Bu web sitesinde; FORUM, BLOG ve MENÜ' lerde üyelik gerektiren makalelere tam erişim için Lütfen BLOG' a üye olunuz.
ASKERİ SİSTEMLERDE KABLOLAMA TASARIMI:
KABLOLAMA
Bir kablonun işlevi, bir noktadan diğerine bir sinyal veya güç iletmektir. Bunun için iletkenin tipi ve boyutu önemlidir. Genellikle güç aktarımı düşük frekansta yapılır. Yüksek frekanslı sinyaller, bükülü çift, koaksiyel kablolar veya dalga kılavuzları gerektirir.
Herhangi bir sistemin EMC kontrolünde çok önemli bir başlangıç aşaması, sistem tarafından yararlanılacak (bu konuda maruz kalınacak) elektromanyetik ortamı değerlendirmektir. Bu da, sistemin bileşenlerinin çeşitli fenomenlerle uğraşırken ihtiyaç duyacağı ciddiyet derecesini, uygulanan uyarıcı seviyelerinde veya emisyon sınırlarında ve izin verilen fonksiyonel performans bozulma miktarını tanımlayacaktır.
Kablo parametreleri ve sonuçları
Akım taşıyan herhangi bir iletken bir Elektromanyetik (EM) alan oluşturabilir. Bunun tersi de doğrudur, yani herhangi bir iletken elektromanyetik alanları akıma dönüştürebilir. Λ / 20'den daha uzun olan iletken bir Anten görevi görmeye başlayacaktır . λ, en yüksek endişe frekansının dalga boyudur ve denklemde verilmiştir,
λ = c / f
burada f = Hz cinsinden frekans
c = 3 × 10 8 m / s, ışık hızı
Tüm kablolar çalışma açısından aynı değildir ve bu nedenle iş için doğru bir kablo seçilmelidir. Kablo parametrelerinin atlanmasının nasıl beklenmedik etkiler üretebileceğini gösteren noktalardan bazıları şunlardır.
-
1 metrelik kablo, direncin 1 MHz'de 6 Ω'dan büyük olduğu 1μH'lik bir indüktöre eşdeğerdir.
-
160 MHz'de 1 mm çapında bir telin direnci, DC'deki (0 Hz) direncinin 50 katına eşittir.
-
25 mm uzunluğunda 1 mm yarıçaplı tel, 1pF'lik bir kapasitörle eşdeğerdir.
-
100 mm toprak teli, 100 nH'lik bir indüktöre eşdeğerdir; burada filtre etkinliği, 5 MHz'den büyük frekansta sıfıra eşittir.
Sisteme giden ve sistemden veya bir sistemdeki kartlar arasında güç ve sinyal taşıyan kablolar, diğer bir önemli tasarım düşüncesidir.
Korumalı kablolar her zaman ekransız kablolardan daha iyi değildir ve doğru uygulama için doğru kabloyu seçmek, bir ürünün uygun maliyetli olmasını ve tüm EMC gereksinimlerini karşılamasını sağlamak için devre kartı tasarımı ve düzeni kadar önemli olabilir.
Çeşitli temel elektromanyetik girişim (EMI) ilkeleri, bir ekipmanın, ekipman ortamında bulunan elektromanyetik (EM) alanlara maruz kalmanın bir sonucu olarak EMI veya elektromanyetik uyumluluk (EMC) yaşayıp yaşamayacağını belirler.
Bu temel EMI ilkeleri, kablolar da dahil olmak üzere sistemin yapılandırılma biçiminden etkilenir.
EMC'ye ulaşmak için, kabloları EMI sorunları yaratmayacak şekilde yapılandırmaya dikkat etmek gerekir. Temel EMI hususları ve kabloların konfigürasyonunun bundan kaynaklanan etkisi bu bölümde tartışılmaktadır.
Kablo konfigürasyonunun bir sistem sorunu olduğunun farkına varmak önemlidir. Herhangi bir durum için optimum konfigürasyonu belirlemek için, toplam sistemi dikkate almak ve kablolar için kullanılan konfigürasyondan kaynaklanan ödünleşmeleri tanımlamak gerekir.
Sistem tasarımı sırasında verilmesi gereken önemli bir kablo kararı, blendajlı bir kablonun gerekli olup olmadığıdır. Bir diğer önemli karar, bükülü çiftlerin mi yoksa korumalı bükülü çiftlerin mi kullanılması gerektiğidir.
Blendajlı bir kablo kullanılıyorsa, blendajın nasıl sonlandırılacağını tanımlamak gerekir. Örneğin, kalkan sonlandırmalarına bağlı olan, genellikle farklı ve ortak mod EMI arasında ödünleşimler vardır.
