12.EL
BLINDAJE DE LOS CABLES APANTALLADOS
Cuando
existe algún problema de EMI se utiliza como ultimo recurso la selección de un
cable apantallado. Para un correcto proceder habría que
prever en el momento del diseño todas las medidas de protección para
evitar problemas de EMI posteriores, incluyendo la posibilidad de disponer un
cable apantallado en las conexiones que lo necesiten.
Para elegir un cable apantallado hay que realizar lo siguiente: identificar anticipadamente el tipo de Interferencia determinando su margen de frecuencias; extraer de los catálogos 1a mejor información sobre el método de prueba más idóneo para la aplicación especifica y el cable apantallado más efectivo para solventar el problema específico, de interferencia, siempre que cumpla los parámetros de diseño (coste, cobertura, flexibilidad,...). Aunque la clasificación mostrada en la tabla 8 se basa en los resultados dados por los cables coaxiales, también se pueden aplicar a cables multiconductores y cables planos apantallados.
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El
apantallamiento de los cables se realiza recubriendo los mismos con mallas de
tejido metálico con distintas características según estén mezclados con plásticos
(tipo PVC) o recientemente con fibras de rayón o algodón, formando un tejido
sumamente flexible en el que las propias fibras son metalizadas con cobre, níquel
o plata. Los materiales relativamente más densos y con mayor contenido metálico
muestra mayor efectividad.
La
efectividad de un blindaje decrece cuando la frecuencia
aumenta. Comparando los cables apantallados en función de la frecuencia,
los pares trenzados apantallados son usuales a frecuencias menores de 100 kHz,
aunque en algunas aplicaciones pueden llegar a trabajar a 10 MHz. Por encima de
1MHz, las pérdidas en los pares trenzados apantallados se incrementan
considerablemente. Por otra parte, el cable coaxial tiene una impedancia
característica más uniforme y
menos pérdidas, siendo viable su correcto trabajo desde la corriente continua
hasta UHF. Los pares trenzados apantallados tienen más capacidad que los cables
coaxiales y, por ello, no son convenientes a altas frecuencias o en circuitos de
alta impedancia. Un cable
coaxial se comporta a altas frecuencias como un cable triaxial debido al efecto
pelicular, empezando a ser importante este efecto alrededor de 1MHz.La corriente
interferente fluye entonces por la superficie externa del blindaje, mientras que
la corriente debida a la señal circula por la superficie interior, y por; ello,
un cable coaxial es mejor a altas frecuencias.
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Un
Cable triaxial es un cable coaxial con dos blindajes coaxiales, de forma que el
interno actúa cómo retorno de señal y el externo como blindaje propiamente
dicho. Se usa en el caso de necesitar una relación
señal/ruido más elevada que la del cable coaxial.
El cable cuadraxial se usa para llevar señales de muy bajo nivel en ambientes
con mucha interferencia. En él se tiene
un par trenzado con una impedancia característica
especifica, rodeado por dos blindajes coaxiales, como
en el caso triaxial. El blindaje interno se conecta.
a la masa del equipo (en un solo punto) y el externo a tierra (chasis), si la
masa y la tierra están separadas eléctricamente. Si no es así, se conectan
los dos en el mismo punto de tierra. Otra posibilidad es conectar el blindaje
interno en la masa del circuito receptor de la señal y el externo conectarlo a
la masa del circuito emisor de la señal que lleve el cable.
Un
cable plano multiconductor tiene una pequeña distancia entre conductores y
presenta unas características muy similares a las de los pares trenzados,
aunque cuando se desean propiedades muy similares a éstos, es conveniente
destinar conexiones contiguas alternativamente a señal y. masa, de tal modo que
entre cada dos señales exista una masa de blindaje intermedia. Cuando es
necesaria una baja diafonia o una impedancia característica controlada, los
cables planos se pueden utilizar con un plano de masa incorporado, o con un
blindaje de cobre o de aluminio.
