EMC设计之屏蔽技术讲解

结构工程师必须掌握的EMC结构设计知识1.EMC简单介绍EMC的概念：电磁兼容（Electromagnetic Compatibility , EMC）其定义为“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”。

EMC包含两个方面的意思，首先，设备能够抵抗所接受到的干扰而正常工作(即EMS)；其次，设备所发射的电磁干扰不能影响其它设备的正常工作(即EMI)。

生活中的EMC：飞机上限制使用手机等电子设备，是因为手机等有可能会对机载设备造成电磁干扰，引起机载设备性能下降或者功能丧失，影响飞机飞行安全。

有时乘客会偷偷使用手机，为什么没有“引起机载设备性能下降或者功能丧失”？这是因为飞机的“电磁兼容性”设计有很高的安全裕度。

随着电子电气设备越发密集的应用，电磁兼容性引起工业制造领域各设备制造商的广泛关注，民用飞机电磁兼容性设计验证更是有着严格的适航要求。

电磁兼容性设计工作基于一个重要的现象：电子电气设备在正常工作时，既对外部空间发射电磁能量，也容易被外来电磁能量干扰。

现代民机作为高度集成各种电子设备的精密系统，任何关键设备的正常工作受到影响，后果都将不堪设想。

例如，飞机若想按照事先规划的航路飞行以确保空域畅通和绝对安全，在飞行中需要时刻与地面塔台保持联系，这有赖导航系统的准确定位，且通信系统能快速清晰传达和接收信息。

如果电磁兼容工作不到位，同时工作的其他设备所发射的电磁能量经过叠加，可能超过一般设备的耐受上限，通过线缆传导或者空间耦合等机理进入通信、导航等系统，轻则降低系统工作性能，重则损坏电路，使系统彻底失效。

电磁干扰作为一种可传播的能量，从发射源产生通过耦合路径最后到达受影响设备。

上述三者即电磁兼容三要素。

民机设计师通过“三要素”开展电磁兼容工作。

比如，在设计初期，通过优化“发射源”的设计，使其降低无意泄漏的电磁能量；在系统安装集成阶段，通过增加敏感设备之间的隔离距离，“切断”耦合路径；在系统验证阶段，如果发现了电磁兼容问题，再针对性地为问题设备增加屏蔽层。

电磁兼容性（ EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。

因此，EMC防护知识主要涉及如何降低设备或系统产生的电磁干扰以及提高其抵抗电磁干扰的能力。

以下是一些常见的EMC防护知识：
1.接地：接地是EMC防护中最基本的方法之一。

通过将设备或系统的接地，可以将静
电和电磁干扰导入地下，从而减少对设备的干扰。

2.屏蔽：屏蔽是另一种常用的EMC防护方法。

通过使用导电材料（如金属）制成的屏
蔽体，可以有效地隔离和减少电磁干扰的传播。

3.滤波：滤波技术可以有效地减少电磁干扰的传播。

通过使用适当的滤波器，可以减
少信号中的噪声和干扰成分，从而降低电磁干扰的影响。

4.电缆管理：电缆是电磁干扰的主要传播途径之一。

因此，良好的电缆管理对于EMC
防护至关重要。

确保电缆远离干扰源，避免电缆过长，以及使用适当的电缆类型都可以降低电磁干扰的影响。

5.设备布局：设备布局对于EMC防护也非常重要。

确保敏感设备远离干扰源，并按照
特定的规则和顺序排列设备，可以减少电磁干扰的影响。

6.软件开发：软件开发人员在编写代码时也应该考虑EMC问题。

通过使用适当的算法
和数据结构，可以减少软件运行时产生的电磁干扰。

以上是一些常见的EMC防护知识，但具体的实现方法可能因设备和系统的不同而有所差异。

因此，在实际应用中，建议参考相关设备的EMC标准和规范，以确保设备或系统的正常运行和可靠性。

电磁兼容解决方案电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是指各种电子设备在相互连接和共存的情况下，能够在无干扰和无辐射的条件下正常工作的能力。

