EMC电磁屏蔽材料设计者指南
电磁兼容设计方案

电磁兼容设计方案引言电磁兼容(EMC)是指电子设备在相互之间以及与外界电磁环境之间能够相互协调,互不干扰的能力。
在现代电子产品广泛应用的背景下,电磁兼容设计成为保障设备正常工作的重要环节。
本文将介绍电磁兼容设计的基本原理和常用的设计方案。
电磁兼容设计的原理电磁兼容设计的基本原理是通过控制电磁辐射和抗干扰能力,降低设备之间的相互干扰,保证设备正常工作。
电磁兼容设计的主要工作包括以下几个方面:电磁辐射控制电磁辐射是指电子设备在工作过程中释放的电磁波。
为了控制电磁辐射,可以采取以下措施:•优化电路布局:合理规划线路和电源的布局,减少电磁辐射。
•使用屏蔽材料:在电路板或组件周围添加屏蔽材料,以阻挡电磁波的传播。
•减少高频干扰:通过电缆、滤波器等方式减少高频干扰信号的传输。
抗干扰能力提升除了控制电磁辐射外,提升设备的抗干扰能力也是电磁兼容设计的重要内容。
以下是常用的提升抗干扰能力的措施:•优化电源设计:采用稳定的电源供电,以减少外部电源的干扰。
•使用滤波器:在输入和输出端口处加装滤波器,以抑制干扰信号。
•采用屏蔽措施:使用屏蔽线缆、屏蔽罩等措施,以减少外界干扰信号的影响。
常用的电磁兼容设计方案根据不同的应用场景和需求,可以采取不同的电磁兼容设计方案。
以下是常用的几种方案:PCB设计方案PCB设计是电磁兼容设计中的关键环节。
以下是一些常用的PCB设计方案:•地面设计:合理规划地面,减少电磁辐射。
•路径优化:通过合理规划信号线和电源线的路径,减少互相之间的干扰。
•分区设计:将不同功能的电路分区,减少相互之间的干扰。
外壳设计方案外壳设计是抑制电磁泄漏和接收外部干扰的重要手段。
以下是一些常用的外壳设计方案:•金属外壳:采用金属外壳能够有效屏蔽电磁辐射和外部干扰。
•导电涂层:在塑料外壳上添加导电涂层,提高屏蔽效果。
地线设计方案良好的地线设计能够减少电磁辐射和提升抗干扰能力。
以下是一些常用的地线设计方案:•单点接地:将所有地线连接到一个点上,减少地线之间的互相干扰。
结构件EMC设计培训

结构件EMC设计目录基础知识—— 介绍电磁兼容的基本概念和一般常识设计程序—— 讨论产品电磁兼容设计的程序设计规范—— 详细结构件电磁屏蔽设计的方法和规范典型案例—— 介绍一些产品测试结果和典型案例一、基础知识EMC的定义慎用"EMC"概念EMC的三要素实现EMC的途径产品EMC的要求产品的具体EMC要求EMIEMS结构对产品EMC的影响典型的EMC问题EMC问题解决手段屏蔽的基础理论EMC的定义电磁兼容 EMC设备或系统在其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能承受的电磁骚扰的能力。
含义电磁兼容是一个系统级的概念,其主要含义在于兼容,包含两个方面的意义:A 足够的抗干扰能力; B 不会过分干扰其他设备。
考虑电磁兼容应该具有系统的观念,全面地看待问题。
严格地讲,结构件并没有EMC问题,只是电磁屏蔽是实现系统电磁兼容的重要手段之一。
慎用“EMC”概念请慎重使用电磁兼容的说法,大多数情况下用电磁屏蔽或者接地会更加合适一些。
电磁兼容是一个系统的问题。
结构件不是电子产品,并不直接存在电磁兼容问题。
屏蔽与电磁兼容并没有必然的直接关系,没有屏蔽,产品仍然可能实现电磁兼容。
例如:方案协调时,尽量不要提“EMC指标是多少”,因为那是系统级的概念,对方很可能会答复“EMC指标为达到B级要求”,我们仍然没有结论。
合理的方式是“屏蔽等级为多少?接地方式是什么,是否有特殊要求?”协调时主要确定屏蔽要求,接地可以在详细设计时讨论。
EMC的三要素干扰源传输通道干扰接收器干扰源:产生电磁干扰的设备,例如发射机、电源,往往不可避免产生干扰信号。
传输通道:传输电磁干扰信号,途径有传导、辐射或者混合。
接收器:电磁干扰敏感设备,不能承受过分的干扰。
一般电信设备既是干扰源,也是接收器。
传输通道主要包括:导线传导,空间辐射导线传导:电源线、地线、信号线、控制线等空间辐射:近场耦合(容性、感性耦合)、空间发射典型的传输通道:耦合,传导,发射;或者直接空间发射实现EMC的途径针对EMC的三要素,系统实现EMC的途径有:1. 降低发射源的干扰强度;通过研究干扰产生的机理、干扰源发射的特性,达到抑制干扰发射的目的。
