EMI电磁屏障原理 导论

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EMI屏蔽究竟是怎么回事?一文一探究竟

EMI屏蔽究竟是怎么回事?一文一探究竟

EMI屏蔽究竟是怎么回事?一文一探究竟来源:All about circuits作者:Ignacio deMendizábal编译:付斌身为电子工程师,噪声和辐射无处不在,作为电子设计师必须掌握EMI电磁屏蔽相关知识,而这些知识和解决方案将广泛用于改善设备免于受到外部电磁干扰。

干扰辐射的来源麦克斯韦方程显示,每当电流经流导体时,都会产生磁场,而磁场将会产生电场。

电场和磁场的辐射特性被称之为辐射发射。

这些辐射发射将会在电路或整个印刷电路板(PCB)中引发一些问题。

在理想电路之中,电路本身发射的信号只包括电流和电压,而在现实世界中,噪音是绕不开的问题。

当电路信号受到任何干扰时,就会发生这种情况。

由于电磁信号的性质,并不能避免噪声的存在,但是可以大大降低其影响。

需要注意的是,设备在运行时不会受到其他设备的影响,正如设备不会受到其他设备影响一样,电磁敏感性是电路系统受到干扰仍然保持正常工作的能力。

这种敏感性将取决于施加的噪声水平,而不同的应用诸如车载、医疗、军事等领域,拥有不同的程度磁化率。

每个电路、设备或系统都必须经过适当的设计,尽可能减少辐射水平,来达到只对高水平的电磁场敏感。

EMC认证电磁兼容性(EMC)认证是任何产品上市必须经过的步骤,每个产品都必须通过EMC测试,以确保安装时不会影响任何其他设备(例如辐射测试),并且即使周围存在其他系统(例如,敏感性测试)。

EMC测试在消声室内进行,图片来源于Hermon Laboratories提供通常来说,电子设备都会安装在外壳内,金属外壳非常擅长限制电磁屏蔽,但相对来说并不完美。

PCB和外壳之间的结合处会出现孔或槽,并且电磁场可以穿过它们,简言之EMI屏蔽就是要覆盖这些孔或槽。

此外,许多产品设计中存在一个普遍问题:仅在设计周期的最新阶段才去考虑EMC认证的问题,在此情况下,整体的设计就被冻结到了这个阶段,EMC工程师并没有空间去修改产品设计解决电磁相关的问题。

电磁屏蔽基本原理

电磁屏蔽基本原理

电磁屏蔽基本原理(总2页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除1、电磁屏蔽基本原理如图1所示电磁屏蔽的基本原理是:采用低电阻的导体材料,并利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程中的损耗而使电磁波能量的继续传递受到阻碍,起到屏蔽作用。

某些屏蔽材料可将大部分入射波反射掉,利用内部吸收及多重反射损耗掉部分进入材料的电磁波,只允许极少量的电磁波透过材料继续传播。

钢金属结构就起到了电磁屏蔽的作用,会大大影响附近基站对楼内的信号覆盖强度,下面用具体公式证明这一点。

钢金属结构对电磁波的损耗主要由反射损耗和吸收损耗组成。

吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量,吸收损耗计算公式为:AdB=(f×σ×μ) /2×t其中 f:频率(MHz) μ:金属导磁率σ:金属导电率 t:屏蔽罩厚度联通附近基站使用的频率是900MHz,钢的导磁率约为450×10-4左右,钢的导电率约为×10-5左右,钢结构厚度约为米左右。

将上述参数代入公式,吸收损耗约为31dB。

反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。

对于杆状或直线形发射天线而言,离波源越近波阻越高,反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化,因此它不仅取决于波的类型,而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。

近场反射损耗可按下式计算RdB=168+10×lg(σ/μrf)其中 r:波源与屏蔽之间的距离,估算取为200米。

将参数代入公式,得到反射损耗为。

因此,由于钢金属结构引起的损耗为吸收损耗和反射损耗之和,即为,再加上建筑物其他混凝土结构的损耗20dB,总损耗约为97dB。

2、链路预算下行链路(DownLink)是指基站发,移动台接收的链路。

上行链路(UpLink)是指移动台发,基站接收的链路。

对于GSM900M系统的上下行链路,按照链路预算公式,计算后建筑物内信号电平值为-99dBm左右,基本无法满足正常的通话需求。

EMI屏蔽(kepuwenzhang)

EMI屏蔽(kepuwenzhang)

电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility)缩写EMC,就是指某电子设备既不干扰其它设备,同时也不受其它设备的影响。

