13. Selección de cables apantallados

                                              Anterior   A índice   Siguiente

       Para seleccionar un cable apantallado es necesario comparar sus características en los catálogos, en función del método de prueba (ver cuadro: selección de cables apantallados en el apartado l2, que simule más eficientemente la situación real del problema EMI que se tiene en una aplicación. Para ello es necesario contestar en cada aplicación las siguientes preguntas: ¿qué clase de EMI se tiene?, ¿qué margen de frecuencia tiene?, ¿se comporta el cable como emisor o como receptor de EMI? Una vez contestadas se puede elegir con mayor conocimiento de causa ayudados por los cuadros adjuntos en este capitulo.

    Los resultados seguidamente presentados pueden guiar al lector en la selección del cable apantallado adecuado para cada aplicación, orientando según cuatro problemas típicos de EMI. Estos son: el acoplamiento inductivo y las descargas electrostáticas. No explicitan resultados respecto al acoplamiento inductivo a bajas frecuencias debido a que éste sólo depende del área del bucle formado en la conexión. Es usual conectar a masa los dos extremos del blindaje de los cables coaxiales para llevar la conexión de retorno, formando un bucle. Esta conexión siempre tendrá una captación magnética debida al bucle formado. En los resultados de las pruebas, los cables tienen la misma efectividad, tanto como protectores contra las EMI exteriores (receptores), como contra las EMI provocadas por el propio cable hacia el exterior (emisores).

13.1. El  acoplamiento capacitivo en los cables apantallados

      El circuito de acoplamiento capacitivo está formado por los conductores del cable y la fuente de interferencia. A frecuencias menores de unos 100 kHz, el acoplamiento capacitivo suele ser debido a un acoplamiento de campo eléctrico directamente medido mediante la prueba de zumbido (ver cuadro: métodos de prueba de cables apantallados). A frecuencias por en cima de los 100 kHz, están presentes los acoplamientos, tanto capacitivo como inductivo, en forma de acoplamiento electromagnético. En este margen de frecuencias se usa  la prueba de impedancia de transferencia para determinar sólo la parte de acoplamiento capacitivo. El acoplamiento capacitivo se bloquea mediante un alto porcentaje de cobertura de apantallado. En este caso, la resistencia en continua no es critica. La prueba de zumbido (figura 22a)  muestra que el blindaje laminado es más efectivo que el espiral, y éste más que el trenzado. El laminado/trenzado es marginalmente más electivo que el simple laminado y el laminado/trenzado/laminado supera en efectividad al resto.

  (a)

                                                                                                      Ir al principio

  (b)

Figura 22. (a). Comportamiento de los cables apantallados ante la prueba de zumbido (acoplamiento capacitivo). (b) Comportamiento de los cables apantallados ante la prueba de la impedancia de transferencia (acoplamiento por conducción).

13.2. El acoplamiento por conducción en los cables apantallados

      Este acoplamiento se obtiene a través del circuito resistivo formado por el blindaje. En el contexto de las pruebas hechas a los cables, a este acoplamiento también se le llama acoplamiento por difusión. La fórmula de la impedancia de transferencia (Zt) muestra que, con un valor menor de la misma, se tendrá una menor tensión de interferencia inducida (Vt) en el cable, para una intensidad Io circulando por el blindaje externo,

                                                                                                                Ir al principio

    Este acoplamiento es predominante a bajas frecuencias, donde la corriente pasa a través del blindaje, contrariamente a lo que ocurre en el acoplamiento capacitivo donde prácticamente no circula corriente en el blindaje. A consecuencia de lo anterior, en el acoplamiento por conducción el espesor del blindaje y la resistencia en continua determinan la efectividad. Cuanto mayor espesor, por lo tanto, menor resistencia y mayor efectividad. Así, a frecuencias menores de 100kH, el blindaje laminado es el menos efectivo y el  trenzado e l más, efectivo debido a estos dos parámetros (figura, 22 b). A frecuencias por encima de unos 100 kHz, este acoplamiento es a menudo eclipsado por los acoplamientos capacitivo e inductivo, siendo el espiral el menos eficiente y el laminado/trenzado/laminado el más eficiente, con mucha diferencia.