Ekipmanları birbirine bağlamak için en uygun yöntemi belirlemek için öncelikle potansiyel EMI kaynağını ve korunacak kurbanı belirlemek gerekir. Daha sonra, kablo korumasının amacını belirlemek (yani, yayılan emisyonları kontrol etmek, yayılan hassasiyeti kontrol etmek veya paraziti önlemek) gereklidir. Temel olarak bu, potansiyel mağdurun kurbanın elektromanyetik ortamında bulunan tüm olası EMI türlerinden kaynaklanan tehditlere duyarlılığının tanımlanmasını gerektirir.
Potansiyel tehditleri tanımlamak ve her tehdit / kurban kombinasyonu için birincil EMI birleştirme mekanizmasını belirlemek gerekir. Her EMI tehdidi için, frekansa karşı emisyon seviyelerinin tanımlanması gerekir.
Ekipmanları birbirine bağlamak için en uygun yöntem, kablo parametreleri, EMI tipi (yani, yayılan emisyonlar, yayılan duyarlılık veya çapraz konuşma, ortak mod, diferansiyel mod), EMI kaynakları, amaçlanan ve EMI sinyallerinin frekanslarını içeren bir dizi faktöre bağlıdır.
Önemli parametrelerden bazıları aşağıda gösterilmiştir.
Kablo Fiziksel Parametreleri
• Yaklaşık uzunluk aralığı
• Yaklaşık çap aralığı
• İletken sayısı
• İletkenlerin boyutu (tel ölçüsü)
• İletkenlerin konfigürasyonu
• Kalkan konfigürasyonu
Kablo Sinyal Parametreleri
• Sinyal frekansları
• Sinyal seviyeleri
• Yayılan emisyon gereksinimleri
• Yayılan duyarlılık gereksinimleri
• Crosstalk
• Kablo hatları
RF Ortamı
• Başlıca EMI kaynakları
• Vericiler
• Ekranlama
• Geçici Akımlar
• Elektrik alanları
• Manyetik alanlar
• Düzlem dalgaları
KAblo deyince ilk akla gelen ekranlamasının(shielding) nasıl olduğu önem kazanmaktadır. Kablolar buna göre değişik katagorilere ayrılırlar.
Kablo türleri ve frekansı
Bir kablodaki karışma etkilerini en aza indirmek için, o kablonun taşıdığı sinyallerin tümü akım ve voltaj açısından yaklaşık olarak eşit olmalıdır. Bu, yukarıdaki Şekil' de gösterildiği gibi kablo sınıflandırmalarının gruplandırılmasına yol açar. Yüksek frekanslı parazit akımları taşıyan kablolar, korumalı muhafazalar içinde bile diğer kablolardan uzak tutulmalıdır, çünkü parazit yakındaki diğerlerine kolayca bağlanabilir ve iletilen ortak mod emisyonları oluşturabilir. Yukarıdaki Şekil' de gösterildiği gibi, kablolar şu şekilde sınıflandırılabilir:
-
Gürültülü
-
Biraz gürültülü
-
Biraz hassas
-
Hassas
Normal kablo çiftleri, güç uygulamaları veya birkaç Hz' ye kadar olan sinyaller için kullanılır. Birkaç yüz Hz' den kHz' ye kadar teller bükülmeli, yani bükülü çift kullanılmalıdır. Korumalı bükümlü çiftler, birkaç yüz kHz'e kadar olan sinyaller için iyi çalışır. MHz aralığında, kablolar iletim hattı efektleri göstermeye başlar ve bu nedenle kablolar ya koaksiyel kablolar ya da yüksek kaliteli bükümlü çiftler olmalıdır. GHz aralığında koaksiyel kablolar etkisiz hale gelir ve bu nedenle dalga kılavuzları kullanılır.
Belirli noktalarda anlaşmak çok zordur - nispeten kısa bağlantılar için (yaklaşık 100 m), iletken olmayan ortamı tercih edin. Bu yöntemi birkaç gün denedikten sonra, EMC sorunlarının kaynağını iletkenler kullanarak çözmek için geriye kalan tek çözüm, aşağıdaki gibi iletken olmayan ortamlara gitmektir:
-
Mikrodalga veya LAZER bağlantıları
-
Fiber optik bağlantılar
-
Kızılötesi
-
Kablosuz Ethernet veya TETRA veya Blue-tooth
Yukarıda bahsedilen iletken olmayan ortamlar, iletken kablolara kıyasla tercih edilir çünkü iletkenler, sinyali veya gücü sızdırmaya ve / veya zayıflatma eğilimindedir. Amaçlanan diferansiyel akımlar, iletkenler kullanılarak kısmen ortak mod akımlarına dönüştürülür. Her şeyden önce, kullanım ömrü maliyetine bakıldığında, iletken olmayan ortam, iletkenlere kıyasla daha uygun maliyetli bir çözüm olabilir.
