怎样做好电磁屏蔽

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电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法

电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法

电磁兼容和电磁屏蔽的主要工程技术方法1. 电磁兼容技术方法之一是尽量减小电路布局中的回路面积,这有助于减小电磁干扰。

这意味着设计中应该尽量减小布线的环路面积。

2. 选择合适的布局层次结构也是一种重要的电磁屏蔽技术方法。

通过合理分层,避免信号与电源、地线等混在一起,可以有效降低信号之间的干扰。

3. 对于高频电路来说,使用差分信号传输线也是一种有效的电磁兼容技术。

差分传输线可以减少共模干扰,提高抗干扰能力。

4. 地线规划也是电磁兼容的重要技术方法之一。

合理规划地线可以有效减小地线回流路径,减少电磁辐射。

5. 采用屏蔽罩是一种主要的电磁屏蔽技术方法。

屏蔽罩可以在外部环境中有效隔离电磁波,防止外界信号对内部电路的干扰。

6. 采用电磁屏蔽材料也是一种常见的技术方法。

这些材料可以有效吸收或反射电磁波,达到屏蔽的效果。

7. 采用差分模式传输也是一种重要的电磁兼容技术方法。

差分模式传输可以有效抑制共模干扰,提高电路的抗干扰能力。

8. 对高频电路进行阻抗匹配也是一种重要的电磁兼容技术方法。

匹配合适的阻抗可以减少信号的反射和干扰。

9. 采用屏蔽线缆也是一种有效的电磁屏蔽技术方法。

屏蔽线缆可以有效减少外界电磁干扰对信号传输线的影响。

10. 采用滤波器是一种重要的电磁兼容技术方法。

滤波器可以对电路进行频率选择性的衰减,减小干扰信号的影响。

11. 为电路添加衰减器也是一种重要的电磁兼容技术方法。

衰减器可以在电路中消耗多余的能量,减小电磁辐射。

12. 采用电磁屏蔽罩也是一种常见的技术方法。

电磁屏蔽罩可以有效隔离内部电路和外部电磁波,减小相互干扰。

13. 采用电磁屏蔽涂料是一种有效的技术方法。

这种涂料可以在电路表面形成一层屏蔽膜,减小电磁波的穿透和干扰。

14. 采用差分信号调整器也是一种重要的电磁兼容技术方法。

这种调整器可以对信号进行差分调整,提高抗干扰能力。

15. 在设计中合理规划电路的接地方式也是一种重要的电磁兼容技术方法。

电磁屏蔽措施

电磁屏蔽措施

电磁屏蔽措施引言随着电子设备和通信技术的不断发展,人们越来越多地面临电磁辐射的问题。

电磁辐射不仅对人体健康有潜在危害,还会干扰设备的正常工作。

为了保护人体健康和设备的正常运行,人们提出了电磁屏蔽的概念,并采取了各种措施来减少电磁辐射的影响。

本文将介绍电磁屏蔽的几种常见措施。

1. 电磁屏蔽的原理电磁屏蔽是通过采用合适的材料和结构来阻挡或吸收电磁辐射的方法。