13.3. El acoplamiento Inductivo en los cables apantallados.

Este  acoplamiento es una forma de acoplamiento magnético a través de las hendiduras de la estructura del blindaje. El acoplamiento inductivo es la componente reactiva de alta frecuencia de la impedancia de transferencia, excluyendo el acoplamiento inductivo de baja frecuencia, fenómeno asociado con el área del bucle expuesto en la proximidad de fuentes emisoras de campo magnético.                                         Ir al principio

En la figura 22b, se ve que en todos los tipos de blindaje, la impedancia de transferencia se incrementa a frecuencias por encima de los 70 MHz. Este incremento es característico del acoplamiento inductivo. Sin embargo, en los blindajes trenzados y en espiral, este incremento empieza a notarse a  unos 500 kHz. En el caso espiral es debido al efecto inherente de bobina.  Este efecto de bobina se minimiza en el caso de blindajes trenzados devanando hilos en forma de espirales opuestas. Así se reduce el acoplamiento inductivo en más de un orden de magnitud, pero es todavía apreciable comparado con la combinación lámina/trenza. En los blindajes trenzados, el acoplamiento inductivo residual se atribuye a tres fuentes: al acoplamiento directo a través de las hendiduras de la trenza, al efecto de bobina residual debido a que las espirales opuestas no se cancelan completamente una con la otra y al posicionado radial hacia dentro y hacia fuera cíclico de los hilos trenzados. Este acoplamiento residual puede reducirse minimizando las hendiduras en la trenza y teniendo en cuenta el ángulo de trenzado y el diámetro de los hilos en el sentido de cancelar el acoplamiento. Si lo que se desea es una reducción drástica del acoplamiento inductivo, la optimización de los parámetros anteriores es la solución óptima. Sin embargo, esta optimización es a costa de un mayor acoplamiento por conducción a bajas frecuencias y un mayor acoplamiento capacitivo, tanto a altas como a bajas frecuencias.

El acoplamiento inductivo en los blindajes laminados (figura 22 b)es debido a la hendidura longitudinal solapada y al pequeño efecto de bobina de la lámina. Con referencia también a la impedancia de transferencia, en la misma figura se ve que la combinación lámina/trenza tiene un acoplamiento inductivo significativamente reducido, comparado con la lámina o la trenza. El blindaje laminado/trenzado también tiene una mejor característica que la trenza optimizada y, además, tiene menor acoplamiento capacitivo. La excelente característica de la combinación laminado/trenzado/laminado a altas frecuencias es a consecuencia del contacto en el pliegue utilizado en la lámina exterior. Este contacto en el pliegue permite el contacto entre las dos láminas, simulando un tubo metálico ideal. El  gradual descenso de la impedancia de transferencia, hasta una frecuencia de unos 70 MHz es una característica de este blindaje combinado. Alrededor de los 70 MHz, la impedancia de transferencia empieza incrementarse conforme aumenta la frecuencia. Este cambio es debido al acoplamiento inductivo a través de hendiduras residuales en la estructura del blindaje.                          Ir al principio

Los resultados de la prueba de la célula de Crawford (figura 23a), de absorción (figura 23b) y de antena (figura 24a) confirman lo predicho en la prueba de la impedancia de transferencia. Esto aporta la posibilidad de verificar las características previstas efectuando pruebas independientes, dando flexibilidad en la elección del procedimiento de prueba (ver cuadro: métodos de prueba de cables apantallados). En la prueba de la célula de Crawford es muy evidente la escasa efectividad contra el acoplamiento inductivo de los blindajes espirales, trenzados y laminados, conforme la frecuencia aumenta. La prueba de la célula de Crawford y la de antena dan como resultado una composición de los tres modos de acoplamiento y la diferenciación entre ellos no es patente. El acoplamiento inductivo no es siempre evidente en la  prueba de absorción (figura 23b), porque los datos presentados son una superposición de las características obtenidas en diferentes puntos a lo largo del cable.

13.4. El efecto de las descargas electrostáticas en los cables apantallados.

      Las características de un cable apantallado contra las ESD se estiman a partir, de su impedancia de transferencia característica. Esto es así porque las muy rápidos y altos valores de corriente a lo largo del blindaje ESD causan impulsos con tiempos de subida

  Figura 24. (a). Comportamiento de los cables apantallados ante la prueba de antena, (b) Comportamiento de tos cables apantallados ante la prueba de descarga electrostática (ESD).