电磁场论文_——电磁屏蔽中屏蔽技术的分析和应用
浅谈电磁场屏蔽

SCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界2012年05月第15期科技视界Science &Technology Vision 0引言随着电子技术的发展,越来越多的电子电气设备进入人们的生活,电磁污染日益严重。
另一方面,由于电子电气设备小型化的要求,极易受外界电磁干扰而使其产生误动作,从而带来严重后果。
因此人们越来越重视电子产品的电磁兼容性(EMC),电磁场的屏蔽就是电磁兼容技术的主要措施之一。
根据条件的不同,电磁场的屏蔽一般可以分为三类:静电屏蔽、静磁屏蔽和高频电磁场的屏蔽。
三种屏蔽的共同点是防止外界的电磁场进入到某个需要保护的区域中去。
但是由于所要屏蔽的场的特性不同,因而对屏蔽材料的要求也就不一样。
1静电屏蔽静电屏蔽的目的是防止外界的静电场进入到某个区域。
实际上对于变化很慢的交流电而言,它周围的电场几乎和静电场一样,只是电荷的分布周期性地变化而已。
因此防止低频交流电的电场,也可以归结为静电屏蔽一类。
静电屏蔽对导体壳的厚度和电导率无特别要求,但对于低频交流电场,屏蔽壳要选电导率高一点的材料。
图1空腔导体屏蔽外电场静电屏蔽分为外屏蔽和全屏蔽。
空腔导体内无电荷,在外电场中处于静电平衡时,其内部的场强总等于零(图1),因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。
若空腔导体内有带电体,在静电平衡时,它的内表面将产生等量异号的感应电荷,外表面会产生等量同号的感应电荷(图2),此时感应电荷的电场将对外界产生影响。
这时空腔导体只能屏蔽外电场,却不能屏蔽内部带电体对外界的影响,所以叫外屏蔽。
如果外壳接地,即使内部有带电体存在,内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零,而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地(图3)。
此时外界无法影响壳内空间,内部带电体对外界的影响也随之消除,所以这种屏蔽叫做全屏蔽。
实际使用中一般均采用接地的屏蔽方法,且金属外壳不必严格完全封闭,用金属网罩代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果。
浅谈电磁场屏蔽

浅谈电磁场屏蔽【摘要】阐述了三种电磁场屏蔽的屏蔽原理,在屏蔽材料的选取、屏蔽效果、应用范围等方面对三者进行了比较。
【关键词】电磁场屏蔽;屏蔽原理;屏蔽材料;屏蔽效果0引言随着电子技术的发展,越来越多的电子电气设备进入人们的生活,电磁污染日益严重。
另一方面,由于电子电气设备小型化的要求,极易受外界电磁干扰而使其产生误动作,从而带来严重后果。
因此人们越来越重视电子产品的电磁兼容性(EMC),电磁场的屏蔽就是电磁兼容技术的主要措施之一。
根据条件的不同,电磁场的屏蔽一般可以分为三类:静电屏蔽、静磁屏蔽和高频电磁场的屏蔽。
三种屏蔽的共同点是防止外界的电磁场进入到某个需要保护的区域中去。
但是由于所要屏蔽的场的特性不同,因而对屏蔽材料的要求也就不一样。
1静电屏蔽静电屏蔽的目的是防止外界的静电场进入到某个区域。
实际上对于变化很慢的交流电而言,它周围的电场几乎和静电场一样,只是电荷的分布周期性地变化而已。
因此防止低频交流电的电场,也可以归结为静电屏蔽一类。
静电屏蔽对导体壳的厚度和电导率无特别要求,但对于低频交流电场,屏蔽壳要选电导率高一点的材料。
图1空腔导体屏蔽外电场静电屏蔽分为外屏蔽和全屏蔽。
空腔导体内无电荷,在外电场中处于静电平衡时,其内部的场强总等于零(图1),因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。
若空腔导体内有带电体,在静电平衡时,它的内表面将产生等量异号的感应电荷,外表面会产生等量同号的感应电荷(图2),此时感应电荷的电场将对外界产生影响。
