电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计
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EMC结构电磁兼容设计规范篇一:结构设计规范(EMC)EMC)结构设计规范(一、简单介绍电磁兼容(Electromagnetic Compatibility , EMC)主要包含两方面的内容:电磁干扰(Electromagnetic interference , EMI);电磁敏感度(Electromagnetic susceptibility , EMS)。
电磁兼容设计基本目的:A 产品内部的电路互相不产生干扰,达到预期的功能。
B 产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。
C 产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。
在整个工程项目中,必须在设计初期开始考虑电磁兼容设计。
一方面,这对整个工程项目是个效费比很高的措施,可以有效避免工程项目因为电磁兼容测试未通过而进行较大修改,产生不必要的成本增加。
另一方面,设计初期可以采取相对较多的措施来满足电磁兼容要求,而后期可采取的措施比较少。
在电磁兼容设计过程中,针对电磁兼容性设计中的重点和关键,分析并预测各种可能发生的电磁兼容问题,并从设计初期就采取各种技术措施,包括电路硬件与结构相结合、电路硬件与软件相结合的技术措施。
电磁兼容设计主要从三个方面进行:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。
耦合途径主要是传导和辐射。
具体在工程措施上,电磁兼容设计可分为:信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合理布局。
其中与结构关系较大的有:屏蔽、接地与搭接、合理布局。
但这并不代表其他措施与结构设计完全无关,结构设计亦需配合完成其他措施比如滤波。
二、常用测试项目2.1、在电磁兼容性设计中遇到的常用测试项目,从干扰源与被干扰对象角度可分为两类:EMI(电磁发射测试)和EMS(电磁敏感度测试)。
EMI(电磁发射):被测设备为干扰源,测试被测设备对外界发射的电磁干扰水平。
EMS(电磁敏感度):被测设备为被干扰对象,通过测试仪器对其施加干扰,测试其抗干扰能力。
从干扰路径区分,又可分为传导测试与辐射测试两类。
电磁兼容性设计报告1. 引言电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)是指在电子器件、系统或设备之间,以及与环境之间可以相互协调地工作、相互共存的能力。
在现代社会中,电子设备的数量和种类不断增加,电磁干扰问题也越来越突出。
因此,进行电磁兼容性设计是确保电子设备正常运行的重要环节。
本报告基于某公司开发一款新型电子设备的需求,结合相关标准和技术要求,就电磁兼容性设计进行分析和评估,并提出相应的解决方案。
2. 设计要求根据项目需求,该电子设备的主要使用环境为办公室,主要功能涉及通信、数据处理和控制。
设计要求如下:- 抗干扰能力强,能在遭受电磁干扰时维持正常工作;- 对外部环境的辐射和传导干扰具有一定的抵抗能力;- 设备自身不会产生辐射、电磁泄漏等对周围设备和人员构成危害;- 符合相关国家和行业的电磁兼容性标准。
3. 设计分析3.1 环境分析根据使用环境为办公室,通常存在辐射源如电脑、打印机、Wi-Fi路由器等。
环境中可能存在的传导干扰主要来自电源线、网络线、电话线等。
在通信和控制方面,需与其他设备进行数据传输,可能会受到电磁干扰。