Kablo Ekranlama ve Sarmal Kullanımı
EMI bant ile kablo içine iletken veya iletkenler sarmak, örgülü çözümlerde tipik olarak bulunan açıklıkları azaltır.
Değişimi azaltılmış esneklik iken, örgülerde yaygın olarak bulunan açıklıkların ortadan kaldırılmasıyla daha yüksek bir zayıflama seviyesi elde edilebilir. Tipik olarak yüksek hızlı uygulamalar için kullanılan malzemeler ve örtüşme, uygulama için hem dahili hem de harici olarak koruma seviyesini değiştirmek için çeşitlidir.
Genellikle folyo sargıların veya örgülerin bulunmadığı yüksek hızlı uygulamalarda kullanılan iletken bir büzülme tüpü, koruma sağlamak, yüksek hızlı uygulamalarda empedansı kontrol etmeye yardımcı olmak veya gruptan çıkarken tek tek iletkenler arasındaki boşluğu kapatmak için mükemmel bir seçenektir.
Örgü yapın ve konnektör içindeki ayrı konumlarına gidin. İletken bir daralan tüp (makaron) ile 60db ile 80db zayıflama değerleri elde edilebilir.
Sinyal türü ve kablo işlevi, tel türünü, tel sayısını, sarımı ve yalıtımı belirler;
Örneğin ateşleme teli, diferansiyel sinyalleri ve toprak referansını taşımak için tek bir tahliye kablosunun yanında küçük bir sarılı sinyal teli çifti kullanır. 3 telli setin üzerine, sinyalleri kablo içindeki bitişik kablolardan izole etmek için tipik olarak demetin etrafına alüminyum bir koruyucu sargı yerleştirilir. Bitişik tel çiftleri, uçta alet için bir güç kaynağı sağlamak üzere bu kablo içinde çalıştırılabilir.
Bir RF kablo seti dahil edilmişse, koaksiyel kablonun içindeki komşularından ayırmak için ek ve ayrı sarılı alüminyum koruma gerekir.
Tasarımcılar, kablo esnekliğine yardımcı olmak için iletken fermuar veya daralan kılıfları(makaron), EMI bantlı düz kabloyu ve sarmal örgülü koruyucu sargıyı düşünebilirler.
Hem konnektörler hem de kablo içindeki ekranlama, EMI sorunlarını önlemek için çok önemlidir.
Enstrümanlar içindeki daha yüksek yoğunluğa ve artırılmış işlevlere odaklanma ve enstrümanın bir bölümünden diğerine sinyallerin dahili kablo yönlendirmesi için mevcut daralan alan daha kritik hale geliyor.
Kablolama için, boyut ve ağırlığı azaltırken, devre hızını, sinyal yönlendirmesini ve bitişik modüllerdeki diğer devrelerle empedans eşleşmesini artırırken, her bir cihaza özel olarak uyacak şekilde özel tasarımlar daha sık kullanılır.
Örgülü ekranlar; en yüksek izolasyonu sağlayabilir, ancak kullanıldıklarında bir dizi seçeneğe veya değiş tokuşa ihtiyaç duyabilir. Dış kablo koruması, sinyallerin dış sinyal gürültüsünden etkilenmemesini sağlamak ve kablo içindeki sinyalleri tutmak için sıklıkla kullanılır. Dış ekran, kablonun amacını bozan siber sinyal tehditlerinden korunmada son derece yararlıdır.
Dış kablo koruma malzemeleri, sinyalleri parazitten zayıflatma ve izole etme yetenekleri açısından önemli ölçüde değişebilir.
Kolay takılabilen örgü, 500 Mhz' de 65 db' ye kadar izolasyon için derecelendirilmiştir ve çoğu endişeyi çözer. Frekanslar arttıkça, sinyallerin ¼ dalga boyu daha kısadır ve kayan örgülerdeki boşluklardan sıkışabilir. Tasarımcılar, sinyal bütünlüğünü korumak için daha sıkı bir örgüyü ve / veya hem folyo sargıyı hem de kaydırmalı örgüyü düşünebilirler.