这时空腔导体只能屏蔽外电场,却不能屏蔽内部带电体对外界的影响,所以叫外屏蔽。
如果外壳接地,即使内部有带电体存在,内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零,而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地(图3)。
此时外界无法影响壳内空间,内部带电体对外界的影响也随之消除,所以这种屏蔽叫做全屏蔽。
实际使用中一般均采用接地的屏蔽方法,且金属外壳不必严格完全封闭,用金属网罩代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果。
磁屏蔽技术及其应用

磁屏蔽技术及其应用摘要:文章介绍了磁屏蔽的意义与应用,分析了磁屏蔽技术的基本原理与方法以及所采用的材料,同时还介绍了目前磁屏蔽技术应用的具体装置形式和未来的发展趋势。
关键词:磁屏蔽;零磁空间;磁屏蔽室引言随着工业、交通、电力及生活等设施的急剧增加,人们正处在一个日益复杂的电磁环境中,地磁场在区局部范围内也已变得越来越复杂,图1为某地的地磁场变化情况。
然而,随着科技水平的发展,在精密测量、地球物理、地质勘探、航空航天、计量测试等诸多领域里,对外界环境磁场的要求却有越来越高,许多精密电子设备与测试仪器,要求空间环境不能存在干扰磁场。
比如,在航空航天及船舶中导航用的陀螺仪,干扰磁场严重影响着其导航精度,必须对干扰磁场进行消除或降低;作为时间基准的原子钟,为了保证精准性,也必须将地磁场消除;还有高分辨率的电子显微镜,环境中的波动磁场也影响着其电子成像质量,同样需要消除环境磁场的变化。
另外,在许多与磁性有关的科学研究领域里,需要营造一个零磁场环境。
例如磁性探测仪器的零磁场标定,材料或器件的无磁性检测,生物在无磁环境里的生理反应研究等等,均需要一个相对的零磁场空间。
这就要求我们必须利用磁屏蔽技术,在一定范围内屏蔽或消除外界的干扰磁场,从而营造一个相对的零磁场或静磁场空间。
1 磁屏蔽的基本原理1.1 磁屏蔽的概念电磁屏蔽,就是将电磁场干扰源至仪器设备的传输途径“切断”,从而达到消除或减弱干扰源对仪器设备的不良影响效果。
根据被屏蔽的对象不同,可将其分为两大类:一类是对电磁场干扰源进行屏蔽,使其传播到屏蔽外的干扰电磁场减弱,如对医学上核磁共振仪的屏蔽;另一类是对特定的仪器设备进行屏蔽,使其不受外界环境电磁场的干扰,保证其正常工作,如对导航用的陀螺仪的屏蔽。
根据电磁场的性质及屏蔽机理的不同,电磁屏蔽分为静电屏蔽、电磁屏蔽和静磁屏蔽。
静电屏蔽主要是对电场的屏蔽,利用的是导体静电平衡原理;电磁屏蔽主要是对高频电磁场屏蔽,利用涡电流原理;而静磁屏蔽(简称磁屏蔽)则是对静磁场或低频电磁场进行屏蔽,利用的是磁路分流原理。
浅谈电磁场的屏蔽及其应用

浅谈电磁场的屏蔽及其应用屏蔽就是对感应源和受感器两者之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由感应源对受感器的感应和辐射。
具体地说,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。
屏蔽按机理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽,本文主要就电磁屏蔽及其应用作一阐述。
电磁场屏蔽是利用屏蔽体削弱电磁波在空间的传播,电磁场屏蔽的原理是,(1)当电磁波到达屏蔽体表面时,由于空气与金属的交界面上阻抗的不连续,对入射波产生的反射,由于交界面上的不连续;(2)未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量,在体内向前传播的过程中,被屏蔽材料所衰减,也就是通过材料对电磁波的吸收而产生损耗;(3)在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量,传到材料的另一表面时,遇到金属——空气阻抗不连续的交界面,又会形成再次反射,并重新返回屏蔽体内,进一步产生损耗,这种反射在两个金属的交界面之间可能进行多次,通过多次反射、吸收和衰减最终达到屏蔽的目的。