3.2 技术要求分析根据相关标准,我们需要考虑以下几个方面的技术要求:- 电磁辐射:在工作频率范围内,辐射功率应适应环境要求,同时符合国家和行业标准,如GB9254对辐射限值的规定;- 电磁泄漏:控制电磁泄漏在国家和行业规定的范围内,如GB17625对电磁泄漏限值的规定;- 抗干扰能力:通过设计合理的电磁屏蔽和滤波器等措施,提高设备的抗干扰能力;- 接地设计:合理规划设备的接地和线缆布线,减小接地回路的电阻,确保设备的接地有效。
4. 设计方案4.1 电磁辐射控制为满足电磁辐射限值要求,采取以下措施:- 选择合适的屏蔽材料和结构,对电磁泄漏进行有效遏制;- 优化电路布局,减小回路面积,降低电磁辐射;- 使用滤波器对电源和信号线进行滤波,减少谐波分量;- 选择精确的元器件参数,减少非线性失真的产生。
电子电路中的电磁兼容性设计方法电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指在电子系统中,各种设备和系统之间能够以相对自由的方式进行无干扰、互不干扰的工作状态。
电子电路中的EMC设计方法对于确保电子设备的正常运行和稳定性至关重要。
本文将介绍几种常用的电磁兼容性设计方法。
一、屏蔽设计法屏蔽设计是一种常见的解决电磁干扰问题的方法。
通过在电子设备的关键部位添加屏蔽罩,可以有效地阻挡外界干扰电磁波的进入,同时防止设备自身的电磁辐射对周围环境造成影响。
屏蔽罩通常由导电材料制成,如金属板材、金属网等,具有良好的导电性和屏蔽性能。
在设计时需要考虑到屏蔽罩的结构尺寸、材料选择、接地方式等因素,以达到最佳的屏蔽效果。
二、滤波器设计法滤波器设计是另一种常见的EMC设计方法。
滤波器可以将电路中的高频噪声滤掉,从而减少电磁辐射和接收到的外界干扰。
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。
根据设计需求和电路特性选取合适的滤波器类型,并在电路中合理布置,可以显著提高电磁兼容性。
三、接地设计法接地设计是EMC中非常重要的一环。
良好的接地设计可以有效地消除地回路的干扰,保证设备的稳定运行。
在设计中,应根据电路的特性和工作环境选择适当的接地方式,如单点接地、分级接地等。
此外,还需要合理布置接地线路,避免接地回路过长或出现共模干扰等问题。
四、降噪设计法在电子电路设计中,降噪设计是提高EMC能力的重要手段。
通过合理布置电源线路、减小信号线的长度、增加滤波电容等方式,可以有效地降低电路中的噪声水平,提高系统的抗干扰能力,从而提高电磁兼容性。
五、辐射和传导阻抗匹配设计法辐射和传导阻抗匹配是保证信号传输正确无误的重要环节。
在电子电路设计中,应根据传输线路的特性和工作频率选择合适的传输介质和线路结构,以减小阻抗不匹配带来的辐射和传导干扰。
此外,还应合理布局电路和线路,减少电磁辐射和传导噪声。
单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术单片机硬件设计中的电磁兼容性(EMC)与干扰抑制技术引言在现代电子设备中,单片机(Microcontroller Unit,MCU)起到了至关重要的作用。
单片机的硬件设计必须考虑电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)和抑制干扰的技术。
本文将介绍单片机硬件设计中的EMC兼容性和干扰抑制技术,包括电磁干扰的来源、EMC设计要求、常用的干扰抑制技术以及正确的布线和接地技巧。
一、电磁干扰的来源电磁干扰可以由各种外部和内部因素引起。
以下是一些常见的电磁干扰来源:1. 射频辐射:包括无线通信、雷达或其他射频电源等设备产生的电磁波。
2. 电源线干扰:来自交流电源线的噪声,如谐波和干扰信号。
3. 开关电源:开关电源高频噪声会通过电源线和地线传播到其他电子设备中。
4. 过电压和静电放电:电气设备的开关、电磁阀等在操作时可能产生过电压和静电放电。
5. 瞬态电压:包括闪电击中电力线、开关电源的瞬态电压等。
二、EMC设计要求为了满足EMC设计要求,单片机硬件设计应考虑以下方面:1. 辐射和传导:抑制电磁辐射和传导干扰,以确保设备不会对其他设备产生干扰。
