【正文】 所增加?？杉哟箅娎|芯線的表面積來緩解這一問題（這將在以下電纜屏蔽的講述中進一步討論）?！　∫痣娎|阻抗增加的另一個原因是連接點處的接觸阻抗。連接點處的的銹蝕可以產(chǎn)生與趨膚效應(yīng)差不多的阻抗作用，為了防止銹蝕并使電纜的阻抗較低應(yīng)考慮以下幾個準(zhǔn)則：　　A) 彼此接觸的物體應(yīng)在電化學(xué)序列上相容　　在潮濕的環(huán)境中，電勢不同的金屬物體間會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，其程度取決于接觸物件的電勢差的大小。電勢差越大，腐蝕就越嚴(yán)重。表1給出了部分電化學(xué)序列表，應(yīng)當(dāng)注意的是，每一項中所列的電動勢有時可能會發(fā)生變化。例如，鈹銅有時可與鋁配合使用?！　「鶕?jù)環(huán)境的不同，可允許電動勢有較大的波動，在惡劣的海洋環(huán)境中。一般情況下，除了與鋁搭接外。例如，鍍鋅鋼板機殼很容易用黃銅接線片與銅接地導(dǎo)線相連?！　　　”? 電化學(xué)序列表 金 屬電動勢（伏特）金 屬電動勢（伏特）金 屬電動勢（伏特）鎂+鉻+鉛+鎂合金　鐵或鋼+黃銅　鈹+生鐵　銅鋁+鎘+青銅　鋅+鎳+銅鎳合金　錫+鉛錫焊料　鎳合金　不銹鋼　銀焊料　銀石墨　鉑金　　B) 接觸處不應(yīng)有連續(xù)電流流動　　除了上述討論的電化學(xué)腐蝕外，還有一種電解腐蝕。電解腐蝕一般是電流通過電解液從在一個金屬物體流到另一個金屬物體時發(fā)生。（潮濕環(huán)境中的搭接可以實現(xiàn)電解腐蝕）即使在電勢差不存在的金屬物體間也會發(fā)生電解腐蝕。不過，如果沒有電流流動，電解腐蝕就不會發(fā)生。很明顯，機殼地或屏蔽連接不應(yīng)有恒定電流流過，因此，這條規(guī)則很容易遵守。　　C) 盡可能采用陰極材料　　陰極材料，比如金，比陽極材料穩(wěn)定得多，空氣能很容易地使陽極材料發(fā)生氧化，如鋁。另一方面，大家都知道，金不易氧化。很顯然，材料的選擇有一定的余地，但設(shè)計者在使用材料時一定要考慮其氧化性?！　∪绻刹扇〈胧┛刂撇牧系难趸挖吥w效應(yīng)，則影響靜電放電電流的主要因素是高頻靜電放電頻率處的電纜的傳輸線效應(yīng)。理想情況下，良好的阻抗匹配可保證對泄入到地的系統(tǒng)能量的影響最小，但事實上這是不可能的。系統(tǒng)機殼地不僅包括其內(nèi)部連接線，而且也包括房屋內(nèi)交流電源線上的安全地等等。整個地線路徑的阻抗在各個連接點必須實現(xiàn)阻抗匹配，這也是實際工作中不可能完全實現(xiàn)阻抗匹配的原因?！　∪欢?，盡管這樣，低阻抗地線路徑仍可能允許大量的靜電放電電荷流過，這樣可阻止電荷對電子設(shè)備的飛弧放電。因為即使一條完全的開路線末端，如果輸入線數(shù)是四分之一波長的奇數(shù)倍，那么，它看起來就象短路一樣。同樣地，如果輸入線數(shù)是半波長的整數(shù)倍時，短路線末端也如同短路一樣，因此，不管地線路徑上終端匹配的型式如何，對許多頻率成份而言，其阻抗是相對較低的。　　然而，對有些頻率成份，地線路徑的阻抗看起來卻相對較高。如同在第四章提到過的，也意味著系統(tǒng)機殼地路徑必須與系統(tǒng)電子線路隔離。否則，將在系統(tǒng)的機殼地與其他線間發(fā)生飛弧放電。隔離顯然就是對電纜進行絕緣處理。不過，在連接點，機殼地與其他電路線間通常會有空氣隙（連接器通常沒有氣密的縫隙）?！　) 。　　可惜的是。，因此，這種連接器也還是可以采用的。多數(shù)D型和DIN型連接器很不錯，因此，機殼地線可方便地與外殼相連。另一種方法是機殼地用一個與其他連接器完全分離的連接器，這種情況下?！　〔扇∫陨喜襟E減少傳導(dǎo)帶來的問題后，就需要考慮輻射引起的問題。首要的輻射問題是來自機殼本身的輻射，系統(tǒng)機殼地路徑的阻抗不匹配會產(chǎn)生駐波，駐波會使電場和磁場沿系統(tǒng)電纜的分布，因此，必須采取一些方法來減小系統(tǒng)內(nèi)其他信號線上這些場的效應(yīng)?！　