Örneğin, izolasyon ve sinyal hızı talepleri çok yüksek olduğunda, kaplanmış daha küçük çaplı bakır örgülü tellere sahip makine ile sarılmış örgüler ekleyerek, sinyal izinsiz giriş için küçük pencereler olmadan % 95'e kadar kapsama sağlarken daha yüksek sıcaklıkları ve aşırı uçlar gibi çevresel uygulamaları kaldırabilir.
Bazı dış polimer örgü malzemeleri, 150°C' ye kadar çalışan ve NASA'nın gaz giderme spesifikasyonlarını geçen lehimlenebilir kaplamalı Kevlar örgüler dahil olmak üzere belirli alanlara yardımcı olmak için geliştirildi.
Kaplanmış LCP (sıvı kristal polimer), 150˚C'ye kadar da kullanılabilir, ancak lehime dirençlidir.
Ekranlama Türlerine Göre Kablo Türlerine Bakış
Kablo ekranlarının performansı yapılarına bağlıdır. Makul bir maliyetle ticari olarak temin edilebilen daha yaygın ekran türlerinden bazıları şunlardır:
-
Tek örgülü ekranlar,% 80-95 kapsama alanı ve makul HF performansı sunan, kabloyu kaplayan metalik bir çerçeve sağlamak için örgüye örülmüş telden oluşur. Örgü, kablo ağırlığına ve sertliğine önemli ölçüde katkıda bulunur.
-
Bindirilmiş tel ekranlar, kabloya sarmal olarak sarılan tellerden oluşur. Çok esnektirler, ancak zayıf tarama etkinliğine sahiptirler ve HF'de fark edilir derecede endüktiftirler, bu nedenle ses kullanımı ile sınırlıdırlar.
-
Topraklama teli ile laminatlı bant veya folyo , tam bir örtü sağlar, ancak oldukça yüksek bir direnç ve bu nedenle yalnızca orta düzeyde tarama verimliliği sağlar. Hafiflik, esneklik, küçük çap ve düşük maliyet korunur. Bu tür bir ekran için uygun bir sonlandırma yapmak zordur; ekran akımları esas olarak toprak teli içinde akma eğiliminde olacaktır, bu da onu manyetik ekranlama için uygun hale getirmez, ancak kapasitif perdeleme mükemmeldir.
-
Kompozit bant ve örgü , kapsama alanını ve yüksek frekans performansını optimize etmek için hem lamine bant hem de tek örgü avantajını birleştirir. Çoklu örgülü ekranlar, iç ve dış akım akışlarını ayırarak ve ekranların farklı amaçlara tahsis edilmesine izin vererek tek örgülerin performansını iyileştirir.
EMC sorunlarına karşı savaşmak için blendajlı kablo kullanmak her zaman doğrudur. Çeşitli ekranlanmamış tipler, maliyet ve ekranı düzgün bir şekilde sonlandırma ihtiyacından memnuniyet duyma özgürlüğü açısından büyük avantajlar sunar.
Kablonun kendiliğinden duyarlı veya yayıcı olmayan sinyal devrelerini taşıdığı ve ortak mod kablo akımlarının zararsız olduğu veya filtreleme gibi başka yollarla arayüzde kontrol edilebildiği durumlarda, ekransız kablolar oldukça tatmin edicidir. Kasa içinde paralel veri iletimi için yaygın olarak bir şerit kullanılır. Konektöre toplu sonlandırmaya izin verir ve bu nedenle ekonomiktir.
PCB içi konektörler, özellikle gürültülü ve hassas parçalar arasında bol miktarda zemine sahip olmalıdır.
Çoklu yan yana sinyal iletimi yapılıyorsa en iyi çalışan yapılandırma aşağıdaki gibidir;
0 V, sinyal1, + V, 0 V, sinyal2, + V vb. şeklindedir.
Bazen;
0 V, sinyal1, + V, sinyal2, 0 V, sinyal3, + V vb. gibi bir yapılandırma da genellikle uygundur.
Katı ve Örgülü Kalkanlar(Solid and Braided Shields)
Koaksiyel kalkanlar(shields) iki tiptedir. Düz şerit(solid) ve örgülü.
Sağlam bir kalkan(shields) tam olarak göründüğü gibidir. - iç iletkeni tamamen çevreleyen katı bir iletkendir. Alüminyum çoğunlukla sağlam kalkanlar(shields) için kullanılır.
Alüminyum lehimlenemez, bu nedenle bu tür bir kabloyla kıvrımlı stil konektörler kullanılmalıdır. CATV dağıtımı için alüminyum, ekstrüde / yapıştırılmış bir metal parçasıdır. Bu kalkanlama(shield) idealdir. Diğer uygulamaların çoğu için, kalkan(shield) bir alüminyum folyodur. Folyo tipik olarak içinde akımın dolaşımını engelleyen ve yüksek frekans sorunlarına neden olabilen bir kırışıklığa sahiptir.