2. 抗干扰:增强设备的抗干扰能力,使其能够正常工作并受到外部干扰的影响较小。
3. 地址线、数据线和控制线的布局:合理的布局可以减少交叉耦合和串扰,降低电磁干扰。
4. 接地:良好的接地设计可以降低共模噪声和差模噪声,提高设备的抗干扰能力。
5. 输入输出端口的保护:通过使用适当的保护电路来保护单片机的输入输出端口,防止它们受到外部电磁干扰的损坏。
三、干扰抑制技术1. 滤波器:采用适当的滤波器可以抑制进入单片机的高频噪声。
常见的滤波器包括RC滤波器和LC滤波器。
2. 屏蔽:通过在关键部件周围添加屏蔽罩或屏蔽层,可以有效地防止电磁波的干扰。
3. 地线设计:良好的接地设计可以减少回路的回流电流,降低共模噪声,并提高设备的抗干扰能力。
emc设计方案EMC(Electromagnetic Compatibility),即电磁兼容性,是指电子设备在同一环境中能够正常工作,而不会对周围其他设备产生干扰或被其他设备干扰的能力。
EMC设计方案是为了确保电子产品在电磁环境中的性能和稳定性而进行的设计。
首先,EMC设计方案需要充分了解产品的工作环境以及与其它设备的电磁相互作用。
通过对电磁场的测试和分析,可以确定产品所处的电磁环境特点,找出可能存在的问题和风险。
基于这些信息,可以制定合理的EMC设计方案。
其次,EMC设计方案需要采取适当的电磁屏蔽措施。
在设计产品时,应考虑到电子元件的布局、线路的走向以及适当的接地和屏蔽措施。
例如,可以通过合理设计线路布局,减小电磁辐射的可能性;采用屏蔽材料和屏蔽技术,减少电磁泄露和外部电磁干扰;增加滤波器和抑制器,阻止干扰信号的入侵。
同时,EMC设计方案还需要进行严格的电磁兼容性测试。
通过对产品进行各种电磁兼容性测试,可以评估产品的电磁兼容性,发现潜在的问题和故障,并及时采取改进措施。
常见的测试项目包括辐射测试、传导测试、抗扰度测试等。
只有通过了这些测试,产品才能够获得相应的认证和合格证书。
最后,EMC设计方案还需要考虑到产品的可维护性和可升级性。
在设计产品时,应考虑到后期维护和升级时可能对EMC 性能带来的影响。
例如,在设计产品外壳时,应预留适当的空间和接口,方便后期更换或升级EMC相关部件,提高产品的可维护性和可升级性。
综上所述,EMC设计方案是确保产品在电磁环境中正常工作的关键。
通过充分了解产品工作环境、采取电磁屏蔽措施、进行严格的测试以及考虑产品的可维护性和可升级性,可以有效保证产品的电磁兼容性,提高产品的稳定性和可靠性,减少产品在电磁环境中产生的干扰和受到的干扰。
这样不仅有助于提升产品竞争力,还有助于维护整个电子设备的正常运行和电磁环境的安全。
电路中的电磁兼容性(EMC)设计与测试在现代电子产品的设计与制造过程中,电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是一个至关重要的因素。
EMC设计与测试旨在确保电子设备能够在电磁环境中正常运行并且不会对其他设备和系统造成干扰。
本文将重点介绍电路中的EMC设计与测试的关键要点。
一、什么是电磁兼容性(EMC)设计与测试电磁兼容性(EMC)是指电子设备在实际应用中与周围环境的电磁场相互作用时能够正常工作的能力。
正常工作包括两个方面,一是设备本身不会受到来自外部电磁场的干扰,二是设备自身产生的电磁干扰不会超出规定的范围,不会对其他设备和系统造成干扰。
EMC设计与测试就是为了确保电子设备在现实环境中能够满足上述要求。
EMC设计的关键在于避免或减小电磁干扰的产生,而EMC 测试则是验证设计的有效性和设备的兼容性。
通过EMC设计与测试,可以提高电子设备的性能和可靠性,降低设备故障率和维修成本。
二、EMC设计与测试的关键要点1. 设计阶段的EMC考虑在电子产品的设计阶段,应该考虑EMC设计的要求。
首先,需要了解产品的使用环境和电磁兼容性的相关标准。
其次,要合理规划电路板的布局和内部组件的排列,避免干扰源之间的相互影响。