〉谒恼铝信e了九種減小天線耦合的方法，這九種方法中，僅方法6能有效地隔離電纜線。方法6是在發(fā)射機與接收機間安裝一屏蔽體，這即是下面的電纜設(shè)計規(guī)則?！　) 采用屏蔽電纜且將其屏蔽層與機殼地相連　　由于趨膚效應(yīng)，靜電放電電流聚集在屏蔽體外表面上流動（這就是導(dǎo)線在高頻時表現(xiàn)出較大阻抗的原因之一）。屏蔽體比一般導(dǎo)線具有更大的表面積，這樣將減小“趨膚效應(yīng)阻抗”，也可假定屏蔽體足夠厚，靜電放電電流將沿著屏蔽體的外表面流動，其內(nèi)層仍是一個屏蔽體。因此，在場到達電纜內(nèi)部的其他連線前，屏蔽體的內(nèi)層可以減小靜電放電電流產(chǎn)生的場?！　) （在1MHz—5GHz頻率范圍內(nèi)，作為屏蔽材料的銅或鋁的厚度不必很厚）　　一旦采取措施對電纜進行了屏蔽，就要充分發(fā)揮它的實際效果。許多設(shè)計人員對所謂的“地環(huán)路”問題太看重。因此，他們堅持認為電纜層應(yīng)僅在一端接地。不幸的是，這樣做雖然助于減小低頻（比如60Hz）噪聲問題，但顯然會使屏蔽作為一個靜電放電路徑而失效。這就需要下一個電纜處理措施?！　) 電纜屏蔽必須在其兩端高頻連接到機殼上　　　　* 如果不會形成地環(huán)路，或者地環(huán)路不是問題（參考以下說明），最好的連接方法是在兩端直接用金屬連接。一個通常不會形成地環(huán)路的例子是，連接終端與鍵盤的電纜?！　　　? 如果會形成地環(huán)路，并且會產(chǎn)生問題（參考以下注釋）。這時，可將電纜屏蔽層在一端金屬連接到機殼上，而另一端則通過一高頻電容器連接到機殼上。典型的例子就是計算機與打印機間的互連。當(dāng)然，關(guān)鍵一點是，計算機與打印機都通過交流插座連接到安全地（“綠色線”）。這會在兩個交流插座間形成地環(huán)路?！　∽⒁猓喝绻诘丨h(huán)路中，互連到一起的電子設(shè)備的接地點之間沒有電勢差，那么地環(huán)路未必是問題?？傊?，電纜屏蔽層端接得越好，地環(huán)路產(chǎn)生問題的可能性也就越小。　　H) 電纜屏蔽層應(yīng)在電纜進入設(shè)備處連接到機殼上，其未屏蔽部分則應(yīng)最短。　　注意，由于靜電放電電流的影響，電纜屏蔽層的外部會產(chǎn)生輻射噪聲?？拷黀CB板或在屏蔽體內(nèi)布置的屏蔽電纜，對PCB板或屏蔽體內(nèi)的每一個部件而言，都可視為一根發(fā)射天線。電纜屏蔽層僅屏蔽其內(nèi)部的導(dǎo)線，使之免受靜電放電噪聲的干擾。實際上，屏蔽電纜也對其外部的所有設(shè)備輻射靜電放電噪聲?！　⊥瑯樱瑢㈦娎|屏蔽層連接到機殼的一條長“小辮” 也是一根發(fā)射天線。不要使其圍繞在敏感的輸入端口附近。當(dāng)然，長小辮帶來的另一個問題是增加了屏蔽連接的阻抗，從而降低了屏蔽效能?！　〉?，對于那些沒有機殼可供連接的系統(tǒng)設(shè)計問題該如何解決呢？例如，對于一個塑料外殼的鍵盤，沒有導(dǎo)電的底盤，要將其通過一六芯電纜連接到主機終端，該如何處理呢？　　I) 如果電纜一端沒有機殼，可采取的方案是：將電纜屏蔽層通過一高頻電容器連接到邏輯地?！　≡O(shè)計出來的單元電路如沒有機殼連接點，那么它不是一個完善的設(shè)計方案（第六章中討論）。然而，如果別無選擇，邏輯地只得充當(dāng)電纜屏蔽層一端的機殼接地點。這決不是一個理想的解決方案，也不可能提高靜電放電的抗擾性能。實際上，有時，這反而可能會引起靜電放電問題。這種方法能夠起作用，關(guān)鍵在于從未屏蔽電纜到各個輸入端口處的靜電放電輻射是否會比電纜屏蔽層通過電容至邏輯地產(chǎn)生的靜電放電噪聲耦合更大或更小?？偟膩碚f，邏輯接地系統(tǒng)越好，這種辦法改善靜電放電抗擾性的可能性就越大。　　屏蔽耦合電容器所需的額定電壓跟其電容與靜電放電源的電容的比值直接相關(guān)。記住，對一給定的電荷量級，一個物體上的電壓大小由其電容量決定。