Örgülü koaksiyel, kalkan(shield) için bakır bir örgü kullanır. Hiçbir örgü tam koruma sağlayamadığından, koruma özelliklerinden ödün verilir.
En dramatik etki, transfer empedansının davranışıdır. Yüksek frekanslarda, örgüdeki deliklerden gelen indüktans nedeniyle transfer empedansı gerçekte azalmak yerine artar. Böylece, manyetik koruma davranışı daha iyi olmak yerine daha kötü hale gelir.
Örgülü kalkanlar, GHz salınımları gibi garip sorunların kaynağı olabilir.
En iyi yüksek frekans çözümü, hem alüminyum folyo blendajlı hem de bakır örgülü bir kablodur. Bu tür kablolar Belden'den (www.belden.com) temin edilebilir ve 500 MHz'de 1 mW / metre kadar düşük transfer empedansları sergileyebilir.
Şerit Kablolar/ Ribbon Cables
Şerit kablolar, her türlü koruma sağlamada çok etkisizdir ve çok kısa mesafelerde iç ürünler haricinde kullanılmamalıdır.
(RS-232 sinyali için şerit kablonun laboratuvarda kullanımı da genellikle kabul edilebilir, ancak harici şerit kablolamaya dayalı herhangi bir ürün satma niyetinde değilsiniz.)
Şerit kablolar kullanırken, her sinyal teli için ayrı bir topraklama kablosu kullanmak iyi bir fikirdir. Kablolama, sinyal kabloları ve topraklama kabloları sırayla değişecek şekilde olmalıdır. Bu teknik, teller arasındaki endüktif ve ortak empedans kuplajını azaltır.
Twisted Pair Kablolar/Bükümlü çift kablo
Bükümlü çift kablo, sürekli olarak bükülmüş bir çift telden oluşur. sabit bir karakteristik empedans elde edin.
Bükümlü çift kablo, doğal manyetik koruma sağlaması, ancak elektrik koruması olmaması açısından koaksiyel kablonun tamamlayıcısıdır. Manyetik koruma bükülmeden kaynaklanır.
Her bükülme, döngünün polaritesini tersine çevirir; bu nedenle manyetik alanlar, bir bütün olarak kabloya değil, yalnızca küçük döngü kıvrımlarına bağlanabilir.
Ekranlama(shielding) etkinliği daha ince aralıkla artar (inç başına daha fazla bükülme). Daha ince adım, radyasyonu daha iyi önlediği için daha yüksek frekanslı çalışmaya da izin verir.
Daha yüksek frekanslı işlem ayrıca bükme aralığındaki (yani, yükseklik toleransı) varyasyonun en aza indirilmesini gerektirir.
Bükümlü çift kablo, telefon sinyallerini taşımak ve bükümlü çift Ethernet yerel alan ağı (LAN) sinyalleri için kullanılır.
Farklı kablo türleri için standartlar mevcuttur:
-
Kategori 1 kablosu ses sinyalleri için belirtilmiştir;
-
Kategori 3 kablosunun daha ince bir aralığı vardır ve 10 Mbit / sn sinyalleşme için belirtilmiştir;
-
Kategori 5, 100 Mbit / sn sinyalleşme için belirtilmiştir;
-
Kategori 6 kablosu 250Mbit / sn kablolama için belirtilmiştir;
-
Kategori 7 kablosunun 600 Mbit / sn çalışması planlanmıştır.
Daha yüksek bit hızları elde etmek için birkaç çift paralel olarak kullanılabilir.
Bu kablolar 100 metreye kadar veri iletecek şekilde belirlenmiştir. Yüksek frekans karakteristik empedansı 100 ohm' dur.
Bükümlü çift kablolar için de bir kırılma frekansı vardır. Telefon kablolamasında kullanılanlar gibi tipik bükümlü çift teller için kırılma frekansı 10 kHz ve 100 kHz aralığına düşer.
Ses frekanslarında, karakteristik empedansın büyüklüğü tipik olarak 900 ohm veya 600 ohm olarak belirtilir, telefon standartlarına uygun olarak.
Hat, telefon şirketinin merkez ofisindeki (CO: central office) 600 ohm' luk bir kaynakla eşleştirilir.
60 Hz' de 10 kohm veya daha fazlasına yükselir. Bu, bükümlü çiftlere özgü tamamen gerçek, 100 ohm, yüksek frekanslı karakteristik empedansın büyük bir zıtlığı içindedir.