另外,需要合理选择电磁屏蔽材料和滤波器,减少电磁辐射和敏感元器件的干扰。
2. 线路板布局与屏蔽设计线路板布局是EMC设计中的重要环节。
应该避免长线和大回路的存在,缩短信号线长度,合理规划地线和电源线的走向。
此外,还应注意信号线与电源线的交叉和平行布局,减少互相之间的干扰。
屏蔽设计是减小电磁辐射和电磁感应的重要手段。
通过采用合适的屏蔽材料,如金属壳体或导电涂层,并合理设置接地结构,可以有效地屏蔽和隔离电磁波,减小干扰。
3. 滤波器的选择与应用滤波器在EMC设计中起到了重要的作用。
电子设备通常需要使用电源滤波器和信号滤波器,以减少干扰源对电源和信号线的影响。
电源滤波器主要工作在电源输入端,用于滤除电源线上的高频噪声。
电子设备的电磁兼容性设计要点是什么在当今科技飞速发展的时代,电子设备已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机、电脑到各类家用电器,从工业控制系统到航空航天设备,电子设备的应用无处不在。
然而,随着电子设备的数量不断增加,其工作频率和集成度也越来越高,电磁兼容性问题日益凸显。
电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称 EMC)是指电子设备在电磁环境中能够正常工作,且不对该环境中的其他设备产生不可接受的电磁干扰的能力。
为了确保电子设备的正常运行和可靠性,电磁兼容性设计成为了电子设备设计中至关重要的环节。
一、电磁兼容性设计的重要性电子设备在工作时会产生电磁辐射,同时也会受到来自外部的电磁干扰。
如果电磁兼容性设计不合理,可能会导致以下问题:1、设备性能下降电磁干扰可能会影响电子设备的信号传输、数据处理和控制精度,导致设备性能下降,甚至出现故障。
2、数据错误和丢失在数据传输过程中,电磁干扰可能会导致数据错误和丢失,影响设备的正常工作和数据的准确性。
3、缩短设备寿命长期处于电磁干扰环境中的电子设备,其元器件容易受到损害,从而缩短设备的使用寿命。
4、不符合法规标准许多国家和地区都制定了严格的电磁兼容性法规和标准,如果电子设备不符合这些要求,将无法上市销售。
因此,在电子设备的设计阶段,就必须充分考虑电磁兼容性问题,采取有效的设计措施,确保设备在复杂的电磁环境中能够稳定、可靠地工作。
二、电磁兼容性设计的基本原理电磁兼容性设计的基本原理是通过抑制干扰源的发射、切断干扰传播途径以及提高设备的抗干扰能力来实现。
1、抑制干扰源干扰源是产生电磁干扰的源头,常见的干扰源包括电源、时钟电路、数字信号处理器等。
通过优化电路设计、降低工作频率、采用屏蔽措施等方法,可以有效地抑制干扰源的发射。
2、切断干扰传播途径电磁干扰可以通过传导和辐射两种方式传播。
对于传导干扰,可以采用滤波、接地、屏蔽等措施来切断传播途径;对于辐射干扰,可以通过合理布局电路、使用屏蔽罩、减小天线效应等方法来降低辐射强度。
电磁兼容性设计指南电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是一个关乎电子产品设计的重要概念。
在现代社会中,电子设备的应用越来越广泛,而这些设备之间的电磁干扰问题也越来越突出。
为了保证各种电子设备在相互之间正常工作的同时,互不干扰,电磁兼容性的考虑就显得尤为重要。
首先,我们来了解一下电磁兼容性的基本概念。
EMC是指在电子系统中,各种电子设备之间或同一个设备内部,通过合理的设计和控制,使其能够在同一电磁环境中协调共存的能力。
也就是说,在一个电磁环境中,所有的设备都应该能够同时正常运行,而不会互相干扰,造成数据的错误传输、设备的损坏甚至系统的崩溃等现象。
那么,如何进行电磁兼容性设计呢?首先,我们应该从设备的物理结构入手。
合理的物理结构设计可以减少信号的辐射和敏感度,从而减少电磁干扰的可能性。
在PCB(Printed Circuit Board)的设计中,应注意减小线路长度和宽度,合理布局和靠近地面平面,减少信号的辐射。
