Толщина скин-слоя на частоте 50 Гц намного больше, чем толщина экрана коаксиального кабеля. Тогда как это работает?

Название уже говорит о вопросе.

Мы знаем, что использование коаксиального кабеля для входа аудиоусилителя значительно снижает шум 50 Гц. Однако глубина скин-слоя электромагнитного излучения на частоте 50 Гц для меди составляет около 10 мм ( http://chemandy.com/calculators/skin-effect-calculator.htm ).

Тогда как это предотвращает проникновение ЭМ волны 50 Гц в ядро?

Я понятия не имею, какое отношение должен иметь скин-эффект к защите от эми здесь...

Ответы (2)

Экранирование коаксиального кабеля не «блокирует» мешающий сигнал, поглощая его. Он работает путем передачи мешающего сигнала по всей его длине на землю. Таким образом, чтобы экран работал, он должен иметь низкое сопротивление по отношению к земле.

Когда вы вычисляете это для высокочастотных сигналов, результаты говорят вам, что токи текут по внешней стороне экрана, а не по внутренним частям экрана, и, следовательно, сопротивление может быть выше, а часть экрана ближе к внутренней стороне. эффективно тратится впустую. Когда вы вычисляете это для сигнала частотой 50 Гц, результаты говорят вам, что вся толщина экрана будет использоваться для отвода мешающего сигнала.

Глубина скин-слоя в первую очередь не применяется, потому что мешающий сигнал не является преимущественно электромагнитной волной; обычно это либо электрическое поле (от близлежащих высоких напряжений), либо магнитное поле (от близлежащих сильных токов).

В случае электрического поля экран просто должен иметь низкий импеданс относительно земли по всей своей длине, действуя как клетка Фарадея для схем внутри.

В случае магнитного поля экранировать сложнее, так как поле будет индуцировать определенное напряжение по длине экрана: если он подключен с обоих концов, это напряжение может вызвать гул в контуре заземления; если это не так, как указывает Дэйв Твид в комментарии, на экране и сигнальных проводах индуцируется одно и то же напряжение.

Экран может немного ослаблять магнитное поле, но не устраняет его, как клетка Фарадея устраняет электрическое поле; там, где магнитные поля являются основной проблемой помех, требуются экраны из железа или мю-металла для устранения поля (путем обеспечения пути с низким сопротивлением для проведения магнитного потока вокруг сигнала) или используются симметричные соединения, когда обе ветви захватывают тот же мешающий сигнал, который подавляется дифференциальным приемником.

Обратите внимание, что для эффективного излучения и приема истинного ЭМ-сигнала на частоте 50 Гц без преднамеренных катушек индуктивности потребуется схема размером примерно с четверть волны на частоте 50 Гц, и это в континентальном масштабе...

Для магнитных полей напряжение, индуцируемое во внутреннем и внешнем проводниках, совершенно одинаково, поскольку они имеют точно такую ​​же ось симметрии. Поэтому помехи полностью синфазные. Коаксиальный кабель не создает внешнего магнитного поля по той же причине. Все, что нарушает баланс тока между внутренним и внешним проводниками (например, дополнительные пути заземления), снижает его способность экранировать от магнитных полей.