emc电磁兼容电缆标准

emc电磁兼容电缆标准以下是EMC电磁兼容电缆标准的各个方面,以确保电缆在电磁环境中具有良好的性能和稳定性。
1.电缆类型根据使用场合和要求的不同,电缆类型可以分为多种,如电力电缆、控制电缆、通信电缆等。
选择合适的电缆类型对于确保电磁兼容性至关重要。
2.电缆结构电缆结构对于电磁兼容性具有重要影响。
电缆应具有良好的绝缘层和保护层,以减少电磁干扰对电缆的影响。
此外,电缆结构还应考虑机械性能和耐久性等因素。
3.屏蔽层设计电缆的屏蔽层可以有效地减少电磁干扰对电缆的影响。
屏蔽层可以采用金属编织网、金属管等形式,应根据使用要求选择合适的材料和结构。
4.电缆材料电缆材料对于电磁兼容性也有重要影响。
选择具有低电阻率和良好磁导率的材料可以有效地减少电磁干扰对电缆的影响。
例如,铜和铝等具有低电阻率的材料被广泛用于电力电缆中。
5.导体电阻导体电阻是衡量电缆导电性能的重要指标之一。
在电磁兼容性方面,低电阻导体可以减少传导干扰,并提高信号传输质量。
因此,选择具有低电阻的导体对于确保电磁兼容性至关重要。
6.绝缘电阻绝缘电阻是衡量电缆绝缘性能的重要指标之一。
高绝缘电阻可以减少电流泄漏和干扰电压的影响,从而确保信号的稳定传输。
因此,选择具有高绝缘电阻的电缆对于确保电磁兼容性至关重要。
7.传输特性传输特性包括信号传输速度、信号延迟、信号衰减等。
在电磁兼容性方面,良好的传输特性可以减少电磁干扰对信号传输的影响,并提高信号传输的稳定性和可靠性。
因此,选择具有良好传输特性的电缆对于确保电磁兼容性至关重要。
8.抗干扰性能抗干扰性能是指电缆对于电磁干扰的抵抗能力。
在电磁兼容性方面,良好的抗干扰性能可以减少电磁干扰对电缆的影响,并提高信号传输的稳定性和可靠性。
因此,选择具有良好抗干扰性能的电缆对于确保电磁兼容性至关重要。
电源EMC整改指南

电源EMC整改指南电源电磁兼容性(EMC)整改指南引言随着电子设备的普及和电子产品的不断更新换代,大量的电源设备和电子产品进入市场,都需要满足电磁兼容性(EMC)要求。
电源设备在电磁兼容性方面的整改尤为重要,不仅能够保证设备的正常运行,还能够避免对其它电子设备的干扰。
一、电源EMC整改需求电源设备在电磁兼容性方面的整改需要满足以下要求:1.泄漏电流要求:电源设备在工作过程中应使得泄漏电流尽可能地小,以减少对人体的伤害。
2.噪音要求:电源设备在工作过程中应尽量降低噪音,以便使用者能够获得良好的使用体验。
3.抗干扰能力要求:电源设备在工作过程中,应具有良好的抗干扰能力,能够抵御外部干扰以及防止自身辐射干扰其他设备。
4.辐射电磁场要求:电源设备在工作过程中,应尽量减少辐射电磁场的强度,以免对人体和其它设备造成影响。
5.感应电磁场要求:电源设备在工作过程中,应尽量减少感应电磁场的强度,以防止对其他设备的干扰。
二、电源EMC整改方法1.确定整改目标:根据电源设备自身特性和整改需求,制定明确的整改目标。
2.电源设计优化:在电源的设计过程中,要着重考虑电源电磁兼容性的问题,对电源的线路走向、电路布局、接地方式等进行优化,从而降低电磁辐射和电磁感应。
3.电源滤波处理:通过在电源输入端设置合适的滤波器,可以有效地降低电源的输入电压的高频噪声和低频噪声水平,从而改善电源的EMC性能。
4.地线设计:合理布置电源的地线,减少地线回流路径,防止电流在地线上形成回路,从而减少地线干扰的可能性。
5.电源排布:合理布置电源设备,尽量避免电源设备与其他电子设备之间的电磁干扰。
6.屏蔽处理:对电源设备的辐射源和感应源进行有效的屏蔽处理,减少电磁辐射和感应的可能性。
7.引入测试:在电源产品的设计和制造中引入EMC测试,通过测试评估电源产品的电磁兼容性,及时发现和解决问题。
8.定期检测:定期对电源产品进行EMC性能检测,确认电源产品是否满足要求,并及时修复或整改。
emc支架制作工艺

emc支架制作工艺EMC(Electromagnetic Compatibility)支架是用于保护电子设备免受电磁干扰的一种重要组件。
它能够有效地屏蔽电磁辐射,防止干扰信号的传播和接收。
在电子设备的设计和制造过程中,EMC支架的制作工艺起着至关重要的作用。
