PCB电磁屏蔽详解
印刷电路板pcb的屏蔽

给的大家介绍一下屏蔽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。
这些不导电的缝隙就产生了电磁泄漏,如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。
解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料,消除不导电点。
这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。
这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。
在许多文献中将电磁屏蔽体比喻成液体密封容器,似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。
实际上这是不确切的。
因为缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波,取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。
屏蔽技术1电磁屏蔽原理屏蔽的定义利用磁性材料或者低阻课件

要达到静电屏蔽的目的, 一定要将屏蔽壳体接地
要求屏蔽外壳接地电阻愈低愈好。一般设计在1欧以下
2低频磁场屏蔽
从狭义角度,是指甚低频(VLF)和极低频(ELF)的磁场屏 蔽。
主要屏蔽机理是利用高导磁材料具有低磁阻的特性,使 磁场尽可能通过磁阻很小的屏蔽壳体,而尽量不扩散到 外部空间。屏蔽壳体对磁场起磁分路作用。其屏蔽效能 主要取决于屏蔽
在传输线上传播的理论类似,而且计算也方便,精度也高,是 当前广泛采用的一种分析方法。)
• (2)涡流效应:电磁波在金属壳体上产生感应涡流, 而这些涡流又产生了与原磁场反相的磁场,抵消削弱 了原磁场而达到屏蔽作用。(这种方法忽略磁导率的因子,
误差大,应用受到局限)
• (3)电磁矢量分析:用电磁失量方程来分析,精确度 很高。(由于计算复杂也受到一定限制)
• (2)需要设置通风孔、电缆或导线的进出孔、 照明孔、照伤孔、加水孔和电表的安装孔等; (3)为便于人们查看而留且的屏蔽不连续。这 种不连续包括紧密连接的两金属面间的接缝 (如两金属板用铆接或螺钉紧固时残留的缝隙) 和两金属扳间置入金属衬问题
实际机箱上有许多泄漏源:不同部分结合处的缝隙通风 口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等
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实践证明,即使非常密织的金属网,其屏蔽效能
也比金属板差很多。特别在高频时就差得很明显。
当需要100dB以上的屏蔽效能时。必须采用双层和
多层金属网屏蔽。
2.3 屏蔽材料的选择
• 1.屏蔽效能 • 屏蔽材料,其中包括小孔金属材料(如金属网、
冲孔金属板)、伪均匀金属材料(如金属化喷涂) 和实心金属材料(加金属箔、金属板等)。这些 材料可以分成两类: • 铁磁性材料和非铁磁性材料。除极簿的金属 箔以外,都可以按式
印刷电路板_PCB_的电磁干扰(EMI)抑制知识

印刷电路板(PCB)的EMI抑制知识日常生活中,我们常常可以看到这样的现象,当把手机放置在音箱旁,接电话的时候,音箱里面会发出吱吱的声音,或者当我们在测试一块电路板上的波形时,忽然接到同事的电话,会发现接电话瞬间我们示波器上的波形出现变形,这些都是电磁干扰的特征。
电磁干扰不但会影响系统的正常工作,还可能给电子电器造成损坏,甚至对人体也有害处,因此尽可能降低电磁干扰已经成为大家关注的一个焦点,诸如FCC、CISPR、VCCI等电磁兼容标准的出台开始给电子产品的设计提出了更高的要求。