电磁兼容性和我们所熟悉的安全性一样,是产品质量最重要的指标之一。

安全性涉及人身和财产,而电磁兼容性则涉及人身和环境保护。

电磁波会与电子元件作用,产生干扰现象,称为EMI(Electromagnetic Interference)。

例如,TV荧光屏上常见的“雪花”,便表示接受到的讯号被干扰。

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。

具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。

因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波)的作用,所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

(1)当干扰电磁场的频率较高时,利用低电阻率的金属材料中产生的涡流,形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。

(2)当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防止扩散到屏蔽的空间去。

(3)在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

许多人不了解电磁屏蔽的原理,认为只要用金属做一个箱子,然后将箱子接地,就能够起到电磁屏蔽的作用。

在这种概念指导下结果是失败。

因为,电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。

真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有两个因素:一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的,另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。

屏蔽体上有很多导电不连续点,最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙。

!_磁屏蔽基本理_ 共41页PPT资料共43页

!_磁屏蔽基本理_ 共41页PPT资料共43页
半开放
Radiated field with shielding on one side.
15
Radiated Field of Improper Shielding
Leakage
Hole
有孔
19.07.2021
16
Radiated Field With Shielding
无孔
Surface Current
Radiated Emissions
Radiated Susceptibility
Conducted Emissions
19.07.2021
Conducted Susceptibility 9
电磁干扰传播
干扰传播的途径如图示。有通过电源线、信号线、地线、大地等 途径传播的“传导干扰”,也有通过空间直接传播的“空间干 扰”。
电磁兼容定义: 设备在其电磁环境中不受干扰能正常工作.(对内) 设备不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰.(对外) 军用产品要满足GJB151A-97、GJB152A -97标准,民用设备要满足GB9254、GB6833, 市 场满足CCC 等标准或行业。军用标准比民用标准严格得多。无 论那一种标准,其测试都是十分复杂的,并对测试环境和设备 有严格的要求,因此测试要到指定的实验室进行。
出电流,电路会接收这个电流并发生响应。换句话说,随机的射
频信号发出指令,使程序发生变化

传导干扰
的产生是因为源与敏感器之间有电磁线或
信号电缆连接,干扰沿着电缆从一个单元传到另一个单元。传
导干扰经常会影响设备的电源,这可以通过滤波器来控制。
19.07.2021
8
Common Nuisance EMI Problem

《EMI说明资料》课件

《EMI说明资料》课件

接地技术是EMI 抑制技术的一种
接地技术可以有 效降低EMI干扰
接地技术包括单 点接地、多点接 地和混合接地
接地技术需要根 据实际情况选择 合适的接地方式
屏蔽技术:通过屏 蔽材料将电磁波隔 离
滤波技术:通过滤 波器将电磁波滤除
接地技术:将设备 接地,减少电磁波 辐射
隔离技术:将敏感 设备与干扰源隔离 ,减少干扰
测试步骤:设置测试参数、进行测 试、分析测试结果等
频谱分析仪:用于测量电磁波的频 率、功率和相位等参数
干扰分析仪:用于分析电磁干扰的 来源和影响
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
场强计:用于测量电磁场的强度和 方向
电磁兼容测试系统:用于测试电子 设备的电磁兼容性能
Part Four
滤波器类型:低通、 高通、带通、带阻 等
滤波器作用:抑制 特定频率范围内的 噪声
滤波器设计:需要 考虑滤波器的频率 响应、阻抗匹配等
滤波器应用:在电 源、通信、电子设 备等领域广泛应用
屏蔽原理:通过屏蔽材料将电磁波反射或吸收,降低电磁干扰 屏蔽材料:金属、塑料、橡胶等 屏蔽设计:根据电磁波频率和强度选择合适的屏蔽材料和结构 屏蔽效果:降低电磁干扰,提高电子设备的稳定性和可靠性
技术升级: EMI技术将不 断升级,提高 抗干扰能力
应用领域扩展: EMI技术将应 用于更多领域, 如汽车、医疗

环保要求提高: EMI技术将更 加注重环保, 降低电磁辐射
国际合作加强: EMI技术将加 强国际合作, 共同推动技术
进步
汇报人:
01 02
03 04
05 06
法规:《中华人民共和国无线电管理条例》
标准:GB/T 17626.1-2017《电磁兼容 通用标准 居住、 商业和轻工业环境中的发射》