其主要原理是利用电磁波在不同介质中的反射、折射和吸收等特性,将电磁辐射控制在一定范围内,以达到减小其对周围环境和设备的干扰效果。

2. 电磁屏蔽的常见措施2.1 金属屏蔽金属屏蔽是最常见也是最有效的电磁屏蔽措施之一。

金属具有良好的导电性和反射性,可以有效地吸收电磁波并将其反射出去。

常用的金属屏蔽材料包括铜、铝、镀锡钢板等。

在电子设备和通信设备中,常用金属屏蔽罩、金属屏蔽层等结构来实现电磁屏蔽。

2.2 导电涂层导电涂层是一种将金属涂覆在需要屏蔽的物体表面上的方法。

导电涂层通常采用导电油漆或导电膜,可以在一定程度上提供电磁屏蔽效果。

导电涂层主要用于对小面积电磁辐射源进行屏蔽,例如电子设备的外壳和接线板等。

2.3 隔离间距隔离间距是一种通过增加物体之间的空间距离来减少电磁辐射传播的方法。

当两个物体之间的间距增加时,电磁场传播的距离也相应增加,从而减少了电磁辐射的影响范围。

隔离间距通常用于对电磁波源进行屏蔽,例如将通信设备与敏感设备之间保持一定的距离。

2.4 吸波材料吸波材料是一种能够有效吸收电磁波能量的材料。

吸波材料可以将电磁波能量转化为热能或其他形式的能量,从而减少电磁辐射的反射和传播。

常用的吸波材料包括吸波塑料、吸波涂料等。

在电子设备和通信设备中,吸波材料常用于电磁屏蔽罩和屏蔽室的构建。

3. 电磁屏蔽的应用电磁屏蔽在许多领域都有广泛的应用。

以下是一些常见领域的应用示例:•电子设备:电子设备中常采用金属屏蔽罩或金属屏蔽层来保护内部元器件免受外部电磁辐射的干扰。

电磁干扰的屏蔽方法知识

电磁干扰的屏蔽方法知识

电磁干扰的屏蔽方法知识电磁干扰(EMI)是指电磁场能够穿透设备或电路的特定部分,从而导致故障、错误或停机的现象。

电磁干扰通常包括来自雷达、航空电子、贺兰山、电力线、无线电和发射塔等无线电波源的干扰。

在工业和科技领域,电子设备用途广泛,因此解决电磁干扰问题是非常重要的。

本文将介绍电磁干扰的屏蔽方法。

1. 金属屏蔽材料金属是一种可靠的屏蔽材料,它能有效地吸收和反射电磁波。

金属薄膜的应用是最常见的屏蔽方法,例如铜箔、镀金银等。

在使用这些薄膜进行屏蔽时,应确保屏蔽材料与所屏蔽设备之间有良好的接地。

2. 电磁波吸收材料电磁波吸收材料是一种能够吸收电磁波的材料。

电磁波吸收材料可分为两类:一是铁磁材料和铁氧体材料,主要用于吸收低频磁场;二是导电复合材料,主要用于吸收高频电磁波。

导电复合材料包括碳纤维、纳米碳管和金属粉末等。

3. 地线地线是非常重要的屏蔽方法。

地线是一根足够长的导体,通过直接联系大地来接地。

地线可将电磁干扰引导到地面上,从而减轻实验设备的干扰。

在使用地线时,应注意地线的长度应达到最佳长度,这样才能使地线的效果达到最佳。

4. 屏蔽罩屏蔽罩是一种能够有效地屏蔽电磁干扰的装置。

屏蔽罩可以是单层或多层的金属结构。