同时,我们还可以利用屏蔽箱或者屏蔽罩进行电磁泄漏的控制。
这样的设计可以有效地减少电磁干扰,提高设备的免疫性。
其次,电磁兼容性设计中还需要关注设备的地线设计。
地线的设计是确保设备接地的重要一环。
正确的地线设计可以有效地减少电磁波的辐射和敏感度,提高电磁兼容性。
在地线设计中,应注意将安全地线和信号地线分离,防止相互干扰。
同时,要确保各个地线接口的接触电阻尽量小,以减少信号传输过程中的损耗。
另外,好的电磁兼容性设计还需要注重设备的电源设计。
电源设计中,应注意对电源滤波器的选型和布局。
合理使用滤波器可以有效地降低电源中的谐波和噪声,减少对其他设备的干扰。
此外,还可以采取地电位差和供电波形控制等方法,进一步提升设备的电磁兼容性。
最后,我们还需要考虑设备与外界电磁环境之间的相互影响。
这涉及到设备的辐射与敏感度问题。
辐射是指设备向外界发射的电磁波,敏感度是指设备受到外界电磁场干扰的程度。
电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计摘要:本文针对电子产品结构中的电磁兼容性设计展开分析,为使电磁兼容性设计满足正常使用要求,具备安全性与稳定性,对电磁兼容设计工作的重要性展开探讨,并对电磁兼容设计相关经验做出详细分析。
关键词:电子产品;电磁兼容性;实用经验0引言电子设备在使用中,难免遇到电磁干扰问题,合理应用电磁兼容技术就可以解决了这个电磁干扰问题。
本文针对电磁兼容性展开分析,并结合电磁干扰与电子产品电磁兼容性之间存在的关系加以阐述。
1概念电磁兼容性(EMC)指的是电子器件、电子设备或电子系统,在电磁环境中仍然能正常运行,且不会对所处环境带来不好的电磁骚扰。
EMC的主要要求有两个方面:一方面是正常运行的设备对所处环境带来的电磁骚扰(EMI)要低于某限值;另一方面是设备不会受到环境中其他电磁信号的骚扰。
为保证电子系统内各种设备能够互不干扰,要做好电磁兼容性设计。
2电磁兼容设计的具备方法2.1系统制备法系统制备法是在规划设计时,为提更高研发电磁兼容的效率而兴起的,该方法实现了多种先进技术的相互融合,将电磁干扰与兼容紧密连接起来。
能模拟出设计指标与参数,并加以计算优化。
2.2规范制备法在电子产品的电磁兼容设计中,规范制备法体现的是相关标准,可用于对产品设计的成果加以验证测试。
规范制备法虽然有局限性,但能从不同角度解决多种电磁兼容问题。
若安全标准太苛刻,会引起资源浪费,故制定的规范务必要合理。
2.3故障清除制备法在电子产品的电磁兼容设计中,故障清除制备法是最根本的设计方法。
能很快解决已发现的电磁干扰故障,但解决不了其他问题,在预防方面存在短板。
3电子兼容重要技术3.1电磁屏蔽技术电磁屏蔽技术需要借助实物对电磁干扰加以屏蔽,阻隔电磁能量的传播,能有效抑制电磁能量干扰,在电子设备中应用广泛。
电磁屏蔽技术主要有三种:电场屏蔽、磁场屏蔽,还有电磁场屏蔽。
其抑制效果取决于选材,最好选择那种导磁率、导电率高的材料,譬如钢板、铝箔铜板,或者使用金属镀层,还有导电涂料等。
电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计江苏省电子信息产品质量监督检验研究院胡寅秋1 引言随着科学技术的迅速发展,现代各种电子、电气、信息设备及家用电器的数量和种类越来越多,性能越来越先进,其使用场合和数量密度也越来越高。
这就使得电气电子系统内、设备内的相互干扰愈加严重。
在这种情况下,要保证设备在各种复杂的电磁环境中正常地工作,则在结构设计阶段就必须认真考虑电磁兼容性设计。
2 电磁干扰方式电子设备结构设计中常见的电磁干扰方式主要有:传导干扰传导干扰一般是指通过电源,电缆,布线系统,接地系统引起的串扰。
辐射干扰在高频情况下,电磁能量比较容易产生辐射。
通常,在MHz以上,辐射就较明显,当导线长度超过四分之一波长时,辐射功率将很大。
感应及耦合引起的干扰3 电磁兼容(EMC)设计的主要内容及方法电磁兼容设计的主要方法有屏蔽、滤波、接地等。
