En una conexi\u00f3n mediante cable, el apantallamiento designa una medida para aislar frente a los campos de interferencia electromagn\u00e9ticos mediante un material conductor que se coloca alrededor del cable con el fin de garantizar una transmisi\u00f3n de los datos sin interferencias. Este aislamiento impide tanto que penetren las interferencias externas al cable como tambi\u00e9n que salgan se\u00f1ales que podr\u00edan afectar a otros sistemas electr\u00f3nicos del veh\u00edculo.<\/p>\n
Debido a los numerosos sistemas de asistencia a la conducci\u00f3n, en los veh\u00edculos modernos se hay cada vez m\u00e1s tramos de transmisi\u00f3n conectados mediante cable con un ancho de banda elevado. Estos sistemas requieren una transmisi\u00f3n de los datos libre de interferencias, especialmente en las \u00e1reas cr\u00edticas para la seguridad como el chasis, los frenos, la direcci\u00f3n y el accionamiento. Para poder alcanzar velocidades de transmisi\u00f3n de datos elevadas mediante cables de cobre, ya no se usan las codificaciones NRZ binarias con dos niveles de voltaje, sino codificaciones con varios estados de nivel, como por ejemplo, en 10GBASE-T1 (IEEE 802.3ch-2020), que para una velocidad de transmisi\u00f3n de 10\u00a0Gbit\/s a trav\u00e9s de un cable de par trenzado utiliza una PAM4 (modulaci\u00f3n por amplitud de pulsos) con 4 niveles de voltaje. De esta forma es posible duplicar la velocidad de transmisi\u00f3n. Si aumenta el n\u00famero de niveles con el mismo voltaje m\u00e1ximo, la diferencia de voltaje de los distintos niveles ser\u00e1 menor. No obstante, esta distancia es importante para poder distinguir los estados en el receptor. Dado que hay una menor distancia de los niveles entre s\u00ed, es posible que las interferencias en el tramo de transmisi\u00f3n afecten con mayor facilidad a la distinci\u00f3n de los niveles en el receptor y que aumente la tasa de error de bits. Como en muchas ocasiones los cables el\u00e9ctricos de muchos diferentes sistemas de los veh\u00edculos se encuentran agrupados, esto aumenta a\u00fan m\u00e1s la probabilidad de producirse interferencias. Un aislamiento eficaz y su correcta conexi\u00f3n es una medida importante para evitar fallos en las funciones del sistema.<\/p>\n
Los campos de interferencia se pueden clasificar seg\u00fan su frecuencia. Los campos el\u00e9ctricos electrost\u00e1ticos y cuasi-electrost\u00e1ticos o de baja frecuencia se pueden reducir colocando una pantalla trenzada de un material con buena conductividad alrededor de los hilos que conducen la se\u00f1al. En este caso, la pantalla trenzada act\u00faa seg\u00fan el principio de la jaula de Faraday. Un campo el\u00e9ctrico externo provoca un desplazamiento de las cargas en el trenzado met\u00e1lico, con lo cual se genera un campo opuesto en el interior del trenzado y el campo externo se anula por la superposici\u00f3n de los dos campos opuestos. Al aumentar la frecuencia del campo el\u00e9ctrico, tambi\u00e9n aumenta el efecto de apantallamiento debido al efecto pelicular. Este fen\u00f3meno designa el desplazamiento de las corrientes desde el centro a la superficie de un conductor el\u00e9ctrico cuando aumenta la frecuencia. La profundidad de penetraci\u00f3n de los campos depende, adem\u00e1s de la frecuencia, de la conductividad. Debido al efecto pelicular, los campos el\u00e9ctricos y electromagn\u00e9ticos de alta frecuencia tambi\u00e9n se pueden aislar mediante l\u00e1minas finas de metal o l\u00e1minas metalizadas con buena conducci\u00f3n. Los apantallamientos act\u00faan tanto frente a la emisi\u00f3n no deseada de se\u00f1ales [emisi\u00f3n de interferencias, Electro magnetic interference (EMI)] como para evitar el efecto de las interferencias en los cables de se\u00f1al [resistencia a interferencias, Electro magnetic compatibility (EMC)]. Esto se aplica de igual forma a los campos el\u00e9ctricos, magn\u00e9ticos y electromagn\u00e9ticos.\u00a0<\/p>\n