多层屏蔽罩可以提供更好的屏蔽效果,但是成本也会更高。

一般情况下,屏蔽罩应该与设备相连,以确保一个完全传导的屏蔽效果。

5. 电磁隔离屏蔽墙在电磁隔离屏蔽墙内,内部设备可以自由地交换信息,而不被外部物体干扰。

电磁隔离屏蔽墙是一种构造紧凑、电磁屏蔽效果显著的屏蔽材料结构。

在使用电磁隔离屏蔽墙时,应考虑到墙壁阻挡电磁波的能力。

总结:电磁干扰是工业和科技领域一个很普遍的问题。

屏蔽电磁干扰的方法很多,包括金属屏蔽材料、电磁波吸收材料、地线、屏蔽罩和电磁隔离屏蔽墙等。

应该根据实际情况选择适合的屏蔽方法,以达到最佳的屏蔽效果。

屏蔽磁场的方法

屏蔽磁场的方法

屏蔽磁场的方法介绍磁场是一个力量强大且广泛存在的物理现象,它可以对周围的环境和设备产生很大的影响。

有时候,我们需要屏蔽磁场以保护敏感设备或防止磁场对我们的生活和工作造成干扰。

本文将探讨一些常用的方法来屏蔽磁场,并且分析其优缺点。

磁屏蔽材料高导磁材料高导磁材料是一种能有效吸收磁场能量的材料。

它能够将磁场引导到自身,减少磁场的影响范围。

常见的高导磁材料包括镍铁合金、铁氧体和铁氧化钴等。

使用高导磁材料来屏蔽磁场可以极大地减少磁场的影响,保护敏感设备的正常运行。

金属屏蔽金属是一种常用的磁屏蔽材料。

金属具有优良的电导性和磁导性,能够吸收和分散磁场能量。

常见的金属屏蔽材料包括铁、钢和铜等。

使用金属来屏蔽磁场时,需要将金属围绕敏感设备进行包裹,以防止磁场的干扰。

金属屏蔽的效果取决于金属的种类、厚度和结构等因素。

设备屏蔽电磁屏蔽室电磁屏蔽室是一种专门设计用于屏蔽外部磁场的封闭空间。

它由导电材料构成,能够有效屏蔽外界的电磁辐射和磁场。

电磁屏蔽室广泛应用于科研实验室和电子设备制造等领域。

电磁屏蔽室的缺点是成本高昂,且需要专门设计和施工。

磁场屏蔽罩磁场屏蔽罩是一种将磁场屏蔽在内部的设备。

它由磁屏蔽材料构成,能够吸收和分散磁场能量,从而减小磁场的干扰范围。

磁场屏蔽罩常用于保护敏感设备免受外界磁场的影响。

然而,磁场屏蔽罩对于某些频率的磁场可能效果不理想。

屏蔽技术磁屏蔽绕组磁屏蔽绕组是一种通过特殊的绕组结构来屏蔽磁场的技术。

它将导线绕制成特定的形状和布局,以减小磁场的辐射范围。

磁屏蔽绕组主要应用于电机、变压器等设备中,能够有效地减小设备对周围环境的磁场干扰。

圆形屏蔽圆形屏蔽是一种通过圆形结构来屏蔽磁场的技术。

它利用圆形的对称性和磁场的分散特性,将磁场能量从中心向外辐射,从而减小磁场的影响范围。

圆形屏蔽常用于一些需要保护的区域,如医疗设备和实验室等。

磁屏蔽涂层磁屏蔽涂层是一种将磁屏蔽材料涂覆在表面的技术。

它能够吸收和分散磁场能量,从而减小磁场的干扰。

电磁干扰的屏蔽方法知识

电磁干扰的屏蔽方法知识

电磁干扰的屏蔽方法知识电磁干扰是指在电磁波传播的过程中,外部电磁波对其他电子设备的干扰现象。