Los cables pueden ser emisores o receptores de interferencia y por ello se debe tener en cuenta su aportación a lo uno o a lo otro. Un cable apantallado puede tener diferentes sistemas de construcción que le dan distintas características, ante la interferencia, tales como: una lámina, una rejilla o una trencilla metálica (usualmente de cobre, aluminio o alguna aleación conductora) dispuesta alrededor o entre los conductores internos, a los cuales se desea proteger de radiaciones externas indeseadas, o bien que ellos mismos no radien al exterior. Los cables apantallados pueden tener diversas presentaciones: cables planos apantallados, cables multiconductores con blindaje laminado, trenzado o espiral, cables con pares trenzados múltiples apantallados individualmente cada par o bien todos juntos, etc. La forma espiral y la rejilla pueden combinarse también con la lámina. Los cables coaxiales en particular (un solo conductor interno) pueden presentarse con un blindaje en forma de lámina, rejilla o espiral o con combinaciones de las anteriores. Cada tipo de cable apantallado tiene sus propias ventajas y desventajas a considerar ante la elección del mayor cable para cada situación.
En
los casos prácticos es difícil a veces aislar completamente un conductor de
los demás. Entonces es recomendable unir todos los conductores aislados y no
utilizados con una conexión a masa, ya que esto
aumenta el apantallamiento efectivo.
12.1.Blindajes
trenzados
Un blindaje trenzado (figura 21a)
consiste en grupos de cobre (estañado o desnudo) o de aluminio, unos
grupos trenzados en la dirección de las manillas del reloj y otros al
contrario. Este tipo de cable es ideal para minimizar las interferencias de baja
frecuencia, porque tiene menos resistencia en continuo que el laminado. Es
efectivo tanto en audio como en
Hay otra serie de características importantes en estos cables como el ángulo del trenzado, el diámetro de los hilos y el número de hilos de los grupos que forman la trenza, así como el número de grupos. Los cables apantallados trenzados son generalmente mas pesados y voluminosos que los otros hilos de cables apantallados y, en algunos casos, son difíciles de conectar en sus extremos,
debido a que es necesario pelar y peinar la trenza
antes de retorcerla hasta formar con ella una especie de cola, para soldarla
luego como si fuera un cable unifilar, aunque la mejor forma de conectarla es
soldarla a 360°,
respetando la simetría circular o con un conector
coaxial BNC.
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12.3. - Blindajes laminados
12.4-
Blindajes combinados
Otro tipo de cable aplicado en el control de interferencias es
el cable absorbente. Este se utiliza para atenuar las EMI inducidas en modo común
en un cable de señal apantallado conectado entre dos equipos. Existen dos
tipos, los equilibrados para líneas paralelas y los coaxiales. Los primeros
consisten en una continuación del concepto de las cuentas de ferrita
mediante el cual se atenúan las EMI. En el cable coaxial se sustituye el
dieléctrico normal por uno absorbente a base de ferrita, actuando como filtro
paso bajo. Tiene una impedancia de transferencia baja
(ver cuadro: métodos de prueba de cables apantallados), por lo que las
corrientes inducidas en sus blindajes afectarán menos a los conductores
internos. Se usan a baja frecuencia y para atenuar el efecto de antena de los
cables.
Aunque no son propiamente cables apantallados, en las técnicas
antiparasitarias del automóvil se emplean unos cables de grafito en las bujías.
Estos cables están formados por un alma de hilo de seda recubierta con grafito.
El grafito hace de conductor de la alta tensión necesaria para las bujías,
siendo equivalente a una resistencia en serie de 5 a 15 kW, suficiente para amortiguarla intensidad de
campo radiado. Está reglamentado que estos cables se dispongan ya en fábrica.
Esta técnica se complementa con el apantallado de la tapa del distribuidor de
encendido (delco) y de las pipas de "las bujías. Todo ello está
encaminado a reducir la radiación y no crear interferencias que puedan afectar
a las comunicaciones de radio.
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