虽然人们对电磁兼容性的研究要远远早于信号完整性理论的提出,但作为高速设计一部分,我们习惯地将EMI问题也列入信号完整性分析的一部分。
本章将全面分析电磁干扰和电磁兼容的概念、产生及抑制,重点针对高速PCB的设计。
4.1 EMI/EMC的基本概念电磁干扰即EMI(Electromagnetic Interference),指系统通过传导或者辐射,发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。
因为所有的电子产品都会不可避免地产生一定的电磁干扰,为了量度设备系统在电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力,人们提出了电磁兼容这个概念。
美国联邦通讯委员会在1990年和欧盟在1992都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它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EMC(Electromagnetic Compatibility)。
对于电磁兼容性,必须满足三个要素:• 1. 电磁兼容需要存在某一个特定的空间。
比如,大的,一个房间甚至宇宙;小的,可以是一块集成电路板。
• 2. 电磁兼容必须同时存在骚扰的发射体和感受体。
• 3. 必须存在一定的媒体(耦合途径)将发射体与感受体结合到一起。
这个媒体可以是空间,也可以是公共电网或者公共阻抗。
对于EMI,可以按照电磁干扰的途径(详细的分类参见附录一)来分为辐射干扰、传导干扰和感应耦合干扰三种形式。
柔性PCB电磁干扰屏蔽要求及方法

柔性PCB电磁干扰屏蔽要求及方法 许多使用柔性印刷电路板的电子组件对吸收或发射电磁干扰(EMI)都很敏感。
如果电磁干扰不受控制,可能会对设计性能产生负面影响,并且在极端情况下会完全阻止其运行。
解决这种干扰的方法是“屏蔽”电路,以防止EMI被吸收或辐射。
对于许多应用,存在适用于从FCC,IEC,EU等建立的设计来调节EMI辐射的行业标准。
普通应用中的EMI屏蔽要求以下是医疗,通信和军事行业中常常需要EMI屏蔽的一些常见应用。
医疗系统:核磁共振成像输液泵患者监护系统通信系统:手机射频通信军事系统:雷达系统通信系统高速数据传输设计PCB屏蔽方法屏蔽设计要求在其两侧封装一层材料,作为EMI吸收或辐射屏障。
这些层连接到地面,以便任何EMI无害地消散。
在选择屏蔽方法和材料时,必须考虑其他因素。
弯曲要求每种屏蔽方法都增加了不同数量的柔性电路的总厚度。
由于 弯曲能力是厚度的函数,因此会降低或限制设计的弯曲能力。
屏蔽设计的 弯曲半径和弯曲要求类型需要作为设计和材料选择过程的一部分进行 定义和审查。
弯曲要求的类型,无论是静态(弯曲 适合)还是动态(重复弯曲),都有其他限制。
动态弯曲柔性PCB应用比静态弯曲设计具有更大的 弯曲能力。
受控阻抗受控阻抗信号要求对可使用的屏蔽方法有进一步的限制。
屏蔽层需要满足EMI要求的电气特性以及作为参考平面来实现所需的控制阻抗值。
不是所有的屏蔽方法都可以同时满屏蔽材料该行业主要使用三种屏蔽材料。
在屏蔽性能,对机械弯曲能力的影响以及对受控阻抗设计的适用性方面,每个都有正面和负面的影响。
银色油墨盾牌银色油墨屏蔽由添加的银导电油墨层组成,这些油墨被选择性地施加到封装电路图案的覆盖层表面。
覆盖层具有选择性开口,这些开口沿着暴露设计的接地电路的部分长度的外边缘被缝合。
墨水流入选择性开口,粘附并电连接到地面。
银墨水通常使用丝网印刷方法施用。
这种方法会限制屏蔽的 和位置。
然后将额外的覆盖层层压到银墨水层上以封装并电隔离它们。
电磁干扰的产生及PCB设计中的抑制方案

2、外部干扰源:外部环境中存在许多干扰源,如雷电、大功率电器、高压 线等,这些干扰源会通过空气、导线等介质产生电磁干扰,影响电子设备的正常 工作。
二、PCB设计中的抑制方案