本文将介绍EMC支架的制作工艺,并详细描述每个步骤的操作要点。
一、材料准备制作EMC支架的第一步是准备所需的材料。
常用的EMC支架材料包括金属板、导电胶带和导电涂料。
金属板应具有良好的导电性和机械性能,常见的金属材料有铁、铝和铜等。
导电胶带和导电涂料则用于填补和修补金属板之间的缝隙,确保支架的完整性和导电性。
二、设计支架形状根据电子设备的尺寸和形状,设计EMC支架的形状。
支架应能够完全覆盖电子设备,并具有良好的密封性和接触性能。
通过CAD软件绘制支架的三维模型,确保支架的准确度和一致性。
三、切割金属板根据支架的形状和尺寸,在金属板上进行切割。
使用激光切割、剪切机或数控切割机等工具,将金属板切割成所需的形状。
切割时要保持刀具的锋利和稳定,确保切割边缘的光滑和精度。
四、弯曲金属板根据支架的设计要求,将金属板进行弯曲。
使用金属加工机械或手动弯曲工具,将金属板弯曲成所需的形状。
弯曲时要注意保持弯曲角度的一致性和金属板的完整性,避免产生裂纹或变形。
五、焊接金属板将切割和弯曲好的金属板进行焊接。
使用电弧焊、氩弧焊或电阻焊等焊接方法,将金属板的接缝进行焊接。
焊接时要保持焊接电流和电压的稳定,确保焊缝的强度和质量。
六、安装导电胶带和导电涂料将导电胶带和导电涂料安装在支架的接缝和表面。
导电胶带用于填补接缝,导电涂料用于覆盖金属板的表面。
安装导电胶带时要保持胶带的紧密贴合和导电性能,安装导电涂料时要确保涂层的均匀和导电性能。
七、表面处理对支架的表面进行处理,以增强其耐腐蚀性和外观美观。
常用的表面处理方法包括电镀、喷涂和阳极氧化等。
根据实际需求选择合适的表面处理方法,并进行相应的操作。
电路设计中的EMC问题与解决方法

电路设计中的EMC问题与解决方法导言在电路设计与开发的过程中,电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)问题是一个必须重视的方面。
EMC问题的存在可能导致电子设备间的互相干扰,甚至造成设备的损坏。
因此,了解EMC问题的原因和解决方法对于电路设计师来说至关重要。
EMC问题的原因1. 电磁辐射(Electromagnetic Radiation):当电流在电路中流动时,会产生磁场,这个磁场会在空间中扩散并形成电磁波。
如果电磁波强度较高,就会造成电磁干扰,影响其他电子设备的正常工作。
2. 电磁感应(Electromagnetic Induction):当设备接收到外部电磁波时,其内部的电子元器件可能产生感应电流,从而引起设备的故障或异常。
3. 外部电压(External Voltages):在电路设计过程中,如果没有正确处理设备外部电源供电、地线引入等问题,外部电压可能会导致电磁兼容性问题。
EMC问题的解决方法1. 接地设计(Grounding Design):合理的接地设计能够有效降低电路的电磁辐射以及电磁感应。
在接地设计中,需要注意将设备的接地点与电源的接地点相连,以保证信号的返回路径更加稳定。
2. 滤波设计(Filtering Design):通过在电路中加入滤波电路,可以降低电磁干扰的频率范围,使设备对外界干扰的影响减小。
滤波器的选择和设计需要根据实际情况进行,合理选择滤波器的参数和频率范围。
3. 屏蔽设计(Shielding Design):通过在电路设计中添加屏蔽罩或屏蔽材料,可以阻挡或吸收外界的电磁波,减少电磁干扰。
在屏蔽设计中,需要注意材料的选择和屏蔽罩的结构设计,以提高屏蔽效果。
4. 引线布局(Routing Layout):电路引线的布局和走线方式也会对电磁兼容性产生影响。
合理布局电路引线,减小引线之间的交叉和谐振现象,可以有效减少电磁辐射和电磁感应。
结构方面EMC和EMI设计
• 同时在电源输入端口设置直流滤波器,滤波器主要由无源集中参数元件(电 感、电容及电阻)构成。在设计中,考虑其不仅在所需阻带范围内有着良好 的抑制性,而且在其通带和过度频带不应产生明显的阻尼震荡。其中电感和 电容主要作用于抑制电源线上传输的电磁干扰脉冲,以尽可能地抑制和减少 电磁干扰脉冲向控制器内部侵入。
结构方面的EMC/EMI设计