Bükümlü çiftlerde elektrik alanı koruması sağlamanın iki yöntemi vardır. İlk yöntem, her iki çiftin etrafında metal bir kalkan kullanmaktır.
Bu kalkan(shield), ekipman şasisi aracılığıyla topraklanır ve bir ucundan veya her iki ucundan topraklanmalıdır. Bununla birlikte, kalkanı(shield) topraklamak için birkaç seçenek mevcuttur.
Düşük frekanslar için (kırılma frekansının altında), bir uçta topraklama(grounding) en iyisidir.
Yüksek frekanslar için, her iki uçta topraklama(grounding) en iyisidir.
Bir varyasyon, kablonun bir ucunu topraklamak(ground) ve ardından diğer ucunu bir kapasitör aracılığıyla toprağa(ground) bağlamaktır. Bu teknik, düşük frekanslar için tek bir zemin(ground) ve yüksek frekanslar için iki zemin(ground) sağlar.
Kapasitör, yüksek voltaj derecesine sahip olmalıdır (ESD olaylarına dayanmak için) ve herhangi bir statik yükü daha fazla boşaltmak için paralel olarak büyük bir direnç kullanılmalıdır.
Kablolama Özeti
Bükümlü çift(Twisted pair) kablo, düşük empedans için koaksiyel kablodan daha iyi çalışır (empedans, kablonun karakteristik empedansından daha düşük) çünkü manyetik kuplajı önlemede daha iyidir. (Düşük empedanslı hatların çoğunlukla manyetik alan bağlantısına duyarlı olduğunu hatırlayın.)
Yüksek empedans uygulamaları için koaksiyel kablo, dengesiz bükümlü çiftten(unbalanced twisted pair) daha iyi performans sağlar. Bununla birlikte, iyi dengelenmiş bir bükümlü çift(well-balanced twisted pair), bir koaksiyel kablo kadar iyi performans gösterebilir.
Dengeli bir bükümlü çiftin(balanced twisted pair) korunması ekstra bağışıklık sağlar. Ses gibi düşük frekanslı uygulamalar için, korumalı dengeli bükümlü çift(shielded balanced twisted pair) en iyi çözümdür.
Kategori standardizasyonu sayesinde, veriler dengeli bükümlü çift(balanced twisted pair) kablolama ile çok iyi sunulur.
Analog RF ve mikrodalga, koaksiyel kabloların alanıdır. Bazı koaksiyel kablolama sistemleri (kablolar ve konektörler) 40GHz ve üstü frekansları destekleyebilir.
-
Kablo elektromanyetik enerjiye (akım/gerilim/dalga formunda olabilir) ulaşacağı yüke kadar kılavuzluk yapan bir devre elemanıdır.
-
Elektrik-elektronik teçhizatta EMI açısından kablolar en önemli unsurdur.
-
Sistemin en uzun parçalarını oluştururlar ve bu yüzden EMI gürültüsünü alıcı/verici olarak verimli bir anten gibi davranabilirler.
Kablo ekranlaması (Shielding)
Pek çok ekranlı kablo türü vardır ve her birinin kendi avantajları ve özellikleri vardır.
Genel bir folyo ekranlı ve ekransız bükümlü çiftleri olan bir kablo, genel ekransız kabloya çok benzer; aradaki fark, ana kablo kılıfının altına folyo eklenmesidir.
Bu tür kablolar 10GBaseT uygulamalarında yaygındır. Diğer kablolar, korumasız bükümlü çiftlere sahip genel bir örgü koruma / ekrana sahiptir.
Zaman zaman ekranlı bükümlü çift kablo olarak anılırken, ikisi aynı korumayı sağlamaz. Aralarında tanımlamak için genel bir bariyer ve / veya bireysel çiftlerin korumasını kontrol edin.
Hem genel bir örgü ekranı hem de ekransız bükümlü çiftleri (twisted pairs) olan folyo ekranı içeren bir kablo ekranı, EMI' nin kabloya girmesini veya çıkmasını önlemede çok etkilidir.
Folyo ekranlı bükümlü çiftlere (twisted pairs) sahip genel bir örgü ekranı olan bir kabloda, kruma kılıfının altındaki ekran bir örgüdür ve her bir çift kendi folyo bariyeri ile sarılır.
Bireysel çiftler üzerindeki ilave folyonun amacı, çiftler arasındaki karışma miktarını sınırlamaktır.
Tüm ortamlar gerektirmese de kablo ekranı daha yaygın hale gelmektedir (Aşağıdaki Şekil). İlk başta, yüksek yoğunlukta elektrik ekipmanı ve / veya güvenli iletişim uygulamaları olan alanlarda ekranlı kablolar kullanıldı.