3.1屏蔽电磁屏蔽是利用金属板、网、盖、罩、盒等屏蔽体阻止或减小电磁能量传播所采取的一种结构措施。
常用的方法有静电屏蔽,磁屏蔽和电磁屏蔽。
电子设备结构设计人员在着手电磁兼容性设计时,必须根据产品所提出的抗干扰要求进行有针对性的电磁屏蔽设计。
(1)静电屏蔽静电屏蔽主要是为了抑制寄生电容的耦合,使电路由于分布电容泄漏出来的电磁能量经屏蔽接地而不致于串入其它电路,从而使干扰得到抑制。
静电屏蔽的基本方法是采用低电阻率材料作屏蔽体,在感应源与受感器之间加一块与机壳接触良好的金属隔板网、罩或盒。
可用铜、铝材做屏蔽外壳,要求不高的也可用钢材。
机壳必须是导电良好、稳定可靠的导电体。
静电屏蔽必须保证良好的接地,否则屏蔽效果将大大下降。
(2)磁屏蔽磁屏蔽主要是针对一些低阻抗源。
例如变压器、线圈及一些示波器、显示器就可考虑用磁屏蔽。
良好的低频屏蔽必须具有合适的电导率和高磁导率。
磁屏蔽的基本方法是用高磁导率材料,如铁镍合金、镍铅合金、纯铁、铜作屏蔽材料,做成屏蔽罩。
磁屏蔽罩在结构上按加工工艺不同一般可分为两类:一类为用平板坯料深冲成形的,另一类为焊接成形的。
(3)电磁屏蔽电磁屏蔽就是对高频电磁辐射的屏蔽。
电磁屏蔽的主要方法是用金属材料做成屏蔽壳体。
金属材料可以是铁磁性材料,也可以是非铁磁性材料,通过对电磁场的反射和吸收损耗起到屏蔽作用,具体选用哪种材料,则应根据工作频率(f )来确定。
其临界频率为)(1067.5220Hz tf ×=式中,t ——材料厚度(mm );当f >f0时,铁磁性材料比非铁磁性材料屏蔽效果好;当f <f0时,非铁磁材料比铁磁性材料屏蔽效果好。
一般来讲,频率大于1MHz 时,其屏蔽效能主要取决于吸收损耗。
就反射损耗而言,非铁磁材料比铁磁材料优越,反射损耗与材料厚度无关。
电磁屏蔽理论指出:电磁干扰在通过屏蔽体时,一部分被反射,未被反射的部分进入屏蔽层而被吸收转化为热能,剩余的部分则穿透屏蔽层,继续向外传播。
屏蔽体所具有的这种反射和吸收电磁波能量的能力被定义为屏蔽体的屏蔽效能。
假定屏蔽体是均质无缝的,则屏蔽体的屏蔽效能与干扰场的场型有关,其屏蔽效果可按下面的公式计算。
远场屏蔽效果:))(/log(10168131.0dB f f t SE r r r r σµµσ−+=近磁场屏蔽效果:))(/log(106.14131.02dB fr f t SE r r r r µσµσ++=近电场屏蔽效果:))(/log(10322131.023dB r f f t SE r r r r σµµσ−+=其中:SE (dB )——屏蔽效果;r (m )——屏蔽体到干扰源的距离;远场 πλ2<r ,近场 πλ2<r ; f (Hz )——干扰频率;σr ——相对导电率;μr ——相对导磁率;t ——材料厚度。
均匀无缝屏蔽体的屏蔽效能是很高的。
但是由于加工、装配及结构上的加工需要等原因,实际上屏蔽体都是不连续的,存有各种孔缝,屏蔽效能远远低于理想的计算值。
在高频段,由于波长变短,结构上的不连续性会造成射频泄漏,构件缝隙及孔、洞在电气上就变得举足轻重了。
一般所有1MHz 以上的电磁干扰都是通过屏蔽体的孔缝处泄漏造成的。
所以,在设计屏蔽结构件时必须注意电磁的连续性,避免孔缝的泄漏。
电磁学上的小孔是指其最大尺寸远小于信号波长的孔。
一个孔径的尺寸接近或超过波长时,则必须用铜丝屏蔽覆盖,或者用一组不加屏蔽的小孔代替单个大孔,或者用波导衰减器屏蔽大孔。
考虑到干扰场强的透入深度是随着频率的升高而减小的,因此所需材料的厚度也可随之减小。
当干扰频率f >1MHz 时,用0.5毫米的任何一种金属材料制成的屏蔽罩就能将场强减弱100倍以上。
这时选择材料及确定料厚时,应着重考虑材料的机械强度、刚度、工艺性及防腐、防潮等因素。
当f >10MHz 时,用0.1毫米厚的铜板制成屏蔽罩就能将场强减弱100倍以上,因此这时屏蔽罩可用敷铜箔材料制作。
当f >100MHz 时,可用绝缘材料经热压成型后,在表面镀以铜层、银层等制作屏蔽体。