耦合電容由待耦合的頻率決定。典型的電纜在邏輯地與屏蔽層之間已經(jīng)存在幾百皮法的電容。因此，再增加幾百皮法的電容影響不是很大。為了獲得某種顯著的效果，從屏蔽層到邏輯地的耦合電容至少為1000pF。另一方面，大的電容具有極大的寄生電感，因此，它不能耦合高頻。這即是說。（可采取較小電容器的并聯(lián)連接來獲取較好的耦合效果，假定連接的寄生電感可控制得很小。）　　容量3900pF，耐壓1kV的陶瓷電容最適宜作為耦合電容。該電容與電纜已有的電容并聯(lián)，會耦合相當(dāng)寬廣的靜電放電頻率。而且，人體電容在150pF左右，當(dāng)應(yīng)用3900pF的耦合電容后，體表20kV的電荷將會減小到小于1kV的水平。　　電纜電容的有關(guān)討論隨之又帶出來有關(guān)電纜電感濾波的問題（典型情況是采用鐵氧體磁珠）。從靜電放電的立場上看，在設(shè)計良好的屏蔽電纜上安裝共模鐵氧體濾波器不總是一個好的辦法。因為任何屏蔽都不是理想的，鐵氧體內(nèi)的電纜屏蔽層上的靜電放電電流將在屏蔽層中的導(dǎo)線上感應(yīng)出反向電流。當(dāng)然，即使沒有鐵氧體，也有類似的問題，不過鐵氧體增加了屏蔽層與內(nèi)導(dǎo)線間的互感，這樣就增加了這種效應(yīng)。如果電纜線上需要安裝鐵氧體磁珠（為了減小發(fā)射強度以滿足美國聯(lián)邦通信委員會FCC等標(biāo)準(zhǔn)），需遵守以下的規(guī)則?！　) 靜電放電電流路徑不要與其它導(dǎo)線一同穿過鐵氧體（如果靜電放電路徑不經(jīng)過任何一個鐵氧體，則這種情況是最好的）　　然而，如果電纜沒有屏蔽，或者如果屏蔽層效果不大，靜電放電噪聲被等量感應(yīng)（以共模方式）進電纜內(nèi)的所有導(dǎo)線上，共模鐵氧體可能是有用的。在這種情況下，電纜內(nèi)的所有導(dǎo)線上將會有顯著的感應(yīng)干擾，當(dāng)然，共模鐵氧體將減小這種共模干擾。在這種情況下，可采用以下的規(guī)則來處理?！　) 如果在電纜信號線上安裝鐵氧體磁珠，當(dāng)將其置于信號線的接收端時，其效果最佳，這樣可濾除信號線拾取的噪聲。　　L) 電纜中多余的導(dǎo)線必須剪去或加以適當(dāng)?shù)倪B接　　當(dāng)電纜中的芯線比實際需要的多得多時，用下面兩種方法處理這些多余的芯線：　　　　* 剪斷多余的芯線，這樣就不會有懸浮的導(dǎo)線穿過屏蔽體外面；　　　　* 將多余的導(dǎo)線與電纜內(nèi)的其它芯線并聯(lián)起來?！　) 扁平電纜應(yīng)每隔一根導(dǎo)線設(shè)置一條邏輯地線，而敏感信號線則應(yīng)設(shè)置在地線之間　　即使屏蔽的扁平電纜也會有一些磁通量通過。因此，為了使環(huán)路面積最?。▍⒖嫉谒恼轮杏嘘P(guān)環(huán)路面積的討論），每條信號線都應(yīng)盡量靠近地線。而且，敏感導(dǎo)線必須盡可能地遠離電纜線邊緣，因為這些地方最易發(fā)生泄漏?！‰娎|設(shè)計指南小結(jié)　　A. 在電化學(xué)序列中?！　. 陽極（多數(shù)是正極）材料必須比陰極材料具有較大的未包裹表面?！　. 采用屏蔽電纜，且將其屏蔽層連接到機殼地?！　. 。（最好是完全屏蔽的）　　E. 將電纜屏蔽層在兩端與機殼相連。最好是采取導(dǎo)電連接，但是如果需要阻止明顯的地環(huán)路問題，那么就需要采用高頻（電容）連接?！　. 電纜屏蔽層必須在其進出設(shè)備的4cm處連接到機殼，未屏蔽的電纜部分必須小于4cm?！　. 多余的電纜芯線必須剪掉，或者是與其他導(dǎo)線并聯(lián)連接?！　. 電纜屏蔽層兼作機殼地的情況下，通常不應(yīng)穿過鐵氧體磁珠，也絕不能與其他導(dǎo)線共用鐵氧體磁珠?！　. 如果采用鐵氧體磁珠，則應(yīng)將其安裝在電纜的接收端?！　. 如果電纜的屏蔽層的一端不能連接到機殼，可將其通過3900pF、1kV的陶瓷電容連接到邏輯地。 　22 /