针对电磁干扰,PCB设计可以从以下几个方面进行抑制:
1、接地:接地是抑制电磁干扰最有效的方法之一。通过将电路或组件的某 个点连接到大地,可以有效地避免电磁干扰的传播。在PCB设计中,可以根据实 际情况选择多点接地、单点接地或混合接地等方式。
4、屏蔽:屏蔽是一种通过隔离电磁场来抑制电磁干扰的方法。在PCB设计中, 可以采用金属罩、金属网等材料对敏感区域进行屏蔽,以减少外界干扰的影响。
5、布局优化:合理地布局电路组件和划分功能区域可以降低电磁干扰。例 如,将模拟电路和数字电路分开,高频电路和低频电路分开,以减少不同类型电 路之间的相互干扰。
2、增加滤波器:在电源输入端增加EMI滤波器,防止外部干扰信号进入电路。
3、接地处理:采用多点接地方式,将电路板上的地线连接到一个低阻抗的பைடு நூலகம்地线上,以减小接地电阻。
4、平衡布线:对电源线进行对称设计,使电流变化率均匀,以降低电磁干 扰。
5、屏蔽措施:对关键元件和信号线进行屏蔽处理,防止外界干扰影响。
一、电磁干扰的产生
电磁干扰的产生主要有两种途径:一是辐射干扰,二是传导干扰。辐射干扰 是指干扰源通过空间传播干扰电子设备,而传导干扰则是通过导电介质传播干扰 信号。在实际应用中,电磁干扰的产生原因主要包括电路原理和外部干扰源两个 方面。
1、电路原理:在电路中,当电流发生变化时,会产生电磁场,而这个电磁 场又会反过来影响电流的变化。因此,如果电路设计不当,就可能产生电磁干扰。
6、选用低噪声元件:选择低噪声元件可以降低电路自身的噪声水平,从而 减少电磁干扰的产生。
PCB电磁屏蔽详解

PCB电磁屏蔽详解电磁兼容中的屏蔽技术屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减少电磁能传输的一种重要的防护手段。
屏蔽技术用来抑制电磁噪声沿着空间的传播,即切断辐射电磁噪声的传播途径,通常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来,使屏蔽体内外的“场”相互隔离。
屏蔽作为电磁兼容控制的重要手段,可以有效的抑制电磁干扰。
电磁干扰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。
目前的各种电子设备,尤其是军用电子设备,通常都采用屏蔽技术解决电磁兼容中的问题。
屏蔽按其机理可分为电场屏蔽,磁场屏蔽和电磁屏蔽。
电场屏蔽电场的屏蔽是为了抑制寄生电容耦合(电场耦合),隔离静电或电场干扰。
寄生电容耦合:由于产品内的各种元件和导线都具有一定电位,高电位导线相对的低电位导线有电场存在,也即两导线之间形成了寄生电容耦合。
通常把造成影响的高电位叫感应源,而被影响的低电位叫受感器。
实际上凡是能幅射电磁能量并影响其它电路工作的都称为感应源(或干扰源),而受到外界电磁干扰的电路都称为受感器。
静电防护的方法:建立完善的屏蔽结构,带有接地的金属屏蔽壳体可将放电电流释放到地;内部电路如果要与金属外壳相连时,要用单点接地,防止放电电流流过内部电路;在电缆入口处增加保护器件;在印制板入口处增加保护环(环与接地端相连)。
磁场屏蔽磁场屏蔽是抑制噪声源和敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。
磁场屏蔽主要是依赖高导磁材料所具有的低磁阻对磁通起到分路的作用,使得屏蔽体内部的磁场大大减弱。
如图8-14所示射频磁屏蔽是利用良导体在入射高频磁场作用下产生涡流,并由涡流的反磁通抑制入射磁场。
常用屏蔽材料有铝、铜及铜镀银等。
电磁屏蔽电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一,大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决。