非磁性金属材料不宜作低频的磁屏蔽体,因为在低频情况下,屏蔽效果主要靠屏蔽体的吸收损耗实现的。
为了达到一定的屏蔽效果,往往需要很厚的材料。
从透入深度r f p µµπδ0/= 可知,当f 为100MHz 时,若用铝板做屏蔽体,要使干扰场强衰减为表面数值的1/100时,则需用不小于40.1毫米厚的铝板,这是不现实的。
而选用高初磁导率软磁合金材料,只用1.7毫米就可以满足要求,且铁磁材料的磁导率愈高,屏蔽效果愈好。
铁磁材料不宜作高频电磁屏蔽材料。
虽然铁磁材料在高频情况下,屏蔽效果比非磁性金属材料好,但由于铁磁材料的电阻率大,并有磁滞现象,会使屏蔽电路能量消耗显著。
所以,在高频情况下,一般采用非铁磁性导电良好的金属材料做屏蔽体,如铜、铝或铜镀银等。
f 在103~108Hz 范围内才可采用钢板作屏蔽材料,对屏蔽屋而言(r >1m ),当f >3MHz 时,钢的屏蔽效能高于铜;对屏蔽盒而言(r <1m ),当f 在几十千赫至几兆赫时,薄钢板(0.1毫米)的效能低于薄铜板,随着厚度的增加,铜的屏蔽效能高于钢材的频段向低频区移动;镀层材料随用途而异,屏蔽效能以银、铜、锌为好,锡、铝较差。
3.2滤波电路中的干扰信号常常通过电源线、信号线、控制线等进入电路造成干扰,所以对公用电源线及通过干扰环境的导线一般均要设置滤波电路。
滤波方式可以分为有源滤波和无源滤波,滤波特性可根据需要设计成带通、高通、低通滤波器。
3.3接地接地问题在电磁兼容性设计中也是一个极其重要的问题,正确的接地方法可以减少或避免电路间的互相干扰。
根据不同的电路可用不同的接地方法。
3.3.1组合单元电路接地(1)串联一点接地由图1可以看出各点电位332321321)()(Z I U U U Z I I U U Z I I I U B A C A B A ++=++=++=设Z 1=Z 2=Z 3,则U A <U B <U C 。
这种情况下,一般把接地点放在低电平处,这种接地方法最简单,抑制干扰能力差,仅适用于低频电路。
(2)并联一点接地这种接地法各电路地电流自成回路,彼此独立。
避免了各单元电路的相互串扰,但接地电阻较大。
如图2所示,当工作频率较高时,地线产生辐射干扰。
所以,并联一点接地也仅适用于低频1MHz 以下电路。
(3)多点接地I 1 I 2 I 3 Z 1 Z 2 Z 3 A BC图1 电路 1 电路 2 电路 3 图2Z 1 Z 2 Z 3 图3 电路 1 电路 2 电路 3由图3可以看出,多点接地其接地电阻较小,在高于10MHz时可用多点接地,但此时总地线应适当宽些,长度也不宜过长,最好不超过0.15波长,同时,地线与机壳应绝缘。
3.3.2整机的接地整机接地方式也是保障产品电磁兼容性的主要措施之一。
由于其功能不同,故电路差别甚大,接地状况也不大相同。
一般常用的方法是:将模拟电路、数字电路、机壳分开,各自独立接地,避免相互间的干扰,最后三地合一接入大地,这种方式较好地抑制了电磁噪声,减少了数字信号和模拟信号之间的干扰。
4 结束语为了实现令人满意的屏蔽,设备壳体应有足够的屏蔽效果,以便将不希望有的信号强度衰减到足以获得系统/分系统/设备的最大的电磁兼容的电平。
所谓电磁兼容就是设备在预期的电磁环境中能正常工作的能力。
也就是说,设备和系统在规定的电磁环境中不受电磁干扰而降低工作性能;同时它所产生的干扰也不大于规定的极限电平,以免影响其它设备正常工作,从而达到所有设备之间互不干扰、共同运行的目的。
由此可见,电磁兼容是一个整机性能指标,它与结构设计的好坏有着密切的关系。
当然,结构设计得好,未必就能解决整机的电磁兼容指标;但是结构设计得不好,则极有可能导致整机电磁兼容设计的失败,这也是引起人们对电磁兼容结构设计重视的原因。
在设计一个新产品时,一开始就必须考虑到电磁兼容问题。
如果忽视了这一问题,到新产品度制时,干扰问题会暴露出来。
因此及早地解决电磁干扰问题不仅是行之有效的,而且会大大降低产品成本。