• 为了进一步隔绝外电源电网对系统的干扰,在设计中可以选用DC/DC功率变化 模块作为产品的直流电源的转换和配置,该模块采用将外电源网与内部电源 进行隔离的结构,因而此电源对输入电网波动具有很强适应性能,且具有相 当的抗干扰能力。
• 为提高高频段的滤波性能,同时也充分考虑到结构和工艺上的合理性及批产 的可制造性,对使用穿芯电容的可以按照方式进行分析研究,选用符合技术 标准的电磁兼容型接插件,在信号滤波技术方面可以采取的措施主要有:
• 搭接条之间的搭接要注意防止电化学腐蚀。 • 搭接表面应进行处理,不留非导电物质,保持良好连接。
3 合理布局
• 合理布局包括系统设备内各单元之间的相对位置和电缆走线等,其基本原则 是使敏感设备和干扰源尽可能远离,输出与输入区妥善分隔,高电平电缆及 脉冲引线与低电平电缆分别敷设。通过合理布局能使相互干扰减小到最小程 度而又费用不多。
结构方面的EMC/EMI设计
结构设计用EMC资料大全
电磁干扰的屏蔽方法EMC问题常常是制约中国电子产品出口的一个原因,本文主要论述EMI的来源及一些非常具体的抑制方法。
电磁兼容性(EMC)是指“一种器件、设备或系统的性能,它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰(IEEE C63.12-1987)。
”对于无线收发设备来说,采用非连续频谱可部分实现EMC性能,但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。
例如在笔记本电脑和测试设备之间、打印机和台式电脑之间以及蜂窝电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰,我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。
EMC问题来源所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化,有时变化速率还相当快,这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量,而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。
EMI有两条途径离开或进入一个电路:辐射和传导。
信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去;而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳,在开放的空间中自由辐射,从而产生干扰。
很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现,大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽:从源头处降低干扰;通过屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。
EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标,这些性能在设计阶段的早期就应完成。
对设计工程师而言,采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。
如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用,从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。
无论是金属还是涂有导电层的塑料,一旦设计人员确定作为外壳材料之后,就可着手开始选择衬垫。
金属屏蔽效率可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性进行评估,其单位是分贝,计算公式为SE dB=A+R+B其中A:吸收损耗(dB) R:反射损耗(dB) B:校正因子(dB)(适用于薄屏蔽罩内存在多个反射的情况)一个简单的屏蔽罩会使所产生的电磁场强度降至最初的十分之一,即SE等于20dB;而有些场合可能会要求将场强降至为最初的十万分之一,即SE要等于100dB。
93. 如何通过电磁屏蔽减少EMC问题?