电磁干扰抑制技术概述EMI

电磁干扰抑制技术概述EMI

电磁干扰抑制技术概述EMI电磁干扰抑制技术概述主题词:电磁兼容性(emc)、电磁干扰(emi)、抑制技术。

全文:本文紧紧围绕电磁干扰三要素,了解了各种相同的电磁干扰遏制技术以及电磁兼容设计思路,特别强调了电子产品在设计初即展开emc研究的重要性。

提起电磁干扰(emi)这个词,人们或许还感陌生,但emi的影响却是几乎每个人都曾身经历过的。

例如,观看电视时,附近有人使用电钻、电吹风等电器,会使电视画面出现雪花点,所声器里发出剌耳的噪声……这类现象人们早已司空见惯、习以为常了,但是电磁干扰的危害却远不止如此。

事实上,电磁干扰已使民航系统失效、通信不畅、计算机运行错误、自控设备误动作等,甚至危及人身安全。

因此,加强电磁容性(emc)知识的普及,提高emi抑制技术,已成为当务之急。

所谓电磁兼容性就是指电子线路、系统相互不影响,在电磁方面相互相容的状态。

对于emc技术的研究,国外从本世纪三十年代已经开始的,一些国家和国际非政府例如美国联邦通信委员会(fcc),德国电气电子工程师协会(vde)、国际无线电阻碍特别委员会(cispr)等先后制订了一些指导性文件和规程,目前已构成一套较完整的体系,并获得严格遵守,美国计算机业即为全面继续执行fcc规程。

我国电磁兼容性工作起步较晚,有关标准自八十年代才陆续颁布,应用领域方面则由于缺乏经验和技术而停步艰困。

如何尽快赶上国际一流水平,并使我国电子产品能够满足用户日益紧迫的国内市场需求并在国际市场占到一席之地,已沦为为大家关心的关键性课题。

本文愿意就电磁干扰遏制技术谈论一点浅见,抛砖引玉,与各位共同互相切磋。

电磁干扰的定义,是指由外部噪声和无用电磁波在接收中所造成的骚扰。

一个系统或系统内某一线路受电磁干扰程度可以表示为如下关系式:n=g×c/ig:噪声源强度;c:噪声通过某种途径传至受到阻碍处的耦合因素;i:受干扰电路的敏感程度。

g、c、i这三者形成电磁干扰三要素。

电磁干扰(EMI)

电磁干扰(EMI)

电磁干扰(EMI)所谓的电磁干扰,广义来说,一切进入信道或通信系统的非有用信号,均称之为电磁干扰。

电磁干扰已经深入到我们日常的生活。

例如,观看电视时,附近有人使用电钻、电吹风等电器,会使电视画面出现雪花点,所声器里发出剌耳的噪声……等等。

这类现象人们早已司空见惯、习以为常了,但是电磁干扰的危害却远不止如此。

事实上,电磁干扰已使民航系统失效、通信不畅、计算机运行错误、自控设备误动作等,甚至危及人身安全。

因此如何有效的抑制电磁干扰成为模拟工程师必须具备和考虑的因素,在这里小编为大家详述了什么是电磁干扰,如何有效的抑制电磁干扰。

电子线路与电磁干扰的分析现代的电子产品,功能越来越强大,电子线路也越来越复杂,电磁干扰(EMI)和电磁兼容性问题变成了主要问题,电路设计对设计师的技术水平要求也越来越高。

电磁干扰一般都分为两种,传导干扰和辐射干扰。

传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。

辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。

因此对EMC问题的研究就是对干扰源、耦合途径、敏感设备三者之间关系的研究。

美国联邦通讯委员会在1990年、欧盟在1992提出了对商业数码产品的有关规章,这些规章要求各个公司确保他们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。

符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性。

目前全球各地区基本都设置了EMC相应的市场准入认证,用以保护本地区的电磁环境和本土产品的竞争优势。

如:北美的FCC、NEBC认证、欧盟的CE认证、日本的VCCEI认证、澳洲的C-tick人证、台湾地区的BSMI认证、中国的3C认证等都是进入这些市场的“通行证”。

电磁感应与电磁干扰很多人从事电子线路设计的时候,都是从认识电子元器件开始,但从事电磁兼容设计实际上应从电磁场理论开始,即从电磁感应认识开始。

一般电子线路都是由电阻器、电容器、电感器、变压器、有源器件和导线组成,当电路中有电压存在的时候,在所有带电的元器件周围都会产生电场,当电路中有电流流过的时候,在所有载流体的周围都存在磁场。

