【正文】 屏蔽的電磁阻抗不同，使入射電磁電波產(chǎn)生反射作用。二是吸收，進(jìn)入金屬屏蔽內(nèi)的電磁波在金屬屏蔽內(nèi)傳播時(shí)，由于衰減而產(chǎn)生吸收作用。 屏蔽按機(jī)理可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 1031 電場(chǎng)屏蔽 ? 1．屏蔽機(jī)理 ? 將電場(chǎng)感應(yīng)看成分布電容間的耦合。一般采用電導(dǎo)率高的材料作屏蔽體，并將屏蔽體接地，使電力線在此終止，因而電場(chǎng)不會(huì)泄漏到屏蔽體外部。 ? 2．設(shè)計(jì)要點(diǎn) ? （ 1）屏蔽板靠近受保護(hù)物，同時(shí)接地良好； ? （ 2）屏蔽板的形狀對(duì)屏蔽效能的高低有明顯影響，全封閉的金屬盒最好，但工程中很難做 ? 到； ? （ 3）電場(chǎng)屏蔽以反射為主，以良導(dǎo)體為好，屏蔽體的厚度不宜過(guò)大，而以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要 ? 考慮因素。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 1032 磁場(chǎng)屏蔽 磁場(chǎng)屏蔽通常是指對(duì)直流或低頻磁場(chǎng)的屏蔽，其效果比電場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽要差得多。 1．屏蔽機(jī)理 主要是依靠高導(dǎo)磁材料所具有的低磁阻，給低頻磁通提供一個(gè)閉合回路，將其限制在屏 蔽體內(nèi)，使得屏蔽體內(nèi)部的磁場(chǎng)大為減弱。 2．設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1）選用高導(dǎo)磁材料，如坡莫合金： （ 2）增加屏蔽體的厚度，同時(shí)要與設(shè)備的重量相協(xié)調(diào)，減小屏蔽體的磁阻； PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? （ 3）被屏蔽的物體不要緊靠屏蔽體，以盡量減小通過(guò)被屏蔽物體體內(nèi)的磁通； ? （ 4）注意屏蔽體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，接縫、通風(fēng)孔等均可能增加屏蔽體的磁阻，從而降低屏蔽效果； ? （ 5）對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)的屏蔽可采用雙層磁屏蔽體的結(jié)構(gòu)。 ? 對(duì)要屏蔽外部強(qiáng)磁場(chǎng)的情況，則屏蔽體的外層選用不易飽和的材料，如硅鋼；而內(nèi)部可選用容易達(dá)到飽和的高導(dǎo)磁材料，如坡莫合金等。若需接地時(shí)，可選用非鐵磁材料 (如銅、鋁 )做支撐件。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 1033 電磁場(chǎng)屏蔽 ? 電磁場(chǎng)屏蔽是利用屏蔽體阻止電磁場(chǎng)在空間傳播的一種措施。 ? 1．電磁場(chǎng)屏蔽的機(jī)理 ? （ 1）當(dāng)電磁波到達(dá)屏蔽體表面時(shí)，由于空氣與金屬的交界面上阻抗的不連續(xù)，對(duì)入射波產(chǎn)生反射。這種反射不要求屏蔽材料必須有一定的厚度，只要求交界面上的不連續(xù)。 ? （ 2）未被表面反射掉而進(jìn)入屏蔽體的能量，在體內(nèi)向前傳播的過(guò)程中，被屏蔽材料所衰減，也就是所謂的吸收。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 （ 3）在屏蔽體內(nèi)尚未衰減掉的剩余能量，傳到材料的另 _一表面時(shí)，遇到金屬一空氣阻抗不連續(xù)的交界面，會(huì)形成再次反射，并重新返回屏蔽體內(nèi)。這種反射在兩個(gè)金屬的交界面上可能有多次的反射。 總之，電磁屏蔽體對(duì)電磁的衰減，主要是利用屏蔽體在高頻磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生反方向的渦流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)抵消而消除高頻磁場(chǎng)干擾的。如果屏蔽體不完整，則渦流的效果降低，導(dǎo)致電磁場(chǎng)泄漏，屏蔽效果將大打折扣。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 2．