随着电子设备的日益普及和电磁波的频谱增加,电磁干扰问题变得越来越严峻。

为了保证电子设备的正常工作和通信质量,人们不断探索和研究电磁干扰的屏蔽方法。

电磁干扰可以分为传导干扰和辐射干扰两种。

传导干扰是指电磁波通过导线或介质传输到其他设备中,造成设备之间的相互干扰;辐射干扰是指电磁波通过空气传播到其他设备中,也会造成相互干扰。

针对这两种干扰现象,人们采取了多种屏蔽方法。

在传导干扰屏蔽方面,主要包括以下几种方法:1.选择合适的材料:用良好的导电材料制作外壳或覆盖物,能够有效屏蔽传导干扰。

常用的材料有金属、导电橡胶和导电涂层等。

2.设计合理的接地系统:通过合适的接地设计和接地导线的布置,可以有效地降低传导干扰。

接地系统主要包括设备接地、建筑物接地和电气系统接地等。

3.使用滤波器:在输入输出端口上安装合适的滤波器可以有效地抵御传导干扰。

滤波器是根据干扰信号频率特性进行设计,可以提供有效的衰减。

在辐射干扰屏蔽方面,主要包括以下几种方法:1.合理布局:对设备的线路、电缆和天线等进行合理布局,避免产生不必要的电磁辐射。

特别是要避免平行布置的线路和电缆之间产生电磁耦合。

2.屏蔽罩:在干扰源和受干扰设备之间设置屏蔽罩,可以有效地降低辐射干扰。

屏蔽罩可以用金属网、金属板或金属化塑料等材料制作。

3.磁屏蔽:对于强磁场干扰,可以采用磁屏蔽材料进行屏蔽。

常用的磁屏蔽材料有镍铁合金和铁氟龙等。

除了以上屏蔽方法,还有一些其他的技术手段用于电磁干扰的屏蔽:1.圆形线缆:圆形线缆可以减少电磁辐射,降低辐射干扰。

它与矩形线缆相比,能够减小电磁辐射的距离。

2.电磁封闭室:电磁封闭室是一种特殊的屏蔽装置,能够完全屏蔽外界的电磁波,用于测试电磁兼容性和电磁辐射等。

3.使用差模传输线:差模传输线的优点是可以减少传输线上的电磁辐射和传导干扰。

差模传输线可以将正负信号在同一传输线上进行传输,减小电磁辐射。

电磁干扰屏蔽方法

电磁干扰屏蔽方法

电磁干扰屏蔽方法电磁干扰是指由于电磁场的影响而影响电子设备系统的正常运行的电磁现象,它是一种大的电磁污染源。

电磁干扰可以影响电子设备的性能,也可以影响信号传输的正确性,造成数据传输出现错误,降低系统的运行精度。

因此,需要建立一种电磁干扰屏蔽系统,利用合理的屏蔽结构和材料,来有效地减少或避免干扰。

电磁干扰屏蔽有三种基本方法:屏蔽材料以及屏蔽结构、加电子屏蔽、加功率屏蔽(EMI)。

1、屏蔽材料和结构电磁屏蔽材料的作用是利用它的导电性及对磁场的影响来吸收、重组或反射作用于外界的电磁波,以起到电磁屏蔽的作用。

一般来说,电磁屏蔽材料是指金属结构体或含金属颗粒的绝缘材料以及金属网络或夹层结构体,根据耦合信号传导器的不同,一般来说,应选择合适的抗电磁波的屏蔽材料,如纤维布屏蔽材料、金属布屏蔽材料、全铝箔屏蔽材料、涤纶布屏蔽材料等。