93. 如何通过电磁屏蔽减少EMC问题?93、如何通过电磁屏蔽减少 EMC 问题?在当今高度电子化的世界中,电磁兼容性(EMC)问题日益凸显。
各种电子设备在有限的空间内密集运行,相互之间的电磁干扰可能导致设备性能下降、数据错误甚至系统故障。
电磁屏蔽作为一种有效的解决方案,能够显著减少 EMC 问题。
接下来,让我们深入探讨如何通过电磁屏蔽来降低这些困扰。
首先,我们需要明白电磁屏蔽的基本原理。
电磁屏蔽的核心思想是利用导电或导磁材料构建一个屏障,阻止电磁波的传播。
就好比在一个房间周围砌上一堵高墙,阻止外界的声音进入房间一样。
对于电磁波来说,这堵“墙”就是由金属材料制成的屏蔽体。
那么,在实际应用中,选择合适的屏蔽材料至关重要。
常见的屏蔽材料包括金属板材(如铜板、铝板)、金属网以及导电涂料等。
铜板具有良好的导电性和屏蔽性能,但成本相对较高;铝板则在成本和性能之间取得了较好的平衡;金属网适用于对透明度有要求的场合,比如需要观察内部情况的设备外壳;导电涂料则便于在不规则形状的表面进行涂覆。
材料选定后,屏蔽体的结构设计也是关键环节。
一个良好的屏蔽体结构应该是无缝隙、连续且完整的。
任何微小的孔洞、缝隙都可能成为电磁波的“突破口”。
比如,在机箱的接缝处,应采用导电衬垫来填充,确保良好的电接触。
对于穿过屏蔽体的线缆,要使用带有屏蔽层的线缆,并确保屏蔽层在两端正确接地。
接下来谈谈接地。
接地是电磁屏蔽中不可或缺的一部分。
良好的接地能够为电磁波提供一个低阻抗的回流路径,使其迅速消散,而不会在屏蔽体内来回反射,造成干扰。
但接地也并非简单地将屏蔽体与大地连接,接地的位置、方式以及接地电阻都需要精心设计和测量。
在实际的设备中,往往存在多个电子元件和电路。
合理的布局能够减少内部的电磁干扰,从而减轻对屏蔽措施的压力。
例如,将高功率、高频率的元件与敏感元件分开布置,避免强电磁场对敏感部分的影响。
此外,通风孔的处理也不容忽视。
为了保证设备的散热,通常需要设置通风孔。
电磁兼容屏蔽总结
电磁兼容屏蔽总结概述电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)是指在电子设备中,不同电磁干扰源之间以及设备与外部环境之间的兼容性。
电磁兼容性问题主要包括电磁辐射和电磁敏感性两个方面。
在电子设备的设计和制造过程中,需要采取措施来降低电磁干扰的产生和电磁敏感性的增加,从而实现电磁兼容。
屏蔽是一种常用的电磁兼容技术,通过在电子设备或电路中添加屏蔽材料,可以减少电磁干扰源对其他设备或电路的影响,同时也可以减少外部环境对设备或电路的干扰。
本文将总结电磁兼容屏蔽的一些关键要点和技术。
电磁兼容屏蔽的原理电磁兼容屏蔽的原理是基于电磁场的物理特性。
电磁波在遇到导电物体时,会产生反射和吸收,屏蔽材料利用这一原理,来抵挡或吸收电磁波。
常见的屏蔽材料包括金属,如铁、铜、铝等,以及一些特殊复合材料。
金属是常用的屏蔽材料,因为它具有良好的导电性能,可以有效地反射电磁波。
特殊复合材料则通过调整材料的结构和成分,使其具有良好的屏蔽性能,同时保持一定的机械性能和加工性能。
电磁屏蔽的应用领域电磁屏蔽广泛应用于各个领域,包括通信、航空航天、汽车、医疗设备等。
在通信领域,电磁屏蔽可以减少无线电设备之间的相互干扰,保证通信质量。
在航空航天领域,电磁屏蔽可以保护关键电子设备免受强电磁辐射的影响,确保飞行安全。
在汽车领域,电磁屏蔽可以减少车辆电子系统之间的干扰,提高整车的稳定性。
在医疗设备领域,电磁屏蔽可以保护关键医疗设备免受外部电磁干扰的影响,保证医疗过程的安全性。