Los campos magn\u00e9ticos de baja frecuencia hasta el rango de cientos de kilohercios pueden penetrar en los apantallamientos met\u00e1licos e inducir corrientes par\u00e1sitas en los cables de se\u00f1al. Estos campos se a\u00edslan con materiales altamente permeables. El efecto de este aislamiento consiste en que los campos magn\u00e9ticos se sujetan al material del aislamiento, de forma que el campo magn\u00e9tico no penetra hasta el cable de se\u00f1al. No obstante, como estos materiales altamente permeables son muy caros y pueden limitar la flexibilidad de un cable, los campos magn\u00e9ticos de baja frecuencia se evitan mediante la transmisi\u00f3n diferencial de se\u00f1ales y el trenzado de los dos cables de se\u00f1al. En la transmisi\u00f3n diferencial de se\u00f1ales se utilizan dos hilos con la mitad de la tensi\u00f3n nominal, pero diferente signo, y en el receptor se eval\u00faa la tensi\u00f3n diferencial entre ambos hilos. Al trenzar estos dos hilos cambia la direcci\u00f3n de flujo de la corriente par\u00e1sita inducida en cada bucle y se compensa de media con el trenzado sim\u00e9trico. Este procedimiento se aplica, entre otros, a los cables UTP (Unshielded Twisted Pair). En los campos magn\u00e9ticos y electromagn\u00e9ticos de alta frecuencia, el efecto pelicular de un material conductor el\u00e9ctrico tiene un efecto amortiguador. En este caso, hay que diferenciar entre un apantallamiento trenzado y un apantallamiento mediante l\u00e1mina. En el uso de hilos trenzados como apantallamiento, la eficacia del aislamiento se reduce con frecuencias elevadas, lo cual se debe a que la superficie no se cubre por completo. Existen peque\u00f1os huecos en la pantalla trenzada por los cuales penetra el componente de campo magn\u00e9tico en frecuencias elevadas. Para aumentar el efecto de apantallamiento, los cables de gran calidad tienen una l\u00e1mina conductora el\u00e9ctrica debajo de la pantalla trenzada que protege del resto de campos de alta frecuencia.<\/p>\n
Un cable apantallado con una pantalla trenzada que tenga una buena conductividad y una l\u00e1mina de metal o metalizada no ofrece una protecci\u00f3n fiable si los extremos de la pantalla no est\u00e1n conectados correctamente al potencial de referencia del sistema. Sin la conexi\u00f3n al potencial de referencia del sistema, no podr\u00e1n fluir las corrientes de compensaci\u00f3n, por lo que la pantalla tendr\u00e1 un efecto muy reducido frente a los campos de interferencia. Si la pantalla est\u00e1 conectada al potencial de referencia por un lado del cable, solo se a\u00edslan los campos el\u00e9ctricos. Para proteger frente a los campos magn\u00e9ticos por encima del rango de kilohercios, la pantalla tendr\u00e1 que ponerse a tierra a ambos lados para permitir el flujo de corriente. En la zona de contacto, la pantalla debe estar en contacto por todos los lados (360\u00ba) con la carcasa del conector apantallado, ya que, de lo contrario, se pueden producir aberturas por las cueles pueden penetrar los campos de interferencia de alta frecuencia y se pueden emitir se\u00f1ales.<\/p>\n
Para poder comparar el efecto de apantallamiento de los cables con diferentes pantallas trenzadas, se requieren valores de medici\u00f3n. Para ello, se distingue entre mediciones de baja y de alta frecuencia. En el rango de baja frecuencia se determina la impedancia de transferencia o la resistencia al acoplamiento. En esta medici\u00f3n, se aplica una corriente en el lado exterior de la pantalla y se mide la tensi\u00f3n entre el conductor interior y la pantalla. En el rango de alta frecuencia se utiliza la efectividad de apantallamiento. La efectividad de apantallamiento se puede determinar, por ejemplo, con el m\u00e9todo de medici\u00f3n triaxial, y representa la relaci\u00f3n entre la se\u00f1al introducida y la se\u00f1al emitida por la pantalla.<\/p>\n