2、电子屏蔽加电子屏蔽的方法有三种:首先是放置就近的设备,应该用来放置重置电容器,其次是添加陷波电路,用来抑制能量密集的脉冲,最后是利用继电器来进行转换。

加电子屏蔽后,可以大大减小外界干扰信号对电子设备的影响。

3、功率屏蔽功率屏蔽(EMI)是电气系统中最常用的一种屏蔽方法,它通过在设备之间添加一个额外的低电阻的电磁屏蔽层来减少电磁波的传播,从而有效地减少电磁干扰。

通常情况下,使用功率屏蔽的设备应被放置在屏蔽物体的外壳内,以避免外部电磁波的干扰。

在以上三种电磁干扰屏蔽方法当中,屏蔽材料最容易使用,且成本较低,但是效果有限。

而在某些现场环境中,有非常强烈的电磁干扰,那么屏蔽材料无法有效地抵消外界电磁干扰,只能使用电子或功率屏蔽。

此外,使用不同类型的屏蔽材料也有一定的要求,必须使用具有足够高的屏蔽效率的材料,以便提高电磁屏蔽的效果。

电磁干扰的屏蔽是一项非常重要的工作,由于外环境的干扰不断变化,在设计电磁干扰屏蔽系统时,应重点考虑合理的屏蔽结构、合适的屏蔽材料和有效的屏蔽方法。

总之,利用合理的电磁屏蔽技术和系统,可以有效地减少外界电磁干扰对设备的影响,从而提高系统的工作精度和可靠性。

电磁屏蔽的一般方法分享

电磁屏蔽的一般方法分享

电磁屏蔽的一般方法分享电磁屏蔽普通可分为三种:静电屏蔽、静磁屏蔽和高频电磁场屏蔽。

三种屏蔽的目的都是防止外界的电磁场进入到某个需要庇护的区域中,原理都是利用屏蔽对外场的感应产生的效应来抵消外场的影响。

但是因为所要屏蔽的场的特性不同,因而对屏蔽壳材料的要求和屏蔽效果也就不相同。

一、静电屏蔽静电屏蔽的目的是防止外界的静电场进入需要庇护的某个区域。

静电屏蔽依据的原理是:在外界静电场的作用下导体表面电荷将重新分布,直到导体内部总场强到处为零为止。

接地的封闭金属壳是一种良好的静电屏蔽装置。

所示,接地的封闭金属壳把空间分割成壳内和壳外两个区域,金属壳维持在零电位。

按照静电场的唯一性定理,可以证实:金属壳内的电场仅由壳内的带电体和壳的电位所确定,与壳外的电荷分布无关。

当壳外电荷分布变幻时,壳层外表面上的电荷分布随之变幻,以保证壳内电场分布不变。

因此,金属壳对内部区域具有屏蔽作用。

壳外的电场仅由壳外的带电体和金属壳的电位以及无限远处的电位所确定,与壳内电荷分布无关。

当壳内电荷分布转变时,壳层内表面的电荷分布随之变幻,以保证壳外电场分布不变。

因此,接地的金属壳对外部区域也具有屏蔽作用。

在静电屏蔽中,金属壳接地是非常重要的。

当壳内或壳外区域中的电荷分布变幻时,通过接地线,电荷在壳层外表面和大地之间重新分布,以保证壳层电势恒定。

从物理图像上看,由于在静电平衡时,金属内部不存在电场,壳内外的电场线被金属隔断,彼此无联系,因此,导体壳有隔离壳内外静电互相作用的效应。

假如金属壳未彻低封闭,壳上开有孔或缝,也同样具有静电屏蔽作用。

在许多实际应用中,静电屏蔽装置经常是用金属丝编织成的金属网代替闭合的金属壳,即使一块金属板,一根金属线,亦有一定的静电屏蔽作用,只是屏蔽的效果不如金属壳。

在外电场的作用下,电荷在导体上的重新分布,在10-19秒数量级时第1页共5页。

防电磁干扰的措施

防电磁干扰的措施

防电磁干扰的措施引言在当今高科技发达的社会中,电子产品的普及已经无处不在。

然而,随之而来的电磁干扰问题也成为了一个严重的难题。

电磁干扰可以对电子设备的正常运行产生很大的影响,甚至导致设备故障。

因此,我们有必要采取一些措施来防止电磁干扰的发生。

本文将介绍一些常见的防电磁干扰的措施。

措施一:良好的电磁屏蔽电磁屏蔽是一种有效防止电磁干扰的手段,通过使用屏蔽材料来隔离电磁场的影响。

以下是一些常见的电磁屏蔽材料:•金属护罩:对于较小的设备,可以使用金属护罩来屏蔽电磁信号。

金属护罩可以将电磁信号导引到地面,从而防止其对设备的干扰。

•电磁屏蔽涂料:电磁屏蔽涂料可以在设备表面形成一层保护膜,阻止电磁信号的进入。

这种涂料通常使用铜或铝粉末作为主要成分。

•镀金屏蔽:将设备的外部表面镀上一层金属,可以有效地屏蔽电磁信号。

金属的良好导电性可以阻止电磁信号的进入。

良好的电磁屏蔽可以大大减少电磁干扰的发生,提高设备的可靠性和稳定性。

措施二:地线连接地线连接是防止电磁干扰的另一种重要手段。

良好的地线连接可以将电磁信号导引到地面,从而减少信号对设备的干扰。

以下是一些地线连接的重要注意事项:•地线长度:地线应尽可能短,以减少电流在地线上的阻抗。

长的地线会增加电流在地线上的损耗,降低地线的效果。