Günümüzde ekranlı kablolar genellikle askeriye, devlet kurumları, eğitim ve sağlık binaları gibi birçok alanda kullanılmaktadır.
Şekil: Tüm ortamlar gerektirmese de kablo koruması daha yaygın hale geliyor.
Minyatür korumalı kablo demetlerinden yararlanan ekipman, genellikle askeri saha operasyonlarında kullanılan yüksek performanslı taşınabilir sistemlerle ve sağlık hizmetlerinden robotiklere kadar değişen diğer uygulamalarda başlar.
Tıp endüstrisinde, el tipi cerrahi aletler, dental kamera modülleri, kozmetik lazerler ve hatta omurga ağrısı yönetim araçları, ameliyathanedeki elektronik gürültüyü azaltırken hem hasta konforunu hem de teknik performansı desteklemek için benzersiz şekilde tasarlanmış kablolar kullanır.
Uygulamaya özel kablo demetleri ayrıca askeri sensör sistemlerinde, mayın algılama işlemcilerinde, taşınabilir kamera ve gözetleme modüllerinde ve insansız hava araçlarında da kullanılmaktadır (Aşağıdaki Şekil).
Bugünün İHA' ları, ek kameralar, sensörler ve yayın ekipmanlarıyla daha fazla yük ve uçuş süreleri elde etmek için aşırı koşullarla karşı karşıya olan minimum ağırlıkta minyatür elektronikler talep ediyor.
Kablolara Uygulanan Testler
EMI ekranlama etkinliği testi, kablo demetinin uygulama ihtiyaçlarını karşılaması gereken ayrıntılı bir süreçtir.
Mümkün olduğunda test, kablonun maruz kalabileceği bilinen gürültü kaynaklarını veya frekansları listelemelidir.
Ayrıca, kablo içinde çalışan ve komşu elektronik cihazlarda sorun yaratabilecek sinyal tiplerini ve frekansları da içermelidir.
Genellikle kullanılan test yöntemleri, sistemin gerçek kullanımını ve hangi ortamlarda kullanılacağını taklit etme girişimlerini içeren açık alan testini içerir. Bu bir kafeste yapılmaz, ancak sistemin etrafına yerleştirilmiş birkaç antenle gerçekleştirilir. Açık bir alanda yapıldığında, kablodan herhangi bir emisyonun gücü ve iletimi için boş alan ölçümleri yapılabilir ve hem gürültü seviyesi hem de EMI miktarı tespit edilebilir ve kablodaki ana sinyal seviyelerine göre ölçülebilir.
Yerelleştirilmiş alan koruma testi, dış sistem EMI sorunlarından dahili EMI' nin ölçülmesine yardımcı olmak ve test alanının ötesine kaçan yüksek frekanslı harmoniklerin herhangi birini tespit etmek için 500 Megahertz' in üzerindeki üst uç frekanslar için bir muhafaza kutusu kullanır.
Koaksiyel hat testleri, sinyal kaçışının miktarı ve yüksekliği için alan elektromanyetik dalga radyasyonunu ölçer ve yüksek mobil sistemlerde tam güven sağlamak için test sırasında kablonun bükülmesi ve hareket ettirilmesi önerilir.
Koaksiyel sinyal ve EMI testi, gönderme ve alma koşulları altında güç kaynağı ile radyasyon arasındaki farkları görmek için hem yüklü hem de yüksüz sinyal ölçümlerini içermelidir.
Korumalı oda testi genellikle tüm rastgele cihazların, EMI duyarlılığının ve emisyon sorunlarının değerlendirilebildiği metal ekranlı bir kalkan odası bulunan özel bir test şirketine taşerona verilir.
Mil-Spec kablosu nedir?
Mil-Spec kablo, askeri şartnamelere uygun olarak inşa edilmiş kablodur. Kablo, en zorlu ortamlar için özel olarak tasarlanmıştır.
Mil-Spec kablosunu ne için kullanabilirim?
Aşırı koşullar için tasarlandığından, Mil-Spec kablo bir dizi amaç için kullanılabilir. Bazı uygulamalar şunları içerir: ekranlama ve koruyucu kaplama, gövde teli, noktadan noktaya kablolama, antenler, bara, topraklama kablosu ve hareketli parçaların yapıştırılması. Mil-Spec kablo, yüksek frekans ve yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılabilir.