在现代社会中，电子设备的广泛应用使得电磁兼容问题日益突出。

为了解决这一问题，人们提出了各种电磁兼容解决方案。

本文将从五个方面详细介绍这些解决方案。

一、电磁屏蔽技术1.1 金属屏蔽：利用金属材料对电磁波进行屏蔽，如使用金属外壳、金属屏蔽罩等。

1.2 电磁屏蔽涂料：在电子设备表面涂覆电磁屏蔽涂料，以提高设备的屏蔽性能。

1.3 电磁隔离设计：通过合理的电路布局和屏蔽结构设计，减少电磁辐射和电磁感应。

二、电磁干扰抑制技术2.1 滤波器设计：在电子设备的电源线路、信号线路等关键位置添加滤波器，以阻止电磁干扰信号的传播。

2.2 接地设计：合理的接地设计能够有效地抑制电磁干扰，如采用单点接地、分层接地等方法。

2.3 电磁屏蔽设计：在电子设备内部采用屏蔽隔离措施，减少电磁干扰的传播。

三、电磁辐射控制技术3.1 电磁辐射测试：通过对电子设备进行电磁辐射测试，了解辐射源和辐射路径，从而采取相应的控制措施。

3.2 电磁辐射限制：根据不同的电子设备，制定相应的辐射限制标准，确保设备的辐射水平在合理范围内。

3.3 电磁辐射抑制：采用电磁屏蔽、滤波器等措施，减少电磁辐射的产生和传播。

四、电磁感应抑制技术4.1 电磁感应测试：通过对电子设备进行电磁感应测试，了解感应源和感应路径，从而采取相应的控制措施。

4.2 电磁感应限制：根据不同的电子设备，制定相应的感应限制标准，确保设备的感应水平在合理范围内。

4.3 电磁感应抑制：采用电磁屏蔽、隔离设计等措施，减少电磁感应的产生和传播。

五、电磁兼容测试技术5.1 电磁兼容测试方法：制定合理的测试方法，对电子设备进行电磁兼容测试，评估设备的兼容性能。

5.2 电磁兼容测试标准：根据不同的应用领域和设备类型，制定相应的兼容性测试标准，确保设备的兼容性能达到要求。

电磁干扰的来源及屏蔽方法介绍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：。

EMC的3大法宝就是：屏蔽，接地和滤波默认分类2009-03-04 10:31:52 阅读17 评论0 字号：大中小订阅关于电磁兼容抗扰度EMS的设计---题目有些大关于电磁兼容方面的设计的资料太多太多了，老外写成书，国内写成论文（就是贴在报刊上的豆腐块）。

大家应该看出我的观点了吧，国人还要努力呀，书与论文区别在什么地方。

呵呵，对，就是内容多。

批判完之后，来写写一些总结。

今天只讲EMS部分的设计。

EMS是什么，是抗扰度的设计，是抵御外界环境的能力。

真实定义，大家不晓得的，就去翻翻书，查查资料。

EMS项目很多，有端口型的，有整机型的。

什么叫端口型？整机型？没听说过。

那就对了，这是我创的，我没说，你们怎么会知道，呵呵（有点扯蛋）！！端口型的，我是这么定义和理解的，你仔细看看标准，都是这个那个端口，施加什么什么。

对了，有些干扰是专门施加在端口上的（电源端口，信号端口），看看我们产品的工作情况如何，符合不符合所谓的performance Criteria A,CriteriaB,Criteria C,Criteria D.整机型，按照我的思维方式，自然是对个整个产品做测试的啦。

分类：4-2 ESD 静电放电这个既是端口型，也是整机型，当放电点选择的是端口部分的时候，就可以理解为端口型的，当放电点选择是窗口呀，搭接处呀，就是整机型。

4-3 RS 射频电磁场当然是整机型了。

4-4 EFT 瞬变脉冲群好像全是施加在电源端口和信号端口上的，当然是端口型了。

4-5 SURGE 雷击（浪涌），这个不用问，跟EFT是一样的，端口型。

4-6 CS 射频传导，谁要是把他跟RS一样认为，拖出去暴打一顿，然后告诉他，是端口型的。

4-8 PFM 工频磁场，呀呀呀，没仔细研究过。

呵呵，也是整机型的！4-11 DIPS 电压跌落中断，这个要是不知道。

爱因斯坦都会被你气醒，端口型呀！1. 端口型的产品要想顶住这些EMS干扰，靠什么呀，不就是全靠你的端口的保护电路，滤波电路吗？明白了吧，要是EMS没过，不用问，你的保护没到位，滤波不够呀。