•地线材料:地线通常使用导电性能良好的材料,如铜或铝。

这些材料具有低电阻和良好的导电性能,有助于提高地线的效果。

•地线接地:地线应连接到地面的可靠的接地点。

接地点应选择在地下水位以下,以确保地线能够有效地导引电磁信号到地面。

良好的地线连接可以有效地减少电磁干扰的产生,提高设备的抗干扰能力。

措施三:滤波器的使用滤波器是另一种有效防止电磁干扰的措施。

它通过滤除电源线上的高频干扰信号,提供稳定的供电环境,从而减少电磁干扰的发生。

以下是一些常见的滤波器类型:•EMI滤波器:EMI滤波器主要用于滤除电磁干扰信号。

它可以安装在电源线入口处,提供良好的抗干扰能力。

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几点经验:1、交流输入与直流输出要有较明确的布局区分,最佳办法是能够互相隔离。

2、输入端与输出端(包括DC/DC变换初级与次级)布线距离最少要在5毫米以上。

3、控制电路与主功率电路要有较明确的布局区分。

4、尽量避免大电流高电压布线与测量线、控制线的并行布线。

5、在空白的板面尽量敷铜。

6、在大电流高电压的布线连接中,尽量避免用导线在空间中长距离连接,它导致的干扰是很难处理的。

7、如果成本允许的情况下,可采用多层板布线,有专门的辅助电源层与地层,将大大降低EMC的影响。

8、工作地是最容易受干扰的,因此尽量采取大面积敷铜的布线办法。

9、屏蔽地的布线不能构成明显的环路,这样的话会形成天线效应,容易引入干扰。

10、大功率的器件最好能比较规整地布局,便于散热器的安装及散热风道的设计。

几点经验:1.合理选择"Y"电容的接地点.2.感性器件在PCB的合理分布,能使干扰电磁场相互削弱,避免干扰信号叠加形成更强的干扰.一、地线设计1.正确选择单点接地与多点接地相结合.2.将数字电路与模拟电路分开3.尽量加粗接地线4.将接地线构成闭环路二、电磁兼容性设计1.选择合理的导线宽度2.采用正确的布线策略采用平等走线可以减少导线电感,但导线之间的互感和分布电容增加,如果布局允许,最好采用井字形网状布线结构,具体做法是印制板的一面横向布线,另一面纵向布线,然后在交叉孔处用金属化孔相连。

为了抑制印制板导线之间的串扰,在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线,尽可能拉开线与线之间的距离,信号线与地线及电源线尽可能不交叉。

在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线,可以有效地抑制串扰.三、去耦电容配置在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声。

例如在数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。

配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声,是印制电路板的可靠性设计的一种常规做法.怎样做好电磁屏蔽[转帖]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,因此不需要对电路做任何修改。

1 选择屏蔽材料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E1与有屏蔽时该位置的场强E2的比值,它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。

用于电磁兼容目的的屏蔽体通常能将电磁波的强度衰减到原来的百分之一至百万分之一,因此通常用分贝来表述屏蔽效能,这时屏蔽效能的定义公式为:SE = 20 lg ( E1/ E2 ) (dB)用这个定义式只能测试屏蔽材料的屏蔽效能,而无法确定应该使用什么材料做屏蔽体。

要确定使用什么材料制造屏蔽体,需要知道材料的屏蔽效能与材料的什么特性参数有关。

工程中实用的表征材料屏蔽效能的公式为:SE = A + R (dB)式中的A称为屏蔽材料的吸收损耗,是电磁波在屏蔽材料中传播时发生的,计算公式为:A=3.34t(fμrσr)(dB)t = 材料的厚度,μr = 材料的磁导率,σr = 材料的电导率,对于特定的材料,这些都是已知的。

f = 被屏蔽电磁波的频率。

式中的R称为屏蔽材料的反射损耗,是当电磁波入射到不同媒质的分界面时发生的,计算公式为:R=20lg(ZW/ZS)(dB)式中,Zw=电磁波的波阻抗,Zs=屏蔽材料的特性阻抗。