用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作,因此不需对电路做任何修改。
PCB屏蔽

PCB屏蔽屏蔽就是对两个空间区域之间举行金属的隔离,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。
详细讲,就是用屏蔽体将元部件、、组合件、电缆或囫囵系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外蔓延;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。
由于屏蔽体对来自导线、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汲取能量(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,所以屏蔽体具有削弱干扰的功能。
(1)当干扰电磁场的频率较高时,利用低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,要采纳高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防止蔓延到屏蔽的空间去。
(3)在某些场合下,假如要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采纳不同的金属材料组成屏蔽多层体。
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。
由于,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惟独两个因素:一个是囫囵屏蔽体表面必需是导电延续的,另一个是不能有挺直穿透屏蔽体的导体。
屏蔽体上有无数导电不延续点,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。
这些不导电的缝隙就产生了电磁泄漏,犹如流体味从容器上的缝隙上泄漏一样。
解决这种泄漏的一个办法是在缝隙处填充导电弹性材料,消退不导电点。
这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。
这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。
在许多文献中将电磁屏蔽体比方成液体密封容器,似乎惟独当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才干够防止电磁波泄漏。
事实上这是不确切的。
由于缝隙或孔第1页共2页。
电磁屏蔽基本原理介绍

电磁屏蔽基本原理介绍电磁屏蔽是指通过采取一定的措施,将电磁辐射或电磁波的干扰降至可接受的水平的过程。
在现代社会中,电磁辐射已经成为无处不在的存在,如电视、手机、电脑等电子设备都会产生电磁辐射。
然而,过高的电磁辐射会对人体和其他电子设备造成不良影响,因此电磁屏蔽就显得尤为重要。
电磁屏蔽的基本原理可以归纳为两个方面:屏蔽材料和屏蔽结构。
1. 屏蔽材料:屏蔽材料是指用于隔离电磁辐射的材料,常见的屏蔽材料包括金属、导电涂料、导电纤维等。
这些材料具有良好的导电性能,能够吸收或反射电磁波,从而降低电磁辐射的强度。
金属是一种常用的屏蔽材料,如铜、铝等。
金属具有良好的导电性和反射性,能够有效地吸收和反射电磁波。
常见的金属屏蔽材料有金属屏蔽罩、金属屏蔽板等。
导电涂料是一种将导电材料加入到涂料中形成的涂层,具有良好的导电性能。
通过在电子设备的外壳或电路板上涂覆导电涂料,可以形成一层导电膜,起到屏蔽电磁辐射的作用。
导电纤维是一种将导电材料织入纤维中形成的材料,具有良好的导电性能和柔软性。
导电纤维可以用于制作电磁屏蔽布料,可以用于制作电子设备的屏蔽罩或服装等。
2. 屏蔽结构:屏蔽结构是指通过设计合理的结构来实现电磁屏蔽的效果。