一.电磁场屏蔽的概念及其原理电磁场的屏蔽即电磁屏蔽,它是利用屏蔽体阻止电磁场在空间的传播。
当同时存在的交变电场和交变磁场频率提高时,电场和磁场辐射的能力就会增强,就会又辐射出同频率的电磁场。
由于电场分量和磁场分量同时出现且相互垂直,所以对电磁场进行屏蔽效果的好坏关键就取决于对电场和磁场同时屏蔽效果的好坏。
金属板内的电磁波反射、吸收过程,并不是只进行一次就完结了。
而是在金属板的两个界面之间往复多次直到消耗尽。
在金属板足够厚的情况下,第二次传入右边空间的场强与第一次的传入的场强相比小的很多,可忽略不记。
毕业设计 电磁屏蔽及应用

江苏信息职业技术学院毕业设计毕业设计(论文)题目:电磁屏蔽技术及运用学院:机电工程学院专业:机电设备维修与管理班级:机电设备 141 姓名:胡强学号: 1402373144 指导老师:邓超摘要跟着发展的步伐,人类已经逐渐进入了信息时代,紧跟当代电子工业飞速发展,随着技术的成长和需求的增添,电子传感器的数量也在迅速增加,但随之面临的电磁干扰现象也日渐突出,电磁波辐射产生的电磁干扰(EMI)影响传感器的信号正常运行,造成信号紊乱传感器失灵。
对于电磁的滋扰当前有三种常用的抗干扰技巧,划分为:屏蔽技巧、接地技巧和滤波技巧。
此中,屏蔽技巧大体是选用了各类屏蔽材料对电磁辐射的产生造成有用阻隔和消耗,单一的说法来讲即是给其做一个“包间”。
在电子传感器及电子产物里,其中一些电磁滋扰(Electromagnetic Interference)的能量是经过辐射性耦合来执行干预的,而为了达到电磁兼容性要求,出于这个原因,我们需要使用屏蔽技巧来抑制的辐射性耦合。
在当下完善电磁兼容难题的重要措施是电磁的屏蔽,大都是关于电磁的兼容性问题,它们都可以经过电磁屏蔽来处理。
因此电磁屏蔽技巧在生活中有很大的重要性,是以大家更应该在全面了解电磁屏蔽技巧的同时使用其效用来开展电磁屏蔽计划,本文将从电磁的基础理论入手,分别介绍电,磁场,电磁波等电磁屏蔽相关知识,从基础出发,初步了解,然后再介绍电磁屏蔽的相关原理以及基理,深入研究,紧接着通过电子设备的电磁屏蔽设计,一步步地深入了解电磁屏蔽技术。
最后举出实例,表明电子屏蔽技术的应用广泛。
关键词:电磁的原理;电磁的屏蔽;电磁屏蔽的应用目录第一章绪论 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计意义 (1)1.3 设计思路 (1)第二章电磁波 (2)2.2 基本概念 (2)3.2 电磁波的认识 (3)第三章电磁屏蔽 (7)3..1 电磁屏蔽的基本原理 (8)3.2 电磁屏蔽的作用机理 (8)3.3 电磁屏蔽的种类 (10)第四章电磁屏蔽材料的分类 (13)4.1 表面导电型电磁屏蔽材料 (13)4.2 粉末填充型复合材料 (13)4.3 导电织物 (13)4.4 其他 (14)4.5 总结 (14)第五章生活中电子设备的电磁屏蔽 (15)5.1电子设备电磁屏蔽的设计要求 (15)5.2 屏蔽效能的影响因素 (15)5.3 电子设备应采用的屏蔽措施 (16)5.4 电子设备电磁屏蔽设计实例 (16)5.5 结论 (18)5.6 生活中的电磁屏蔽实例 (18)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (21)江苏信息职业技术学院毕业设计第一章绪论1.1 设计背景电磁屏蔽技术是电磁兼容技术中最重要的研究内容。
电磁屏蔽原理及应用

一般来说,电屏蔽材料衰减的是高阻抗的电场,屏蔽作用主要由表面反射R来决定,吸收衰减A则不是主要的。所以,电屏蔽可以用比较薄的金属材料制作;而磁屏蔽体的衰减主要由吸收衰减A决定,反射衰减R不是主要的。根据电磁学的有关知识,可分别得出A, R, B的计算公式:
3结语