EMI的定义、影响因素和相关介绍

EMI的定义、影响因素和相关介绍
ITE产品定义: 1 能对资料和电信消息进行录入,存储,显示,检索,传输,交换或控制; 该设备可以配置一个和多个通常用于资讯传输的终端. 2 额定电压不超过600V.
Class B 满足B级ITE骚扰限值的设备,主要在生活环境中使用,包括: ------不在固定场所使用的设备,例如靠内置电池供电的便携式设备 ------靠电信网络供电的电信终端设备 ------个人计算机及相关辅助设备 Class A 满足A级限值但不满足B级限值的设备,不限制其销售,但须在
电磁
干扰
Electromagnetic energy emanating from one device which causes another device to have degraded performance
引起EMI的三大要素
1.干扰源
雷电 NEMP
脉冲电路
常见干扰源
ESD
无线通信
Control computer Two is company, but three is none
Harmonics Test
谐波测量
测试目的
测量设备在工作时向电网注入的电源高 次谐波的强度。看其是否符合法规要求。
质量技术监督 局, 国防部门
标准编号
CISPR Pub. IEC EN
FCC Part , MIL-STD.
VCCI GB -
GJB -
国际上常用EMI法规
C IS F C C PR
11 P art 18
EN
E N 55011
內容
工 业 、科 学 及 医 学 ( I S M )
5 E7405A频谱仪,测量频率为9
Limit
Frequency(MHz)
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屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体,将电磁波局限于某一区域内的一种方 法。由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波,因此屏蔽体的屏蔽性能依据 辐射源的不同,在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。在设计中要 达到所需的屏蔽性能,则需首先确定辐射源,明确频率范围,再根据各个频段的典型泄漏 结构,确定控制要素,进而选择恰当的屏蔽材料,设计屏蔽壳体。
2)之比,用 dB(分贝)
(dB)
工程中,实际的辐射干扰源大致分为两类:类似于对称振子天线的非闭合载流导线辐 射源和类似于变压器绕组的闭合载流导线辐射源。由于电偶极子和磁偶极子是上述两类源 的最基本形式,实际的辐射源在空间某点产生的场,均可由若干个基本源的场叠加而成 (图 2)。因此通过对电偶极子和磁偶极子所产生的场进行分析,就可得出实际辐射源的远近 场及波阻抗和远、近场的场特性,从而为屏蔽分类提供良好的理论依据。
屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能 SE(Shielding Effectiveness)来衡量,屏蔽 效能的定义:没有屏蔽体时,从辐射干扰源传输到空间某一点(P)的场强 1( 1)和加
入屏蔽体后,辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强 2( 表示。
屏蔽效能表达式为
图 1 屏蔽效能定义示意图
(dB) 或
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,通系电1,力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配,机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2,下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷,32调需3各控要类试在管验最路;大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷,下安要与全加过,强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中;中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整,理核或高对者中定对资值某料,些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒,卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置,接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资,,料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气,敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术,技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方;资式对料,整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资,课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试,且技合进术理行,利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。:对对在于于分调差线试动盒过保处程护,中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技,,术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板,变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生;握内同图部一纸故线资障槽料时内、,设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷,试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高,技中要术资进资料行料试检,卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
在电子设备及电子产品中,电磁干扰(Electromagnetic Interference)能量通过传导性 耦合和辐射性耦合来进行传输。为满足电磁兼容性要求,对传导性耦合需采用滤波技术, 即采用 EMI 滤波器件加以抑制;对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。在当前电磁频 谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因 素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下,其重要性就显得更为突出。
图 2 两类基本源在空间所产生的叠加场 远近场的划分是根据两类基本源的场随 1/r(场点至源点的距离)的变化而确定的,
场源类型
电偶极子
磁偶极子
波阻抗
为远近场的分界点,两类源在远近场的场特征及传播特性均有所不同。 表 1 两类源的场与传播特性

近场( 场特性
非平面波 以
非平面波 以
) 传播特性
衰减
衰减
为空间某点电场强度与磁场强度之比,场源不同、远近场不同,则波阻
抗也有所不同,表 2 与图 3 分别用图表给出了 的波阻抗特性。
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,通系电1,力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配,机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2,下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷,32调需3各控要类试在管验最路;大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷,下安要与全加过,强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中;中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整,理核或高对者中定对资值某料,些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒,卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置,接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资,,料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气,敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术,技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方;资式对料,整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资,课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试,且技合进术理行,利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。:对对在于于分调差线试动盒过保处程护,中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技,,术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板,变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生;握内同图部一纸故线资障槽料时内、,设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷,试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高,技中要术资进资料行料试检,卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
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