电磁屏蔽设计的关键要点在进行电磁屏蔽设计时,需要注意以下几个关键要点:1. 频率范围不同的电磁干扰源产生的频率范围不同,所以在进行屏蔽设计时,需要明确所要屏蔽的频段范围。
根据不同的频段范围选择适当的屏蔽材料和屏蔽结构。
2. 材料选择根据不同的应用场景和屏蔽要求,选择合适的屏蔽材料。
金属是常用的屏蔽材料,但在某些场景下,特殊复合材料可能会更适合。
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EMC电磁屏蔽材料设计者指南——连载(一) 1、EMC设计的紧迫性 本章讲解EMC设计的紧迫性,为本书重点介绍实际技术提供背景。首先简单介绍EMC符合性测试的要求,然后介绍相关的法规和标准。最后复习一下电磁屏蔽的理论,以为读者提供足够的知识来选择适当的屏蔽技术。 什么是电磁兼容性? 电磁兼容是一台设备在所处的环境中能满意地工作的能力,它既不对其它设备造成干扰,也不受其它干扰源的影响。干扰的定义是能引起误动作或性能下降的电磁能量,今后我们称为EMI。 任何一个电磁能量会产生扩散的球面波,这种波在所有方向上传播。在任何一点,这种波包含相互垂直的电场分量和磁场分量,这两种分量都垂直于波的传播方向。这种情况如图1-1所示。虽然如图1-2所示的频谱中的任何频率的都能引起干扰,但主要问题是由10KHz~1GHz范围内的射频能量引起的。射频干扰(RFI)是电磁干扰的一种特殊形式,光、热和X射线是电磁能量的其它特殊形式。
图1-1电磁场
图1-2 电磁谱 电磁干扰需要两个基本条件:电磁能量源和对这个源产生的特定幅度、频率的能量敏感的器件,称为敏感器。表1-1给出了一些常见的源和敏感器。另外,在源和敏感器之间还需要传播路径来传输能量。电磁干扰屏蔽通常改变电磁能量传播路径来达到的。 表1.1电磁干扰源和敏感器 电磁干扰源 电磁干扰敏感器 电视和广播 航空导航系统 等幅波发射机 微处理器 电气马达 高保真设备 遥控单元 计算机 电焊装置 等幅波接收机 电气设备 心脏起搏器 发动机点火系统 电子测量设备 雷达发射机 广播和电视接收机 电动工具 电子车库门 电磁干扰分为两类:辐射干扰和传导干扰,这是由传播路径的类型来定的。 当一个器件发射的能量,通常是射频能量,通过空间到达敏感器时,称为辐射干扰。干扰源既可以是受干扰系统中的一部分,也可以是完全电气隔离的单元。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。辐射干扰能影响设备中的任何信号路径,其屏蔽有较大难度。 辐射电磁能量成为电磁干扰的机理可以由法拉第定律来解释。这个定律表明当一个变化的电场作用于一个导体时,在这个导体上会感应出电流。这个电流与工作电流无关,但是电路会象与工作电流一样来接收这个电流并发生响应。换句话说,随机的射频信号能够向计算机发出指令,使程序发生变化。 技术驱动力 有许多因素使EMC成为电子设备设计中重要的内容。 首先,日益增多的电子设备带来了许多电磁干扰源和敏感器,这增加了潜在的干扰。 设备的小型化使源与敏感器靠得很近。这使传播路径缩短,增加了干扰的机会。器件的小型化增加了它们对干扰的敏感度。由于设备越来越小并且便于携带,象汽车电话、膝上计算机等设备随处可用,而不一定局限于办公室那样的受控环境。这也带来了兼容性问题。例如,许多汽车装有包括防抱死控制系统在内的大量的电子电路,如果汽车电话与这个控制系统不兼容,则会引起误动作。 互联技术的发展降低了电磁干扰的阈值。例如,大规模集成电路芯片较低的供电电压降低了内部噪声门限,而它们精细的几何尺寸的较低的电平下就受到电弧损坏。