电磁屏蔽材料在电子工业高速发展的时代是一种防止电子污染所必需的防护性功能材料,是目前新技术发展领域中的新型化工材料。其电磁屏蔽性能及材料的物理机械性能将随着我国电子工业的飞速发展而日益改善和提高。
参考文献
1 B E凯瑟著.肖华亭,许昌清,雷有华等译.电磁兼容原理.北京:电子工业出版社,1985
2电磁屏蔽
根据应用需要及各种法规的要求,当材料的屏蔽效果达到30 ~ 60dB的中等屏蔽数值时,认为有效。屏蔽电磁干扰的方法很多,表1列出了几种常用的方法以及电磁屏蔽材料的特点。其中,表层导电型屏蔽材料(包括导电涂料、金属熔射、贴金属箔和电镀塑料等)的开发和应用已取得一定的进展。
尤其是导电涂料以其低成本和中等屏蔽效果目前仍占据电磁屏蔽材料的主要市场。而填充复合型屏蔽材料(即导电塑料)由于其成型加工和屏蔽的一次完成,便于大批量生产,可以一劳永逸,因此是电磁屏蔽材料的一个发展方向。
此外,用不锈钢纤维作填料制成的电磁屏蔽材料也有很好的屏蔽效果。例如,将直径为 左右的不锈钢纤维与PC, PS和EVA等树脂复合,当填充量为6%时,屏蔽效果可达40dB,且随着填充量的增加,屏蔽效果会更好。
总的说来,金属纤维系填充复合型屏蔽材料具有优良的导电性能,屏蔽效果高,综合性能好,是一类很有发展前途的电磁屏蔽材料。
关于电磁场的屏蔽问题,如何屏蔽

关于电磁场的屏蔽问题,如何屏蔽电磁场的屏蔽问题,是一个既具有实际意义又具有理论意义的问题。
根据条件的不同,电磁场的屏蔽可分为静电屏蔽、静磁屏蔽和电磁屏蔽三种情况,这三种情况既具有质的区别,又具有内在的联系,不能混淆。
静电屏蔽在静电平衡状态下,不论是空心导体还是实心导体;不论导体本身带电多少,或者导体是否处于外电场中,必定为等势体,其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础。
因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义,我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论。
(一)封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响。
如壳内无带电体而壳外有电荷q,则静电感应使壳外壁带电(如图1)。
静电平衡时壳内无电场。
这不是说壳外电荷不在壳内产生电场,根据场强迭加原理,任何点电荷都要按点电荷场强公式E=(Q/r2)r0在空间任何点激发电场。
由于壳外壁感应出异号电荷,它们与q 在壳内空间任一点激发的合场强为零。
因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响。
壳外壁的感应电荷起了自动调节作用。
如果把上述空腔导体外壳接地(图2),则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下。
静电平衡后空腔导体与大地等势,空腔内场强仍然为零。
如果空腔内有电荷,则空腔导体仍与地等势,导体内无电场。
这时因空腔内壁有异号感应电荷,因此空腔内有电场(图3)。
此电场由壳内电荷产生,壳外电荷对壳内电场仍无影响。
由以上讨论可知,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷影响。
(二)接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响。
如果壳内空腔有电荷q,因为静电感应,壳内壁带有等量异号电荷,壳外壁带有等量同号电荷,壳外空间有电场存在(图4),此电场可以说是由壳内电荷q间接产生。
也可以说是由壳外感应电荷直接产生的。
但如果将外壳接地,则壳外电荷将消失,壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零(图5)。
可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外壳接地。
