PCB电磁屏蔽详解
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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。
pcb包地抗干扰原理
PCB包地抗干扰原理是指在PCB设计中采用地域包围的方式来
减少电磁干扰的影响。
在 PCB 设计中,地是一个非常重要的元件,
它不仅提供了电气连接,还可以作为电磁屏蔽和电流回流的路径。
在 PCB 包地抗干扰原理中,通过将整个电路板的地区域包围在一起,可以有效地减少电磁波的辐射和接收外部干扰。
首先,包地抗干扰原理利用了地的屏蔽作用。
通过将整个电路
板的地区域包围在一起,可以形成一个屏蔽罩,减少电磁波的辐射
和传播。
这样可以有效地减少电路板对外部电磁干扰的敏感度,提
高系统的抗干扰能力。
其次,包地抗干扰原理还可以减少地回流路径的电阻和电感。
当整个地区域被包围在一起时,可以减少地回流路径的长度和阻抗,从而降低地回流路径的电阻和电感,减小地回流路径对信号的干扰,提高信号的完整性和稳定性。
此外,包地抗干扰原理还可以减少地回流路径的环路面积。
通
过将整个地区域包围在一起,可以减少地回流路径的环路面积,减
小环路感应电压和电磁干扰的影响,提高系统的抗干扰能力。
总的来说,PCB包地抗干扰原理通过包围整个地区域,利用地
的屏蔽作用,减少地回流路径的电阻和电感,减小环路面积等方式,可以有效地减少电磁干扰的影响,提高系统的抗干扰能力。
这种原
理在高频电路和对抗干扰要求较高的电子设备中得到了广泛的应用。
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。
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。
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。
PCB电磁干扰1. 引言PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子设备中一个重要的组成部分,它承载着各种电子元器件,起着连接和传导电子信号的作用。
然而,PCB在工作过程中可能会遇到电磁干扰的问题。
本文将介绍什么是PCB电磁干扰,以及如何识别和减少这种干扰。
2. PCB电磁干扰的定义PCB电磁干扰是指在PCB上发生的电磁辐射或电磁感应的现象,导致电子设备的正常运行受到影响。
这种干扰可能会导致信号失真、噪音增加或甚至设备故障。
3. PCB电磁干扰的来源PCB电磁干扰主要来自以下几个方面:3.1 电源线干扰电源线上的高频电流可能会产生较强的电磁辐射,进而影响PCB上其他电子元件的正常工作。
3.2 时钟信号干扰在PCB上,各个元件的时钟信号可能会相互干扰,导致信号的时序出现问题,从而影响整个设备的工作。
3.3 高速信号线干扰高速信号线上的信号传输速率较高,容易产生较强的电磁辐射,从而干扰周围的信号线或元件。
3.4 地线干扰地线不良连接或电流过大时,会产生较强的电磁辐射,对PCB上其他电子元件产生干扰。
4. 识别PCB电磁干扰的方法为了减少PCB电磁干扰,首先需要能够及时识别干扰存在的问题。
以下是几种常用的识别方法:4.1 电磁干扰测试仪器使用专业的电磁干扰测试仪器,可以测量PCB上的电磁辐射和敏感度,从而判断是否存在电磁干扰问题。
4.2 高频信号观测通过示波器等设备观察高频信号的波形和稳定性,可以发现可能存在的干扰问题。
4.3 故障分析对于出现异常的电子设备,可以通过故障分析的方法,判断是否是由于电磁干扰导致的问题。
5. PCB电磁干扰的减少方法一旦确定存在PCB电磁干扰问题,就需要采取一些措施来减少干扰。
以下是几种常见的减少方法:5.1 路线规划优化合理设计PCB布线,避免产生过长或过密的线路,减少干扰的可能性。
5.2 屏蔽设计对于特别敏感的电子元件,可以采用金属屏蔽罩或屏蔽板进行屏蔽,阻挡外界的干扰信号。
PCB电磁干扰摘要:PCB电磁干扰是指在印刷电路板(PCB)设计和制造过程中,电子元器件之间的相互影响所产生的不良结果。
本文将深入探讨PCB电磁干扰的原因、影响及其解决方法,旨在提供有关PCB电磁干扰的详细信息。
第一部分:简介1.1 PCB电磁干扰的概念PCB电磁干扰是指在PCB设计、制造和使用过程中,由于电子元器件之间的相互作用而产生的电磁干扰。
这种干扰可能会导致电路的不正常运行、信号的失真以及系统性能的降低。
1.2 PCB电磁干扰的分类根据发生的位置,PCB电磁干扰可分为三种类型:传导干扰、辐射干扰和地线引起的干扰。
传导干扰是指通过导体和线缆相互作用而传递的干扰。
辐射干扰是指电磁波通过空气传播,干扰附近的电子设备。
地线引起的干扰是指由于接地不良而产生的干扰。