Askeri ve Havacılık Kablo Grupları (Military & Aerospace Wire Harnesses)
Elektrikle çalışan herhangi bir ürün muhtemelen bir kablo demeti kullanabilir. Kablo demeti , kablo tertibatı veya kablo tertibatı olarak da adlandırılan bir kablo demeti , tipik olarak işlevine özgü bir konektör türü ile başlayan ve biten bir teller grubudur. Çok çeşitli endüstrilerdeki ürünler bu cihazları kullansa da, kablo demeti montaj işlemi genellikle aynıdır.
Kablo Demeti Montajında 5 Adım
Bir kablo demetinde ister iki tel ister düzinelerce kablo olsun, kablo demeti montaj işlemi tipik olarak aşağıdaki adımları izleyecektir.
Adım 1- Tel Kesme ve İşaretleme
Bir hava taşıtı kablo demetindeki her kablonun kendi benzersiz kimlik numarası vardır. Kablo demeti imalatında ilk adım (1) ölçmek, (2) işaretlemek ve (3) her kabloyu ayrı ayrı kesmektir. Çoğu OEM askeri veya ticari kablo demeti için, bir teli markalamak için tercih edilen yöntem lazer tel işaretlemedir. İyi bir lazer tel markalama makinesi üç görevi de yerine getirecektir. Bu işlem, bir kablo demetindeki her bir kablo için gerçekleştirildikten sonra, sonraki adım kabloları yerleştirmektir.
Adım 2- Kablo Düzeni
Kablo düzeni tam olarak göründüğü gibidir; bir montajcı her bir kabloyu alır ve bunları- birer birer- bir HAD üzerine yerleştirir.
HAD(Harness Assembly Drawing: Kablo Demeti Montaj Çizimi), kabloların bir uç noktadan diğerine nasıl yönlendirildiğini gösterir. HAD ayrıca bir kablonun ana demetten nerede 'koptuğunu' gösterir.
Bazı tellerin ana iletkenlerin etrafında metal bir ekranlamaya sahipken bazılarının bulunmadığına dikkat edilmelidir.
Ek olarak, bazı teller farklı ölçülerdir. Tüm kablolar yönlendirildikten sonra ya ip bağı ya da bant kullanılarak gruplanırlar. Bu işlem tamamlandıktan sonra bir sonraki adım Kablo Sonlandırmadır. Kablo sonlandırma, en karmaşık ve en sorunlu süreçtir.
Adım 3- Kablo Sonlandırma
Bir kablodaki her iletken bir şekilde sonlandırılır. Örneğin, bükülmüş, korumalı bir çift, İletken 1'in her bir ucu için bir tane (veya iki uç), İletken 2'nin her bir ucu için bir tane (veya iki sonlandırma) olmak üzere altı sonlandırma gerektirir. Buna ek olarak, kalkanın(shield) her bir ucu için bir (veya iki son sonlandırma).
Bazı insanlar, ekranlı teller üzerindeki ekranlamaların da iletken olduğunu ve sonlandırılması gerektiğini hatırlayamaz.
Kablolar genellikle (1) yalıtımı onlardan sıyırarak, (2) kontakları iletkenler üzerine kıvırarak ve (3) bunları bir konnektör kontak boşluğuna yerleştirerek onun uç düzenlemesi başına.
Bir kablo demetindeki her konnektör veya uç nokta, referans işaretçisi olarak adlandırılan kendi benzersiz kimlik numarasına sahiptir. Tüm referans göstericilerde tüm iletkenler sonlandırıldıktan sonra kablo sonlandırma işlemi tamamlanır ve kablo demeti çok önemli bir sonraki adıma taşınır; test yapmak.
Adım 4- Test Etme
Üretilen her kablo demeti bir tür teste tabi tutulur. Çoğu durumda gelişmiş, otomatik test makinesi kullanılır. Çoğu müşteri için, süreklilik ve ayrıca yalıtım direnci testi de test edecektir.
Birkaç durumda, müşteriler yalnızca bir kablo demetini "bip" sesi çıkarması (kısa devre testi) talimatını verecektir. Bir kablo demeti testi tamamen geçtikten sonra giydirme adı verilen son işleme gönderilir.
Adım 5- Giydirme(Dress-Out)
Bir kablo demeti oluşturmanın beşinci ve son süreci giydirmedir.
Giydirme,
(1) ısıtma ve küçültme boruları,
(2) referans göstergelerinin doğru yerleştirildiğinden emin olmak,
(3) kablo demeti tanımlayıcılarının doğru yerleştirildiğinden emin olmak,
(4) toz koruma kapakları veya ESDS torbaları koymak onları korumak için konnektörlerde ve
(5) son inceleme. Bir kablo demetinin giydirilmesi tamamlandığında, paketleme ve sevkiyat için hazırdır.