这与第一种情况不。
磁屏蔽技术及其应用

磁屏蔽技术及其应用
磁屏蔽技术是一种消除或减小外部磁场干扰的技术,其主要应用于电子、电信、航空、航天、国防等领域。
在当今的高速发展的信息时代中,各类电子器件和系统都对磁场非常敏感。
由于周围环境及设备等原因,会产生或接收到来自外部的磁场干扰,可能会导致设备出现异常,性能下降,甚至故障,影响设备的工作稳定性和可靠性。
针对这一问题,磁屏蔽技术应运而生。
其主要原理是利用磁性材料的特殊性质,吸收外部磁场,并将其分散在磁性材料中,从而减小或消除对周围环境的影响。
磁屏蔽技术可以应用于多种场合,例如电子器件、集成电路、磁感应计、磁悬浮列车、卫星导航定位系统等。
磁屏蔽技术的应用非常广泛。
在航空、航天、国防领域中,磁屏蔽技术可以保护导弹、雷达等设备免受来自外部的磁场干扰,从而保证其工作稳定性和可靠性;在医疗领域中,磁屏蔽技术可以消除MRI (磁共振成像)设备对外部磁场的敏感性,从而确保其成像质量和安全性;在电子通信系统中,磁屏蔽技术可以保证信号传输的质量和稳定性。
总之,磁屏蔽技术是一项非常重要的技术,其应用范围广泛,可以帮助设备在外部磁场的干扰下保持工作稳定性和可靠性。
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上海大学2013 ~2014学年冬季学期研究生课程考试课程名称:电磁兼容技术课程编号: 09SB59017 论文题目: 电磁屏蔽技术研究生姓名: 朱瑞丰学号: 13723202 论文评语:成绩: 任课教师: 陈洁评阅日期:电磁屏蔽技术13723202,朱瑞丰2014年3月14日摘要:随着电子产品的广泛应用以及电磁环境污染的加重,对电磁兼容性设计的要求也越来越高,作为电磁兼容设计的主要技术之一——屏蔽技术的研究也就愈显得重要。
本文从电磁屏蔽技术原理出发,讨论了屏蔽体结构、屏蔽技术分类、屏蔽材料的选择以及所要遵循的原则,在电子设备实施具体的电磁屏蔽时提供了重要的依据。
同时分析了电磁干扰形成的危害,介绍了工程上解决电磁干扰问题的几种常用方法。
关键词:电磁屏蔽电磁干扰屏蔽技术Abstract: With the wide application of electronic products and electromagnetic environment pollution is getting worse, electromagnetic compatibility of the requirements of the design is also higher and higher. Shielding techniques, as an important designing technical of the electromagnetic compatibility is also unavoidable. This article along with the electromagnetic shielding technology principle, discusses the shielding body structure, shielding technology classification, the choice of shielding materials and the principle to observe,and provides an important basis in the electronic equipment implementation of specific. It also analyzes the harm of electromagnetic interference, introduces several common method solving engineering problems of the electromagnetic interference . Keywords:electromagnetic shielding ;interference; metho1.引言在我们的生活环境中,存在着各种各样的电磁干扰。
