de Cabo

Calcula a eficácia de blindagem de cabo coaxial ou blindado versus frequência usando o modelo de impedância de transferência.

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Fórmula

SE = 20·log₁₀(V_no-shield / V_shield)

Como Funciona

A eficácia da blindagem de cabo quantifica o quão bem a blindagem metálica de um cabo evita o acoplamento eletromagnético entre o interior do cabo e o ambiente externo. O parâmetro chave é a impedância de transferência Z_t (mΩ /m), que é a razão entre a tensão de circuito aberto induzida no condutor interno e a corrente de blindagem que a causa. Em baixas frequências, z_T ≈ R_dc (resistência de blindagem DC). Em frequências mais altas, o efeito de pele reduz a espessura efetiva do escudo, aumentando o z_T. Para um escudo trançado, o z_T eventualmente sobe acima de alguns MHz devido ao vazamento pelas aberturas da trança. A eficácia da blindagem SE = 20·log․ (Z_ref/Z_t) dB, onde Z_ref é uma impedância de referência. Geralmente, é necessário um SE > 40 dB para a conformidade com a CISPR 22. Cabos com blindagem dupla (trança externa sobre papel alumínio) atingem SE > 60 dB.

Exemplo Resolvido

Problema: Um cabo blindado tem R_dc = 10 MΩ /m, comprimento 2 m. Usando o modelo simplificado de impedância de transferência z_T = R_dc × l × √ (1+ (F/10MHz) ²), calcule SE em 1 MHz, 10 MHz e 100 MHz.
Solução (Z_ref = 10 mΩ para referência):
1. A 1 MHz: z_T = 10 × 2 × √ (1+ (1/10) ²) = 20 × 1,005 = 20,1 mΩ; SE = 40 − 20·log․ (20,1/10) = 40 − 6 = 34 dB
2. A 10 MHz: Z_t = 20 × √ (1+1) = 28,3 mΩ; SE = 40 − 20·log․ (28,3/10) = 40 − 9 = 31 dB
3. A 100 MHz: Z_t = 20 × √ (1+100) = 201 mΩ; SE = 40 − 20·log․ (201/10) = 40 − 26 = 14 dB
Resultado: a eficácia da blindagem diminui significativamente acima de 10 MHz com este modelo. Acima de 100 MHz, é necessário um cabo de dupla blindagem ou folha sólida.

Dicas Práticas

  • ✓Sempre use uma ligação circunferencial de 360° da blindagem do cabo à parte traseira do conector — os fundos em forma de trança adicionam indutância que contorna a blindagem em altas frequências.
  • ✓Para frequências acima de 100 MHz, especifique um cabo com blindagem dupla (folha mais trança) ou folha de cobre sólido em vez de uma única blindagem trançada.
  • ✓Os grampos de ferrite nos cabos podem complementar a eficácia da blindagem quando não é possível fazer alterações no roteamento dos cabos — coloque-os nas duas extremidades perto dos conectores.

Erros Comuns

  • ✗Supor que uma blindagem terminada em apenas uma extremidade fornece proteção total — uma blindagem aterrada em uma extremidade bloqueia apenas campos elétricos, não campos magnéticos acima de alguns kHz; aterrar ambas as extremidades para obter total eficácia EMC.
  • ✗Confiar apenas na eficácia da blindagem sem abordar o conector — transições ruins de conectores (conexões de aterramento em forma de trança) geralmente são o modo de falha dominante, não a própria blindagem do cabo.
  • ✗Sem levar em conta as ressonâncias dos cabos — um cabo atuando como um ressonador de um quarto de onda em uma frequência problemática pode aumentar as emissões nessa frequência específica.

Perguntas Frequentes

Uma blindagem de folha de alumínio sólido oferece 100% de cobertura e baixa impedância de transferência em baixas frequências. Uma trança de cobre tem menor resistência DC, mas as aberturas na trança degradam a blindagem de alta frequência. Para obter o melhor desempenho, use uma combinação: papel alumínio e trança.
Em aplicações de áudio e sinal de baixa frequência, o aterramento de ambas as extremidades pode criar um loop de aterramento que introduz um zumbido de 50/60 Hz. O aterramento de extremidade única evita circuitos de aterramento ao custo de uma blindagem magnética reduzida acima de ~ 10 kHz. Para RF/EMC, aterre as duas extremidades e controle a impedância do circuito de aterramento.
Não há um mínimo fixo, mas os cabos conectados aos produtos testados de acordo com a CISPR 22 Classe B normalmente requerem SE > 40 dB na faixa de 30 MHz a 1 GHz para evitar que os cabos atuem como antenas radiantes dominantes. O requisito real depende do nível de ruído interno do produto.

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