常见的屏蔽结构包括屏蔽罩、屏蔽壳、屏蔽膜等。
屏蔽罩是一种金属或导电塑料制成的外壳,可以将电子设备完全包裹在内,从而阻挡电磁波的传播。
屏蔽罩通常具有开口和连接器,以便电子设备与外界进行通信。
屏蔽壳是一种金属或导电塑料制成的外壳,可以将电子设备的关键部件包裹在内,从而阻挡电磁波的干扰。
屏蔽壳通常具有开口和密封装置,以便维修和保养。
屏蔽膜是一种将导电材料涂覆在基材上形成的薄膜,可以用于电子设备的屏蔽。
屏蔽膜具有柔软性和可塑性,可以根据需要进行剪裁和粘贴,方便实现电磁屏蔽。
总结:电磁屏蔽是通过屏蔽材料和屏蔽结构来降低电磁辐射的干扰。
屏蔽材料具有良好的导电性能,能够吸收或反射电磁波;屏蔽结构通过设计合理的结构来实现电磁屏蔽的效果。
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PCB电磁屏蔽详解电磁兼容中的屏蔽技术屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减少电磁能传输的一种重要的防护手段。
屏蔽技术用来抑制电磁噪声沿着空间的传播,即切断辐射电磁噪声的传播途径,通常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来,使屏蔽体内外的“场”相互隔离。
屏蔽作为电磁兼容控制的重要手段,可以有效的抑制电磁干扰。
电磁干扰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。
目前的各种电子设备,尤其是军用电子设备,通常都采用屏蔽技术解决电磁兼容中的问题。
屏蔽按其机理可分为电场屏蔽,磁场屏蔽和电磁屏蔽。
电场屏蔽电场的屏蔽是为了抑制寄生电容耦合( 电场耦合) ,隔离静电或电场干扰。
寄生电容耦合: 由于产品内的各种元件和导线都具有一定电位, 高电位导线相对的低电位导线有电场存在, 也即两导线之间形成了寄生电容耦合。
通常把造成影响的高电位叫感应源, 而被影响的低电位叫受感器。
实际上凡是能幅射电磁能量并影响其它电路工作的都称为感应源( 或干扰源) , 而受到外界电磁干扰的电路都称为受感器。
静电防护的方法: 建立完善的屏蔽结构, 带有接地的金属屏蔽壳体可将放电电流释放到地; 内部电路如果要与金属外壳相连时,要用单点接地, 防止放电电流流过内部电路; 在电缆入口处增加保护器件; 在印制板入口处增加保护环(环与接地端相连)。
磁场屏蔽磁场屏蔽是抑制噪声源和敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。
磁场屏蔽主要是依赖高导磁材料所具有的低磁阻对磁通起到分路的作用,使得屏蔽体内部的磁场大大减弱。
如图8-14所示图8-14 磁场屏蔽射频磁屏蔽是利用良导体在入射高频磁场作用下产生涡流,并由涡流的反磁通抑制入射磁场。
常用屏蔽材料有铝、铜及铜镀银等。
电磁屏蔽电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一, 大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决。
用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作, 因此不需对电路做任何修改。
电磁屏蔽的机理就是电磁感应现象。
电磁屏蔽较适用于高频。
低频时感应电流小,屏蔽效果差,应保证屏蔽壳体各部分具有良好的电气连续,使感应电流能在壳体中流畅,以便产生足够大的感应电磁场来抵消外界电磁场,否则将影响屏蔽效果。
电磁屏蔽是利用屏蔽体对干扰电磁波的吸收、反射来达到减弱干扰能量的作用。
它采用低电阻的导体材料,并利用电磁波在屏蔽导体表面产生反射以及在导体内部产生吸收和多次反射而起到屏蔽作用,其目的是为了有效地阻止电磁波从一例空间向另一例空间传扬。