电磁兼容解决方案电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，缩写为EMC）是指各种电子设备在相互之间和与外界电磁环境之间能够共存并正常工作的能力。

随着现代电子技术的迅猛发展，电磁兼容问题越来越引起人们的关注。

本文将介绍一些电磁兼容解决方案，帮助人们更好地理解和解决电磁兼容问题。

一、电磁屏蔽技术1.1 电磁屏蔽材料的选择：合适的电磁屏蔽材料可以有效地抑制电磁辐射和电磁干扰。

常用的电磁屏蔽材料包括导电材料、磁性材料和吸波材料等。

选择合适的材料要考虑其导电性、磁性和吸波性能等因素。

1.2 电磁屏蔽结构设计：电磁屏蔽结构的设计要考虑到电磁波的传播路径和干扰源的位置。

常用的屏蔽结构包括金属盒子、金属屏蔽罩和金属屏蔽板等。

合理的结构设计可以最大限度地减少电磁辐射和电磁干扰。

1.3 电磁屏蔽效果测试：为了验证电磁屏蔽的效果，需要进行相应的测试。

常用的测试方法包括电磁屏蔽效果测试仪器的使用和电磁屏蔽效果的测量等。

测试结果可以帮助人们评估电磁屏蔽的效果，并对其进行改进。

二、地线设计2.1 地线的作用：地线是电子设备中非常重要的一部分，它可以提供电流的回路和电磁辐射的消除路径。

合理的地线设计可以有效地减少电磁干扰和提高电磁兼容性。

2.2 地线的布线方式：地线的布线方式有单点接地、多点接地和层次接地等。

不同的布线方式适用于不同的电子设备和电磁环境。

合理的布线方式可以减少电磁辐射和电磁干扰。

2.3 地线的阻抗匹配：地线的阻抗匹配是地线设计中需要注意的一个重要问题。

合理的阻抗匹配可以提高地线的传输效率和抑制电磁干扰的能力。

三、滤波器的应用3.1 滤波器的种类：滤波器是一种常用的电磁兼容解决方案，可以用于抑制电磁辐射和电磁干扰。

常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

不同的滤波器适用于不同的电磁频段和干扰源。

3.2 滤波器的参数选择：选择合适的滤波器参数是滤波器设计中的关键问题。

磁屏蔽的基本原理
磁屏蔽是一种常见的电磁兼容（EMC）技术，用于减少电子设备对外部磁场的敏感度，或者减少电子设备产生的磁场对周围环境的影响。

磁屏蔽的基本原理是通过设计和应用磁性材料，来吸收、偏转或者反射磁场，从而达到减少磁场对设备的影响的目的。

磁屏蔽的基本原理主要包括以下几个方面：
1. 磁性材料的选择，磁屏蔽通常使用铁、镍、钴等具有良好磁导性能的材料。

这些材料能够有效地吸收和偏转磁场，从而减少磁场对设备的影响。

2. 磁屏蔽结构的设计，磁屏蔽结构的设计是磁屏蔽的关键。

通过合理的结构设计，可以使磁性材料得到最大程度的利用，从而达到最佳的磁屏蔽效果。

3. 磁屏蔽材料的应用，磁性材料通常以覆盖层、屏蔽罩、屏蔽板等形式应用在设备的关键部位，如电源线、传感器、电路板等。

这些磁屏蔽材料能够有效地减少磁场的影响，提高设备的抗干扰能力。

4. 磁屏蔽的测试和验证，磁屏蔽的效果需要通过测试和验证来进行评估。

常见的测试方法包括磁场测量、屏蔽效果测试等。

只有通过有效的测试和验证，才能确保磁屏蔽的效果达到预期的要求。

总之，磁屏蔽的基本原理是通过合理选择磁性材料，设计合理的屏蔽结构，并将磁性材料应用在设备的关键部位，从而达到减少磁场对设备的影响的目的。

通过测试和验证，可以确保磁屏蔽的效果达到预期的要求，提高设备的抗干扰能力，保障设备的正常工作和可靠性。

磁屏蔽技术在电子设备、航空航天、通信、医疗等领域都有广泛的应用，对提高设备的抗干扰能力和可靠性具有重要意义。

