本文主要简要阐述屏蔽电缆屏蔽层是应该双端接地还是应该单端接地，对其产生的现象进行分析以及提出解决措施，并总结相关经验。

 

1、现象描述:

 

如下图所示，某系统由两个产品互联组成, 两个产品之间的互联信号电缆采用屏蔽电缆, 在某现场应用中, 发现屏蔽电缆双端接地后, 系统会出现异常, 而断开屏蔽电缆屏蔽层的一端接地后, 发现异常消失｡

本案例中，屏蔽双端接地为什么会出现系统异常呢？是不是屏蔽线缆不一定要双端接地呢？接下来会详细解析。

 

2、原因分析：

 

对于本案例的问题, 经过分析后可以得出如下图所示的干扰原理图： 

图中屏蔽电缆互联于两个具有金属外壳的产品之间。

 

屏蔽电缆左侧接产品1的壳体, 屏蔽电缆的右侧与产品2的壳体不连接。

 

当干扰从产品1左侧的电缆注入时, 图中显示了主要的干扰电流路径｡

 

干扰电流越大, 产品1中PCB板受到的干扰越大｡

 

屏蔽电缆的右侧接产品2的金属壳体时, 会使图中显示的共模干扰电流变大（因为产品2也会有干扰通过寄生电容Cp流向外壳）, 于是产品1就出现故障（共模干扰超过阈值）｡

 

这就是本案中出现屏蔽电缆双端接地后, 系统会出现异常, 而断开屏蔽电缆屏蔽层的一端接地后, 异常消失的原因｡

 

3、处理措施：

 

从以上现象与原理分析, 似乎屏蔽电缆只能采用单端接地的方式, 但是事实并非如此（只能说明接地方式不对）｡

 

上图只是分析了一种干扰情况, 即干扰从产品1的左侧电缆注入。

 

此时, 屏蔽电缆右侧不与产品2的壳体连接, 会降低产品1所受到的干扰｡ 

 

实际应用中, 干扰会从各种途径进入产品, 如下图所示的是屏蔽层右侧不接壳体干扰从屏蔽电缆注入时的干扰原理分析图：

从上图中我们可以看出，当共模干扰电平注入屏蔽电缆屏蔽层时, 屏蔽电缆的屏蔽层在靠近产品2侧处的电位马上抬高。

 

然而, 此时屏蔽电缆内导体中的电位并没有同步抬高。

 

于是位于屏蔽电缆屏蔽层与内导体之间的寄生电容CC 两端出现了可变的电位差。

 

导致干扰电流从屏蔽层进入屏蔽电缆内导体, 从而沿着电缆流入PCB板, 形成上图中虚线箭头线示意的干扰电流。

 

如下图所示, 如果将屏蔽电缆右侧的屏蔽层接至产品2的壳体：

 

那么当共模干扰电平注入屏蔽电缆屏蔽层时, 屏蔽电缆的屏蔽层在靠近产品2侧处的电位与产品2壳体的电位 同步抬高。

 

最终, 干扰电流无法进入产品2的内部，产品2内部电路得到保护｡ 

 

因为从屏蔽电缆屏蔽层沿着CC 进入屏蔽电缆内的导体, 流向PCB的电流被图中虚线箭头表示的电流旁路（类似于水往低处流）。

 

由此可见, 屏蔽电缆的另一侧也需要接壳体｡ 

 

那如何解决前面的问题呢？

 

这就需要用系统的眼光去看待整个产品系统的EMC问题, 如下图所示的是整个产品系统的完整EMC设计解决方案原理图：

从图中可以看出，最终的解决方案是改变产品1中PCB板工作地与金属壳体之间的互联关系。

 

将PCB的工作地在电缆出/入口的附近与金属壳体实现等电位互联（可以用金属螺柱）｡ 

 

等电位互联后, 由产品1左侧电缆进入的干扰电流将被旁路在产品1金属壳体的外侧, 干扰电流不再流向产品1的PCB板。

 

屏蔽电缆右侧屏蔽层接产品2的壳体也将不是问题, 整个系统的EMC问题得到完美解决｡

 

4、思考与启示：

 

由以上分析过程我们可以得到以下启示和结论：

 

EMC 问题是一个系统问题, 应该从整体进行全局分析, 而不是仅仅关注个别点, 因此, 产品中某一地方设计改动后EMC结果发生改变, 不能证明此EMC结果就是这个改动造成的, 只能证明此结果与其有关｡

 

 屏蔽电缆的屏蔽层应该双端接地, 除非与屏蔽电缆互联的产品既不怕干扰也不会产生EMI骚扰 (如无源传感器), 屏蔽电缆屏蔽层应该接被连接产品的金属壳体, 如果被连接产品是塑料壳体, 则屏蔽层应该接被连接PCB板的工作地｡

 

一根屏蔽电缆有两端, 可以理解为屏蔽电缆左侧的接地是为了左侧的产品, 右侧的接地是为了右侧的产品（就近原则）｡

 

来源：电子工程师之家

关键词： 屏蔽电缆接地