随着电子设备与系统应用的日益广泛,电子系统之间的干扰将十分复杂。
而无线通信技术和高速数字系统的飞速发展又进一步加剧了这种相互影响。
为了保证各种设备正常的工作,电磁兼容问题已不容小觑。
我们有必要对各种性质的干扰源产生的干扰进行理论分析,对相应的屏蔽措施进行深入探讨,以得到最佳的抗干扰效果。
同时分析影响电子设备屏蔽效能的主要因素,对实践中可能出现的问题给出特殊具体的屏蔽方法。
目前,经过科研人员的不懈努力,我国在电磁屏蔽方面取得了显著成绩。
据2009年新华网新闻报道:《解放军列装高性能屏蔽布可应对电磁武器攻击》,说我们的军队成功地研制了高性能电磁屏蔽布,目前该成果已定型列装部队,壮大了我们国家的军事力量。
同年时期,华夏高科技产业创新奖评审委员会组织,对“电磁屏蔽用碳纤维复合颗粒料与复合材料的研发”项目进行了成果鉴定并通过鉴定。
在生活中用到屏蔽的例子也不少见,如电子仪器设备外面的金属罩,通讯电缆外面包的铅皮,高压带电作业(500千伏带电作业用的屏蔽服),汽车外的天线,有线电视信号线,在服务区怕被人打手机,又不能关机,找个金属盒子装进去,就变成了"您拨打的用户不在服务区"等等真是屡见不鲜。
2.电磁干扰2.1 电磁干扰定义电磁干扰,英文名称Electromagnetic Interference,简称EMI。
是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音,通常由电磁辐射发生源如马达和机器产生的。
2.2 电磁干扰分类一般电磁干扰分为两大类:自然干扰与和人为干扰。
自然干扰主要来源于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。
人为干扰是有机电或其他人工装置产生电磁能量干扰,其中一部分是专门用来发射电磁能量的装置,另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发射。
2.3 电磁干扰传播途径电磁干扰的传播途径有三种:辐射、感应和传导。
若干扰是由干扰源辐射的电磁波传播到被干扰部件区域所造成的,称为远场辐射干扰。
当干扰源与被干扰部件距离较小时,通过空间的电磁耦合会引入被干扰部件,这种传递方式称为近场感应。
干扰通过干扰源和被干扰电路之间的公共阻抗而引入被干扰电路的传递方式称为传导。
总之,干扰的构成主要有三个因素:干扰源、合适的干扰途径及敏感部件。
3 电磁兼容3.1电磁兼容定义及内涵所谓电磁兼容,英文名称Electromagnetic Compatibility,简称EMC。
按照国家标准术语(GB/T4765-1995)定义为:设备或系统在其他电磁环境中能正常工作,且不对该环境中的任何事物构成不必要的电磁骚扰的能力。
实质上电磁兼容包含两层意思:第一,任一电子设备或系统应具有一定的抗电磁干扰的能力,使其在电磁环境中能正常工作;第二,设备正常工作时产生的电磁干扰应抑制在一定水平,不能对同一环境中的其他任何事物构成不能承受的电磁骚扰。
3.2设计思想从电磁兼容的定义可以看出,电磁兼容设计应从电磁干扰特性(EMI)和电磁耐受特性(EMS)两个方面进行考虑。
从EMS角度看,主要的干扰源有射频干扰、静电干扰、电力干扰和自干扰。
在系统设计中降低射频干扰的有效措施是合理地利用无线电频谱。
所谓频谱利用问题包含两个方面的意思。
第一是频谱的分配。
无线电是稀缺资源,为了合理使用无线电资源,国际和各国均有相关规定。
第二是频谱的节约与发掘,即采用各种技术措施以提高频谱的利用率,例如采用压缩语音频带技术,单边带技术等,从根本目的上说都是为了提高电磁兼容能力。
在进行电磁兼容设计需要考虑的两个重要参数:(1)敏感门限电平。
使系统或设备不能正常工作的干扰临界电平称为敏感门限电平。
(2)电磁兼容性安全系数。