随着科技的不断进步，磁屏蔽技术也在不断创新和发展，为各行各业提供更加可靠和稳定的电子设备和系统。

电磁兼容（EMC）：最强学习笔记之屏蔽设计屏蔽是解决电磁兼容问题的关键技术。

电磁屏蔽的⽅法就是以⾦属或者磁性材料来隔离电磁⼲扰由⼀个区域向另⼀个区域感应或辐射传播。

⼀般分为两种类型：⼀种是静电屏蔽，主要是防⽌静电场和恒定磁场的影响。

另⼀种是⽤于防⽌交变电场、交变磁场、交变电磁场的影响。

对电磁波产⽣衰减作⽤就是电磁屏蔽，电磁屏蔽作⽤的⼤⼩⽤屏蔽效能度量，⽤SE表⽰。

SE=20lg（E1/E2）dB或SE=20lg（H1/H2）dB其中，E1和H1为屏蔽前的电场强度和磁场强度；E2和H2为屏蔽后的电场强度和磁场强度。

屏蔽体的屏蔽效能包含吸收损耗A、反射损耗R、多次反射损耗B三部分，即SE=20lgA+20lgR dB（⼀般多次反射损耗忽略不计），所以在实际的设计中考虑吸收损耗和反射损耗。

吸收损耗估算公式为：其中，t为屏蔽体厚度，f⼊射波频率，µr：相对磁导率，σr：相对电导率。

吸收损耗与屏蔽导体的电导率、磁导率、厚度、⼯作频率成正⽐，但是实际中材料的电导率和磁导率不能兼顾，例如铜的导电性很好，但导磁性很差，因为属于反磁物质。

铁属于铁磁物质，导磁性很好，但导电性较差。

所以要⽤哪种材料，需要根据屏蔽设计主要依赖反射损耗还是吸收损耗来侧重导电性还是导磁性。

反射损耗估算公式为：其中，Z0：⾃由空间波阻抗；Zs：屏蔽体波阻抗，µr：相对磁导率，σr：相对电导率，。

反射损耗除了和电导率、磁导率有关，还和波阻抗（E/H)有关，这是决定屏蔽效能很关键的参数，原因是在近场波阻抗并不是⼀个定值（参考下图波阻抗曲线图）。

远场：d＞2/גπ，电磁波称为平⾯波，波阻抗是恒定的377Ω；近场：d＜2/גπ，波阻抗是由辐射源特性和频率决定的。

我们在PCB上⾯评估屏蔽效能时，⼤部分情况是⾯临的近场，因为按照辐射测试频率范围30MHz-1GHz来看，1GHz的远近场分界为0.04⽶（2/גπ），在PCB上⾯基本都是⼩于4cm⾼的屏蔽结构。

emc电路设计要点总结
EMC（电磁兼容）电路设计是确保电子设备在电磁环境中能够正常工作并且不会对周围的设备和系统造成干扰的重要部分。

以下是EMC电路设计的要点总结：
1. 地线设计，良好的地线设计是EMC电路设计的关键。

地线应该被视为电路中的一个重要元素，而不仅仅是一个连接点。

合理的地线布局可以减少回流路径的电流，减小回流路径的环路面积，从而减小电磁辐射。

2. 电源线滤波，在电路设计中使用电源线滤波器可以有效地抑制电磁干扰，使设备在电源线上受到的电磁干扰降到最低。

常见的滤波器包括LC滤波器和PI滤波器。

3. 屏蔽设计，在高频电路中，使用屏蔽罩或屏蔽壳可以有效地隔离电磁辐射，减小电磁波的传播范围，从而降低对周围设备的干扰。

4. 地线隔离，对于一些特殊的电路，需要进行地线隔离设计，以避免不同地点之间的电流环路，减小电磁辐射。

5. 电磁辐射测试，在设计完成后，需要进行电磁辐射测试，以验证设计的电路是否符合EMC标准，确保设备在实际使用中不会对周围环境产生电磁干扰。

6. 防护元件选择，在电路设计中，选择合适的防护元件如TVS 二极管、瞬态抑制器等，可以有效地保护电路不受外部电磁干扰的影响。

7. 地线回流路径设计，合理设计地线回流路径可以减小电磁辐射，降低电磁干扰。

综上所述，EMC电路设计的要点包括地线设计、电源线滤波、屏蔽设计、地线隔离、电磁辐射测试、防护元件选择和地线回流路径设计。

通过合理的设计和测试，可以确保电子设备在电磁环境中能够正常工作并且不会对周围的设备和系统造成干扰。