在现代电子环境中,干扰几乎无处不在。电缆和设备不仅可能对周围元件产生干扰,还可能遭受来自计算机屏幕、移动电话、电动机、无线电转播设备等外部干扰源的严重影响。此外,随着网络犯罪的增多,尤其是黑客对UTP(无屏蔽双绞线)电缆传输的窃听,对信息安全的威胁也日益严峻。
在使用高速数据网络时,拦截大量信息所需的时间远低于低速数据传输。在低频情况下,双绞线的绞合可以有效抵抗外来干扰和线对之间的串音。然而,当频率超过250MHz时,仅仅依靠绞合已不足以提供足够的抗干扰能力。此时,屏蔽成为了抵御外界干扰的关键。
屏蔽层如同一个法拉第笼,能够将干扰信号引导至屏蔽层内,从而保护导体内部不受干扰,确保数据传输的稳定性。屏蔽电缆相比非屏蔽电缆具有更低的辐射散发,有效防止了网络传输被非法截获。采用屏蔽网络,不仅能够降低电磁能辐射到周围环境中的程度,还能显著减少可能被拦截的电磁辐射。
在选择屏蔽材料时,需要针对不同的干扰场采取不同的屏蔽策略。电磁干扰(EMI)主要来自低频干扰源,如马达、荧光灯和电源线等。而射频干扰(RFI)则是指高频干扰,通常来源于无线电、电视转播、雷达等无线通讯设备。
针对电磁干扰,编织屏蔽由于其较低的临界电阻而被认为是有效的选择。对于射频干扰,箔层屏蔽则更为适用,因为它对高频信号的阻挡效果更好。而对于高低频混合的干扰场,则需要采用箔层与编织网组合的屏蔽方式,以实现更宽频带的覆盖。通常,网状屏蔽的覆盖率越高,其屏蔽效果也就越显著。
总之,随着电子设备对信号传输速度和质量的要求不断提高,如何有效应对干扰成为了设计人员必须面对的问题。通过合理选择和设计屏蔽材料,我们不仅能够提高信号的稳定性,还能确保信息的安全传输,这对于现代电子系统的可靠性和安全性至关重要。
高速PCB设计布线系统的传输速率在稳步加快的同时也带来了某种防干扰的脆弱性,这是因为传输信息的频率越高,信号的敏感性增加,同时它们的能量越来越弱,此时的布线系统就越容易受干扰。
干扰无处不在,电缆及设备会对其他元件产生干扰或被其他干扰源严重干扰,例如:计算机屏幕、移动电话、电动机、无线电转播设备、数据传输及动力电缆等。此外,潜在的窃听者、网络犯罪及黑客不断增加,因为他们对UTP电缆信息传输的拦截会造成巨大的损害及损失。
尤其在使用高速数据网络时,拦截大量信息所需要的时间显著低于拦截低速数据传输所需要的时间。数据双绞线中的绞合线对在低频下可以靠自身的绞合来抵抗外来干扰及线对之间的串音,但在高频情况下(尤其在频率超过250MHz以上时),仅靠线对绞合已无法达到抗干扰的目的,只有屏蔽才能够抵抗外界干扰。
电缆屏蔽层的作用就像一个法拉第护罩,干扰信号会进入到屏蔽层里,但却进入不到导体中。因此,数据传输可以无故障运行。由于屏蔽电缆比非屏蔽电缆具有较低的辐射散发,因而防止了网络传输被拦截。屏蔽网络(屏蔽的电缆及元器件)能够显著减小进入到周围环境中而可能被拦截的电磁能辐射等级。
不同干扰场的屏蔽选择干扰场主要有电磁干扰及射频干扰两种。电磁干扰(EMI)主要是低频干扰,马达、荧光灯以及电源线是通常的电磁干扰源。射频干扰(RFI)是指无线频率干扰,主要是高频干扰。无线电、电视转播、雷达及其他无线通讯是通常的射频干扰源。
对于抵抗电磁干扰,选择编织屏蔽最为有效,因其具有较低的临界电阻;对于射频干扰,箔层屏蔽最有效,因编织屏蔽依赖于波长的变化,它所产生的缝隙使得高频信号可自由进出导体;而对于高低频混合的干扰场,则要采用具有宽带覆盖功能的箔层加编织网的组合屏蔽方式。通常,网状屏蔽覆盖率越高,屏蔽效果就越好。