电磁兼容性安全系数)(dBm定义为lsPPm-=,式中sp为以分贝表示的设备或系统的敏感门限电平,lp为以分贝表示的设备或系统实际接收的干扰电平。
显然从安全出发,m越大越好,但其投资的费用也就增加。
如果设备或系统不能满足安全系数的要求,则应采取防护措施,例如合理布局,将干扰源与敏感设备作空间隔离;或采用时间分割,也可采用时间与空间分离;此外还可以采用频率分离和计划分离等措施,也可以直接增强系统、系统中某些设备、设备中的某些电路或元器件的抗干扰能力。
例如采用屏蔽技术以切断近场效应或远场辐射等干扰的传递途经,采用滤波技术抑制干扰源和消除与干扰信号间的耦合;采用良好的接地系统,减少通过公共地电阻而引起的相互干扰。
总之,可采用各种隔离干扰技术来提高电磁兼容能力。
4. 电磁屏蔽4.1屏蔽原理屏蔽就是利用导电或导磁材料制成盒状或网状而将电场或磁场的影响限制在某空间区域,即在某给定空间防止来自外部的电磁干扰或防止由内自外的电磁干扰。
也就是说,用铜或铝等低阻材料或导磁率高的磁性材料制成所需形状的容器,将需要隔离的空间包围起来,这种防止电磁干扰所采取的方法称之为屏蔽。
屏蔽的理论基础是电磁波的反射与吸收,投射到屏幕罩上的电磁能量一部分被反射回去,另一部分被屏蔽罩吸收。
屏蔽的效果一般是用屏蔽前后同一点场强的比值来表征,称为屏蔽效能(Shielding Effectiveness ).r a tunnel inc SE SE E E dB SE +==lg20)( (1) 式中inc E 、tunnel E 分别称为屏蔽前后的场强,a SE 为吸收屏蔽效能,r SE 为反射屏蔽效能。
在线性电路中,由于干扰电压与干扰场强成正比,屏蔽效能又可定义为屏蔽前后同一元件上干扰电压之比,即)'l g (20)(B B U U dB SE = (2) 式中B U 为屏蔽前B 点受电场干扰的电压,'B U 为屏蔽后同一点受电场干扰的电压。
屏蔽的方法可分为三种,即防止静电耦合干扰的电磁屏蔽、防止低频磁场干扰的磁屏蔽和防止高频电磁场的电磁屏蔽。
3.2 电屏蔽电屏蔽(Electrical Shielding )又称为静电屏蔽。
它的作用是防止静电场的影响,消除两个设备和电路之间由于分布电容耦合所产生的影响。
例如有一带正电荷Q 的导体A 置于金属盒B 中,由高斯定理不难证明,金属盒的内表面感应产生-Q 电荷,在金属盒的外表面集结+Q 电荷,由外表面电荷所建立的电场将干扰其他设备。
如果将金属盒接地,金属盒与地等电位,盒外的+Q 流入大地,盒内电荷产生的电场不影响其他设备的工作,也就是说金属盒使盒内电荷产生的电力线不能到达盒外部,从而达到屏蔽的目的。
静电屏蔽最常用的材料为导电良好的铜或铝,要求不高时也采用薄钢板。
对于有源静电屏蔽,其屏蔽效果主要取决于金属壳体的接地质量。
屏蔽体与地面间的阻抗越小,屏蔽效果越好。
3.3 磁屏蔽磁屏蔽(Magnetic Shielding )是利用高导磁率材料将磁场封闭在它的厚壁之中,一般用于10KHz 以下的低频。
如果将磁干扰源屏蔽于高磁导率材料制成的壳中,称为对外磁屏蔽或有源磁屏蔽。
此时,其产生的磁力线的绝大部分将集中于磁阻很低的壳体内,只有极少的磁力线从壳体内泄露到壳体外部。
泄露的磁通称为磁漏通,磁漏的多少取决于壳体材料的磁导率与壳体的厚度。
多层磁屏蔽可以减少磁漏。
若磁干扰源在磁壳的外部,用以防止其对磁壳内设备或电路的影响,称之为对内磁屏蔽或无源磁屏蔽。
此时因屏蔽层的磁导率很高,磁阻低,只有少量磁力线通过磁屏蔽壳而进入壳内空间。
在理想情况下,取∞=u 的材料制成屏蔽壳,可完全隔绝外界磁场的影响,但实际上,这是难以实现的。
不管是有源还是无源磁屏蔽,都不需要将屏蔽壳接地。
有时,为了消除磁屏蔽壳体内附近设备之间的静电影响,才采取接地措施。
3.4电磁屏蔽3.4.1电磁屏蔽原理利用电磁能量在良导电媒质中急剧衰减的原理,根据所屏蔽的电磁波的频率,选择透入深度小的材料,制成一定厚度(通常厚度c h πδ2=)的屏蔽罩。
但由于高频时铁磁材料的磁滞损失大,发热显著,对被保护装置不利,常采用低磁导率的金属材料。