它们更快的同步操作产生更尖的电流脉冲,这会带来从I/O端口产生宽带发射的问题。一般来说,高速数字电路比统的模拟电路产生更多的干扰。 传统上,电子线路装在金属盒内,这种金属盒能够通过切断电磁能量的传插路径来提供屏蔽作用。现在,为了减轻重量、降低成本,越来越多地采用塑料机箱。塑料机箱对与电磁干扰是透明的,因此敏感器件处于无保护的状态。 法律的变化也是驱动力支一。控制电磁发射和敏感度的强制标准的实施,迫使制造商们实施EMC计划。产品可靠性的法规将使可靠性成为头等重要的事项,因为一旦设备由于干扰而产生误动作造成伤害,制造商要承担法律责任。这对于医疗设备特别重要。 在竞争日益激烈的工业中,可靠性已经成为电子设备的一个重要市场特征。自动化设备,特别是医疗设备,必须连续工作,这时设备内的EMI屏蔽技术提高了设备的可靠性。 对于数据保密的要求是屏蔽市场发展的一个重要动力。已有报道揭露美国驻莫斯科使追究中的信息已被前苏联窃取到,这是通过接收使馆内设备产生的电磁能量来实现的。同样的技术也被用来截获密码,然后攻击银行计算机系统。通过屏蔽,设备的电磁发射能够减小,提高系统的安全性。 现在,人们越来越开始注意各种辐射对健康的影响。过量的X射线和紫外线照射的危险已经被充分证明了。现在讨论的焦点是微波和射频显示单元产生的辐射对妇女健康的伤害,因为已经有充分的证据说明在高压线附近生活会患疾病。 法规和标准 对于设备工程师,了解不同市场中对电子设备的EMC法规和标准的知识是十分必要的。 现在有许多关于产品辐射和传导发射限制的国家标准和国际标准。有些还规定了对各种干扰的最低敏感度要求。通常,对于不同类型的电子设备有不同的标准。表1.2给出了一些电子设备的标准。虽然一个产品要获得市场的成功,满足这些标准是必要的,但符合这些标准是自愿的。 但是,有些国家给出的是规范,而不是标准,因此要在这些国家销售产品,符合标准是强制性的。有些规范不仅规定了标准,还赋予当局罚没不符合产品的权力。下面几节简单概述一下一些主要的管理机构的电磁兼容标准。
表1.2与电磁干扰和兼容相关的标准 标题 国际标准 欧洲标准 英国标准 工业、科学和医疗射频设备射频干扰特性的测量方法和极限值 CISPR11 EN55011 BS4809
汽车、机动船和火花塞点火发动机驱动设备的射频干扰特性测量方法和极限值 CISPR12 EN55012 S833
声音和电视接收机的射频干扰特性的测量方法和极限值 CISPR13 EN55013 BS905 第一部分 家用电器和便携式工具射频干扰特性测量方法和极限值 CISPR14 EN55014 BS800
荧光灯和照明设备的射频干扰性测量方法和极限值 CISPR15 EN55015 BS5394
射频干扰测量装置和测量方法的规范 CISPR16 EN55016 BS727 声音和电视广播接收机敏感度的测量 CISPR20 EN55020 BS905 第二部分 信息技术设备的射频干扰特性测量方法和极限值 CISPR22 EN55022 BS6527
家用电器和类似电气设备引起的电源干扰 IEC555 第1-3部分 EN60555 BS5406