如图所示,对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽。
电场屏蔽的原理屏蔽效能屏蔽体的有效性用屏蔽效能来度量。
屏蔽效能是没有屏蔽时空间某个位置的场强与有屏蔽时该位置的场强的比值,它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。
SE = 20 lg ( E1/ E2 ) dB 如果屏蔽效能计算中使用的磁场,则称为磁场屏蔽效能,如果计算中用的是电场,则称为电场屏蔽效能。
波阻抗在电磁兼容分析中,经常用到波阻抗这个物理量。
电磁波中的电场分量与磁场分量的比值称为波阻抗,定义如下:Z W = E / H根据观测点到辐射源的距离不同,可划分出近场区和远场区两个区域,当距离小于λ/2π时,称为近场区,大于λ/2π时称为远场区。
近场区和远场区的分界面随频率的不同而不同,不是一个定数,这在分析问题时要注意。
例如,在考虑机箱的屏蔽时,机箱相对与线路板上的高速时钟信号而言,可能处于远场区,而对于开关电源较低的工作频率而言,可能处于近场区。
近场区中,波阻抗的值取决于辐射源的性质、观测点到源的距离、介质特性等。
若辐射源为大电流、低电压(辐射源电路的阻抗较低),则产生的电磁波的波阻抗小于377,称为低阻抗波,或磁场波。
若辐射源为高电压,小电流(辐射源电路的阻抗较高),则波阻抗大于377,称为高阻抗波,或电场波。
在远场区,波阻抗仅与电场波传播介质有关,其数值等于介质的特性阻抗,空气为377 。
在近场区内,特定电场波的波阻抗随距离而变化。
如果是电场波,随着距离的增加,波阻抗降低,如果是磁场波,随着距离的增加,波阻抗升高。
在远场区,波阻抗保持不变。
电磁屏蔽的设计屏蔽设计之前总体指标的分配至关重要,有30dB 与70dB 准则之说:一般而言,在同一环境中的一对设备,骚扰电平与抗扰度之差小于30dB,设计阶段可不必专门进行屏蔽设计;若两者之差超过70dB,单靠屏蔽已难保证两者兼容,即使能达到指标,设备成本将急剧增加。
较为可行的办法是总体指标或方案做出适当调整;在30-60dB 之间,则是屏蔽设计的常用期望值。
屏蔽要求高于上述期望值时,最常用的措施是整体屏蔽之后内部再加第二重屏蔽。
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。
屏蔽技术常用的屏蔽技术:多层屏蔽、薄膜屏蔽。
单层与多层屏蔽分析为了得到更好的屏蔽效果可以采用多层屏蔽,它对电场和磁场两者都有较好的防护,特别适合于以反射损耗为主的屏蔽体。
隔开的材料可形成多次反射,比同样厚度的金属板能产生更好的屏蔽效果。
多层屏蔽的原则是:各屏蔽层之间不能连接在一起,其间应该隔离空气或者填充其他介质,否则达不到应有的屏蔽效果,各层屏蔽体的材料也不应该相同。
除了要考虑导磁率外,还要考虑饱和电平。
屏蔽室测得铝板, 大小为1 200 mm ×1 200mm,其单层和多层的电场屏蔽效果见表。
当屏蔽体需要有良好的透气性和通风性时,可采用丝网屏蔽,测试丝网大小为600 m ×600 m,屏蔽室测得其电磁场屏蔽效果见表8.2。
由表8.1可知,对比铝板的单层屏蔽和多层屏蔽效果,从中频到高频对于铝板而言更适用于单层屏蔽。
由表可知,就单层屏蔽而言,金属丝网在中频和高频屏蔽效果比较明显,对于多层屏蔽金属丝网更适用于中频的多层屏蔽,且有很好的屏蔽效果。
屏蔽室测得铝板的电磁场屏效屏蔽室测得金属丝网的电磁场屏效薄膜屏蔽薄膜屏蔽通常用喷涂、真空沉积以及粘贴等技术在设备上包覆一层导电薄膜,它的屏蔽效能主要是由反射损耗和多次反射修正因子(下文中介绍)确定。
在不便构造屏蔽体的情况下,既可采用金属箔粘贴方式进行屏蔽又可以采用喷涂方式在基体上覆盖一层薄金属涂层以起吸波、屏蔽作用同时也可防止射频辐射。
屏蔽材料电磁波在穿过屏蔽体时发生衰减是因为能量有了损耗,这种损耗可以分为两部分:反射损耗和吸收损耗。