电磁波的波阻抗定义为电场分量与磁场分量的比值:Zw = E / H。

在距离辐射源较近(<λ/2π,称为近场区)时,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。

关于近场区内波阻抗的具体计算公式本文不予论述,以免冲淡主题,感兴趣的读者可以参考有关电磁场方面的参考书。

当距离辐射源较远(>λ/2π,称为远场区)时,波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377Ω。

屏蔽材料的阻抗计算方法为:|ZS|=3.68×10-7(fμr/σr) (Ω)f=入射电磁波的频率(Hz),μr=相对磁导率,σr=相对电导率从上面几个公式,就可以计算出各种屏蔽材料的屏蔽效能了,为了方便设计,下面给出一些定性的结论。

●在近场区设计屏蔽时,要分别考虑电场波和磁场波的情况;●屏蔽电场波时,使用导电性好的材料,屏蔽磁场波时,使用导磁性好的材料;●同一种屏蔽材料,对于不同的电磁波,屏蔽效能使不同的,对电场波的屏蔽效能最高,对磁场波的屏蔽效能最低,也就是说,电场波最容易屏蔽,磁场波最难屏蔽;●一般情况下,材料的导电性和导磁性越好,屏蔽效能越高;●屏蔽电场波时,屏蔽体尽量靠近辐射源,屏蔽磁场源时,屏蔽体尽量远离磁场源;有一种情况需要特别注意,这就是1kHz以下的磁场波。

这种磁场波一般由大电流辐射源产生,例如,传输大电流的电力线,大功率的变压器等。

对于这种频率很低的磁场,只能采用高导磁率的材料进行屏蔽,常用的材料是含镍80%左右的坡莫合金。

2 孔洞和缝隙的电磁泄漏与对策一般除了低频磁场外,大部分金属材料可以提供100dB以上的屏蔽效能。

但在实际中,常见的情况是金属做成的屏蔽体,并没有这么高的屏蔽效能,甚至几乎没有屏蔽效能。

这是因为许多设计人员没有了解电磁屏蔽的关键。

首先,需要了解的是电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。

这与静电场的屏蔽不同,在静电中,只要将屏蔽体接地,就能够有效地屏蔽静电场。

而电磁屏蔽却与屏蔽体接地与否无关,这是必须明确的。

电磁屏蔽的关键点有两个,一个是保证屏蔽体的导电连续性,即整个屏蔽体必须是一个完整的、连续的导电体。

另一点是不能有穿过机箱的导体。

对于一个实际的机箱,这两点实现起来都非常困难。

首先,一个实用的机箱上会有很多孔洞和孔缝:通风口、显示口、安装各种调节杆的开口、不同部分结合的缝隙等。

屏蔽设计的主要内容就是如何妥善处理这些孔缝,同时不会影响机箱的其他性能(美观、可维性、可靠性)。

其次,机箱上总是会有电缆穿出(入),至少会有一条电源电缆。

这些电缆会极大地危害屏蔽体,使屏蔽体的屏蔽效能降低数十分贝。

妥善处理这些电缆是屏蔽设计中的重要内容之一(穿过屏蔽体的导体的危害有时比孔缝的危害更大)。

当电磁波入射到一个孔洞时,其作用相当于一个偶极天线(图1),当孔洞的长度达到λ/2时,其辐射效率最高(与孔洞的宽度无关),也就是说,它可以将激励孔洞的全部能量辐射出去。

对于一个厚度为0材料上的孔洞,在远场区中,最坏情况下(造成最大泄漏的极化方向)的屏蔽效能(实际情况下屏蔽效能可能会更大一些)计算公式为:SE=100 - 20lgL - 20lg f + 20lg [1 + 2.3lg(L/H)] (dB)若L ≥λ/2,SE = 0 (dB)式中各量:L = 缝隙的长度(mm),H = 缝隙的宽度(mm),f = 入射电磁波的频率(MHz)。