工业过程测量恶化控制设备的电磁兼容性 IEC801 第1-3部分 HD481 BS6667 第1-3部分 国际 CISPR是国际电工委员会(IEC)的一个分委会,它成立于1934年,那时射频干扰问题开始出现。这是编制防止无线电干扰标准的第一个国际化联合组织。CISPR没有编制法律或发布法规的机构。它所推荐的标准,只有当个别成员国采取适当的行动时,才能成为法律。CISPR22中推荐的针对信息技术设备的传导和辐射发射要求构成了许多主要国家标准的基础。不幸的是,有些国家在将这些推荐标准作为国家标准时,进行了调整,这造成了不同国家的要求之间的差异。 美国 联邦通信委员会(FCC)是负责频率管理和干扰控制的政府机构。FCC有覆盖多种设备发射限制的规范。FCC纲要第20780号,第15部分,第J分部适用于所有的数字设备。 这些FCC规范给出了两个不同的发射极限值。哪一个极限值适用取决于设备在什么环境中使用。A级设备被设计成在商业或工业环境中使用。更严格一引进的B级适用于在家庭或居民工内使用的设备。FCC没有规定屏蔽效能值,而规定了射频发射值。表1.3给出了A级和B级和辐射发射极限值,表1.4给出了传导发射极限值。 所有在美国国内使用的设备必须满足FCC规范。虽然FCC的大部分强制性要求在第15部分,第18部分也与EMC有关。第18部分也与EMC有关,第18部分中有关于用于工业、科学和医疗目的的射频发生设备的管理条例。它规定了在一些频率点上允许的最大幅射值和10KHz至245GHz频段内这类设备可以使用的频段。 表1.3 FCC辐射干扰极限值 表1.4 FCC传导发射干扰极限值 频率范围,MHz 场强(μV/m) A级30m B级3m 30-88 30 100 88-216 50 150 216-1000 70 200
频率范围,MHz 射频电压(μV) A级 B级 0.45-1.6 1000 250 1.6-30 3000 250
德国 德国的关于干扰控制的法规是基于VDE制定的标准。相关的标准VDE0871覆盖了所的产生或处理射频能量的设备。这些极限值不仅适用于所有种类的计算和数字设备,还适用于工业、科学和医疗设备。唯一的限制是设备产生的基频高于10KHz。 对于数字设备的要求与FCC规定的相似,但是频率范围更宽,低频拓宽到10KHz。极限值也分为A级和B级,更严格的B级适用于通用的用途。A级限于需要特殊安装的设备。VDE关于辐射和传导的极限值在表1.5和表1.6中给出。 符合VDE0871是强制性的,并由德国邮电部执行。 表1.5VDE辐射干扰极限值 表1.6VDE传导发射干扰极限值 频率范围,MHz 场强(μV/m) A级100m B级30m 0.01-0.15 34 34 30米 10米 0.15-30 34 34 30米 10米 30-41 54 34 41-68 29.5 34 68-174 54 34 174-230 29.5 34 230-470 54 34 470-760 45 46 760-1000 59-57 46 频率范围,MHz 射频电压(μV) A级 B级 0.01-0.15 91-69.5 79-57.5 0.15-0.5 66 54 0.5-30 60 48
英国 从表1.2中可以看出,英国标准协会发布了好几个关于EMI的标准。应用最多的是BS6527关于数据处理和电子办公设备产生的乱真信号的极限值和测量方法。这个标准的范围和内容与CISPR22相同,尽管它们的标题不同。覆盖于0.15~30MHz频率范围的A级要求适用于商业和工业场合的应用,更严格的B级极限值适用于住宅区中使用的设备。两级都包含准峰值和平均测量的要求。两级的极限值数值是相同的,严格度是通过将测量距离从30米减小到10米来实现的。表1.7给出了推荐的辐射场强极限值。表1.8给出传导发射的电压极限值。
表1.7 6257辐射干扰极限值 表1.8 BS6257传导发射干扰极限值 频率范围,MHz 场强(μV/m) A级 30m B级 10m 30-230 30 30 230-1000 37 37 频率范围,MHz 射频电压(μV)