用于电场屏蔽的屏蔽效能可由下式表示:SE=R+A+B 当电磁波入射到不同媒质的分界面时,就会发生反射,使穿过界面的电磁能量减弱。
由于反射现象而造成的电磁能量损失称为反射损耗。
当电磁波穿过一层屏蔽体时要经过两个界面,因此要发生两次反射。
因此,电磁波穿过屏蔽体时的反射损耗等于两个界面上的反射损耗的总和。
对于电场波而言:第一个界面的反射损耗较大,第二个界面的反射损耗较小。
对于磁场波而言,情况正好相反,第一个界面的反射损耗较小,第二个界面的反射损耗较大。
实际屏蔽效能的计算3. 屏蔽结构屏蔽体的屏蔽效能不仅取决于构成屏蔽体的材料,而且取决于屏蔽体的结构。
电屏蔽体的形状最好设计为盒形或是全封闭的, 然而现实中一个完全封闭的屏蔽体是没有任何价值的,机箱或壳体上常开有很多显示窗、通风口、不同部分结合的缝隙等(如图8-17所示)。
可以根据需要可适当地进行结构设计,来进一步减小分布电容。
入射波 场强距离吸收损耗R1 R2SE =R1+R2+A +BB R1R2缝隙孔洞电场屏蔽的屏蔽体必须接地,最好直接接地,孔洞泄漏越小屏蔽效果越好,主要结构有单层门盖结构和双层门盖结构。
磁场屏蔽是利用高导磁材料构成低磁阻通路,使屏蔽体对磁通进行分流,主要选择铁或其他高导磁率材料防止磁饱和。
被屏蔽物与屏蔽体内壁应留有一定间隙,防止磁短路现象发生;可增加屏蔽体厚度,为了防止电场感应,一般还要接地。
如果屏蔽体不完整,涡流的效果降低,即屏蔽的效果大打折扣,可采用盒状、筒状、柱状的结构。
电磁场屏蔽是利用屏蔽体对电磁波的吸收、反射来阻止电磁能量在空间传播,达到减弱干扰能量的效果。
因此,电磁屏蔽可采用板状、盒状、筒状、柱状的屏蔽体。
由于这些导致电不连续的因素存在,屏蔽体的屏蔽效能往往很低,甚至没有屏蔽效能; 因此对屏蔽体缝隙、孔洞的研究也是十分必要的。
印制板使元器件安装紧凑、连线密集,这一特点无疑是印制板的优点。
然而,印制板分布参数造成的干扰、元器件相互之间的磁场干扰等,如同其他干扰一样,在排板设计中必须引起重视。
(1)避免印制导线之间的寄生藕合。
两条相距很近的平行导线,当信号从一条线中通过时,另一条线内也会产生感应信号。
感应信号的大小与原始信号的频率及功率有关,感应信号便是分布参数产生的干扰源。
为了抑制这种干扰,排板前要分析原理图,区别强弱信号线使弱信号线尽量短,并避免与其他信号线平行靠近。
不同回路的信号线,要尽量避免相互平行布设,双面板两面的印制导线走向要相互垂直,尽量避免平行布设。
(2)印制导线屏蔽。
有时,某种信号线密集地平行,且无法摆脱较强信号的干扰。
在这种情况下可以采用如图8-18所示的印制导线屏蔽的方法,将弱信号屏蔽起来,其效果与屏蔽电缆相似,使之所受的干扰得到抑制。
印制导线的屏蔽(3)减小磁性元件对印制导线的干扰。
要排除这类干扰,一般应该注意分析磁性元件的磁场方向,减少印制导线对磁力线的切割。
8.2.5屏蔽的设计原则(1)设计之前必须确定电磁环境,包括电磁场的类型,场的强度、频率以及屏蔽体至源的距离等。
(2)当需要综合考虑低频磁场和高频磁场的屏蔽时,可以在屏蔽体上再镀上一层其他材料,如银或铜。
为了有效地进行磁屏蔽,必须使用如坡莫合金之类对低磁通密度有高导磁系数的材料。
同时要有一定的厚度,对有一端进去从另一端出来的磁通,其磁阻必须要小。
(3)为了获得更好的屏蔽效能可采用双层屏蔽或多层屏蔽。
需要注意的是:应使屏蔽体的接缝与孔洞的长边平行于磁场分布的方向,圆孔的排列方向要使磁路增加量最小,目的是尽可能不要阻断磁通的通过,屏蔽体加工成型后要进行退火处理。
(4)多块材料组成屏蔽体时,为了保持磁连续性可采用机械法和焊接法。
在转角处或过渡处,为了获得较好的屏蔽效能可采用焊接的方法。
保持接触面的连续性可使磁力线沿低磁阻通道连续,因而可提高屏蔽效能。
对交变电场和磁场而言,保持磁连续性可取得较大的感应电流屏蔽。
对直流电场和磁场而言,连续性可保证磁力线的完好分流。