在近场区,孔洞的泄漏还与辐射源的特性有关。

当辐射源是电场源时,孔洞的泄漏比远场时小(屏蔽效能高),而当辐射源是磁场源时,孔洞的泄漏比远场时要大(屏蔽效能低)。

近场区,孔洞的电磁屏蔽计算公式为:若ZC >(7.9/D·f):SE = 48 + 20lg ZC - 20lgL·f+ 20lg [1 + 2.3lg (L/H) ]若Zc<(7.9/D·f):SE = 20lg [ (D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ]式中:Zc=辐射源电路的阻抗(Ω),D = 孔洞到辐射源的距离(m),L、H = 孔洞长、宽(mm),f = 电磁波的频率(MHz)说明:●在第二个公式中,屏蔽效能与电磁波的频率没有关系。

●大多数情况下,电路满足第一个公式的条件,这时的屏蔽效能大于第二中条件下的屏蔽效能。

●第二个条件中,假设辐射源是纯磁场源,因此可以认为是一种在最坏条件下,对屏蔽效能的保守计算。

●对于磁场源,屏蔽效能与孔洞到辐射源的距离有关,距离越近,则泄漏越大。

这点在设计时一定要注意,磁场辐射源一定要尽量远离孔洞。

多个孔洞的情况当N个尺寸相同的孔洞排列在一起,并且相距很近(距离小于λ/2)时,造成的屏蔽效能下降为20lgN1/2。

在不同面上的孔洞不会增加泄漏,因为其辐射方向不同,这个特点可以在设计中用来避免某一个面的辐射过强。

除了使孔洞的尺寸远小于电磁波的波长,用辐射源尽量远离孔洞等方法减小孔洞泄漏以外,增加孔洞的深度也可以减小孔洞的泄漏,这就是截止波导的原理。

一般情况下,屏蔽机箱上不同部分的结合处不可能完全接触,只能在某些点接触上,这构成了一个孔洞阵列。

缝隙是造成屏蔽机箱屏蔽效能降级的主要原因之一。

减小缝隙泄漏的方法有:●增加导电接触点、减小缝隙的宽度,例如使用机械加工的手段(如用铣床加工接触表面)来增加接触面的平整度,增加紧固件(螺钉、铆钉)的密度;●加大两块金属板之间的重叠面积;●使用电磁密封衬垫,电磁密封衬垫是一种弹性的导电材料。

如果在缝隙处安装上连续的电磁密封衬垫,那么,对于电磁波而言,就如同在液体容器的盖子上使用了橡胶密封衬垫后不会发生液体泄漏一样,不会发生电磁波的泄漏。

3 穿过屏蔽体的导体的处理造成屏蔽体失效的另一个主要原因是穿过屏蔽体的导体。

在实际中,很多结构上很严密的屏蔽机箱(机柜)就是由于有导体直接穿过屏蔽箱而导致电磁兼容试验失败,这是缺乏电磁兼容经验的设计师感到困惑的典型问题之一。

判断这种问题的方法是将设备上在试验中没有必要连接的电缆拔下,如果电磁兼容问题消失,说明电缆是导致问题的因素。

解决这个问题有两个方法:●对于传输频率较低的信号的电缆,在电缆的端口处使用低通滤波器,滤除电缆上不必要的高频频率成分,减小电缆产生的电磁辐射(因为高频电流最容易辐射)。

这同样也能防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内的电路。

●对于传输频率较高的信号的电缆,低通滤波器可能会导致信号失真,这时只能采用屏蔽的方法。

但要注意屏蔽电缆的屏蔽层要360°搭接,这往往是很难的。

在电缆端口安装低通滤波器有两个方法●安装在线路板上,这种方法的优点是经济,缺点是高频滤波效果欠佳。

显然,这个缺点对于这种用途的滤波器是十分致命的,因为,我们使用滤波器的目的就是滤除容易导致辐射的高频信号,或者空间的高频电磁波在电缆上感应的电流。

●安装在面板上,这种滤波器直接安装在屏蔽机箱的金属面板上,如馈通滤波器、滤波阵列板、滤波连接器等。

由于直接安装在金属面板上,滤波器的输入、输出之间完全隔离,接地良好,导线上的干扰在机箱端口上被滤除,因此滤波效果十分理想。

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