电磁兼容讲义-屏蔽设计
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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。
现代电磁屏蔽设计技术电磁屏蔽技术是电磁兼容技术的一个重要组成部分,是抑制辐射干扰的最有效手段。
在当前电磁频谱日趋密集,单位体积内电磁功率密度急剧增加,高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致系统电磁环境日益恶化的情况下,其重要性就显得更为突出。
本章将从工程设计人员的角度出发,本着“设备所要满足的标准→屏蔽设计所要达到的屏效指标→屏蔽原理及分类→屏蔽要素及控制→屏效指标确定→屏蔽设计方法→屏蔽材料特性及应用→工程屏蔽设计”的思路,并尽量结合工程实例,来讲述现代电磁屏蔽设计技术。
1、电磁辐射相关标准与所要求的屏效1.1 军用标准及所要求的屏效衡量设备是否达到电磁兼容的要求,其主要手段是确定设备是否满足相应的电磁兼容标准。
与电磁辐射发射与敏感度相关的军用电磁兼容标准为:GJB151A(151)/152A(152)—97(86) 军用分系统或设备电磁发射与敏感度要求(测试方法)。
根据军方的要求,98年以后新签的装备按GJB151A/152A执行,98以前签订的装备按GJB151/152执行。
GJB151A/152A在GJB151/152的基础上,等效采用了MIL—STD—461D/462D,与GJB151/152相比,在测试项目、频率范围、测试环境、测试方法等方面均发生了较大的变化。
表1.1给出了GJB151A/152A与GJB151/152的比较。
两个标准中,与屏蔽有直接关系的测试项目如表1.2所示,表1.3给出的GJB151A的测试要求。
表1.1 GJB 151A,152A与GJB151,152之比较从表1.3中可以看出,RE102和RS103是各类设备必做的测试项目,(RE02和RS03也是GJB151所要求必做的测试项目)。
在实际工程中,RE02(RE102)是最难通过的项目,我们以要求最高的陆军用设备的RE02(RE102)为例子说明其屏效的指标要求。
表中,A表示该要求适用;L表示该项要求应按标准相应条款加以限制;S表示由订购单位在订购规范中对适用性和极限要求作详细规定;空白栏表示该项要求不适用。