第二部分:PCB电磁干扰的原因2.1 PCB设计不合理在PCB设计过程中,存在一些设计不合理的因素会导致电磁干扰的发生。
例如,布线不合理、接地不良、信号线和电源线之间的交叉干扰等。
2.2 电子元器件选用不当电子元器件的选用也会导致PCB电磁干扰的发生。
比如选择工作频率相近的元器件、选择功率较大的元器件等,都可能会增加电磁干扰的风险。
2.3 PCB制造过程中的失误在PCB制造过程中,如果出现制造过程中的失误,例如不正确的焊接、不良的黏贴工艺等,都可能会导致电磁干扰的发生。
第三部分:PCB电磁干扰的影响3.1 电路的不正常运行电磁干扰可能会导致电路的不正常运行,例如信号失真、电路崩溃等。
3.2 系统性能的降低当电磁干扰发生时,系统的性能可能会受到影响。
例如,通信系统中的干扰可能会导致信号质量下降,电源供应系统中的干扰可能会导致电源波动。
3.3 对周围设备的影响PCB电磁干扰可能会对周围的其他电子设备造成影响,例如无线通信设备、医疗设备等。
第四部分:PCB电磁干扰的解决方法4.1 PCB设计上的解决方法在PCB设计过程中,可以采取一些解决方法来减少电磁干扰的发生。
PCB设计中的电磁干扰问题电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI)是在电路和系统中常见的问题,特别是在PCB(Printed Circuit Board)设计中。
PCB设计中的电磁干扰问题具有重要意义,因为电磁干扰可能导致电路性能下降,甚至造成设备故障。
本文将探讨PCB设计中电磁干扰的原因、影响以及解决方法。
一、电磁干扰的原因在开始讨论电磁干扰问题之前,我们需要了解电磁干扰的产生原因。
电磁干扰主要由两个方面引起:辐射和传导。
1. 辐射干扰辐射干扰是指电路或设备本身产生的电磁波辐射,干扰了周围的电路或设备。
辐射干扰的主要原因包括信号线的高频振荡、电源电压的突变、PCB布局和接地设计不当等。
2. 传导干扰传导干扰是指电磁波通过电路连接导线(如供电线、信号线等)进入电路或设备,干扰了正常的电路信号传输。
传导干扰的主要原因包括电源线和信号线的布局不当、共模干扰、地线回路不完整等。
二、电磁干扰的影响电磁干扰对PCB设计和整个电子系统带来了多方面的影响。
1. 性能下降电磁干扰可能导致电路性能下降,例如信号失真、噪声增加、抖动等。
这些问题会严重影响电路的可靠性和稳定性。
2. 系统故障严重的电磁干扰可能导致电子系统的故障。
例如,电磁辐射干扰可能导致无线通信设备的接收机无法正常接收信号,传导干扰可能导致模拟信号与数字信号互相干扰,从而导致数据错误或丢失。
三、解决电磁干扰的方法为了解决PCB设计中的电磁干扰问题,工程师可以采取一系列的措施。
1. 合理布局合理的PCB布局对于减小电磁干扰影响至关重要。
首先,信号线和电源线应分开布局,信号线和地线应尽量平行布局。
其次,应将高频信号线与低频信号线分开布局,以避免它们之间的相互干扰。
另外,还需要注意电路板的尺寸和形状,合理设计电路板的大小以及内部元件的摆放位置。
2. 适当屏蔽对于一些特别敏感的电路或设备,可以考虑使用屏蔽罩或屏蔽材料来降低电磁辐射干扰。
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4磁场的被动屏蔽图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 Ig ( Eι∕ 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:ZW = 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/ -时,称为近场区,大于/-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),贝懒阻抗大于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“ O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 O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。
* 距离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圭寸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。
ST 孔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。
—屏蔽-绝缘底板印制导线的屏蔽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。