結(jié)構(gòu)材料 ? （ 1）適用于底板和機(jī)殼的材料大多數(shù)是良導(dǎo)體，如銅、鋁等，可以屏蔽電場(chǎng)。主要的屏蔽機(jī)理是反射信號(hào)而不是吸收。 ? （ 2）磁場(chǎng)的屏蔽需要鐵磁材料，如高導(dǎo)磁率合金和鐵。主要的屏蔽機(jī)理是吸收而不是反射。 ? （ 3）強(qiáng)電磁環(huán)境中，要求材料能屏蔽電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩種成分一因此需要結(jié)構(gòu)上完好的鐵磁材料。屏蔽效率直接受材料的厚度以及搭接和接地方法好壞的影響。 ? （ 4）對(duì)于塑料殼體，應(yīng)在其內(nèi)壁噴涂屏蔽層，或在汽塑時(shí)摻入金屬纖維。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 1034 搭接 ? 1．在底板和機(jī)殼的每一條縫隙和不連續(xù)處要盡可能好地搭接。保證接縫處金屬對(duì)金屬的接觸，以防止電磁能的泄漏和輻射。 ? 2．在可能的情況下，接縫應(yīng)焊接；在條件受限制的情況下，可用點(diǎn)焊、小間距的鉚接和用螺釘來(lái)固定。 ? 3．在不加導(dǎo)電襯墊時(shí)，螺釘間距一般應(yīng)小于最高工作頻率的 1％，至少不大于 l／ 20波長(zhǎng)。 ? 用釘或鉚接進(jìn)行搭接時(shí)，應(yīng)首先在縫的中部搭接好，然后逐漸向兩端延伸，以防金屬表面的彎曲，保證緊固有足夠的壓力，以便在有變形應(yīng)力、沖擊、震動(dòng)時(shí)保持表面接觸。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 4．接縫不平整的地方或可移動(dòng)的面板處，必須使用導(dǎo)電襯墊或指形彈簧材料。 ? 5．選擇高導(dǎo)電率的和彈性好的襯墊。選擇襯墊時(shí)要考慮結(jié)合處使用的頻率。選擇硬韌性材料做成的襯墊，以便劃破金屬上的任何表面。保證同襯墊材料配合的金屬表面沒(méi)有任何非導(dǎo)電保護(hù)層。 ? 6．當(dāng)需要活動(dòng)接觸時(shí)，使用指形壓簧，并要注意保持彈性指簧的壓力。 ? 7．導(dǎo)電橡膠襯墊用在鋁金屬表面時(shí)，要注意電化腐蝕作用。純銀填料的橡膠將出現(xiàn)最嚴(yán)重的電化腐蝕。銀鍍鋁填料的導(dǎo)電橡膠是鹽霧環(huán)境下用于鋁金屬配合表面的最好襯墊材料。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 1035 穿透和開口 ? 1．要注意由于電纜穿過(guò)機(jī)殼使整體屏蔽效能降低的程度。典型的未濾波的導(dǎo)線穿過(guò)屏蔽體時(shí)，屏蔽效能降低 30dB以上。 ? 2．電源線進(jìn)入機(jī)殼時(shí)，全部應(yīng)通過(guò)濾波器盒。濾波器的輸入端最好能穿出到屏蔽機(jī)殼外；若濾波器結(jié)構(gòu)不宜穿出機(jī)殼，則應(yīng)在電源線進(jìn)入機(jī)殼處專為濾波器設(shè)置一個(gè)隔離艙。信號(hào)線、控制線進(jìn)穿出機(jī)殼時(shí)，要通過(guò)適當(dāng)?shù)臑V波器。具有濾波插針的多芯連接器適于這種場(chǎng)合使用。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 1035 穿透和開口 ? 1．要注意由于電纜穿過(guò)機(jī)殼使整體屏蔽效能降低的程度。典型的未濾波的導(dǎo)線穿過(guò)屏蔽體時(shí)，屏蔽效能降低 30dB以上。 ? 2．電源線進(jìn)入機(jī)殼時(shí)，全部應(yīng)通過(guò)濾波器盒。濾波器的輸入端最好能穿出到屏蔽機(jī)殼外；若濾波器結(jié)構(gòu)不宜穿出機(jī)殼，則應(yīng)在電源線進(jìn)入機(jī)殼處專為濾波器設(shè)置一個(gè)隔離艙。信號(hào)線、控制線進(jìn)穿出機(jī)殼時(shí)，要通過(guò)適當(dāng)?shù)臑V波器。具有濾波插針的多芯連接器適于這種場(chǎng)合使用。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 10． 4 電源的電磁兼容設(shè)計(jì) ? 供電電源常由于負(fù)載的通斷過(guò)渡過(guò)程、半導(dǎo)體器件的非線性、脈沖設(shè)備及雷電的耦合等因素，而成為電磁干擾源。 ? 在直流電源回路中，負(fù)載的變化會(huì)引起電源噪聲。當(dāng)電路從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)時(shí)，就會(huì)在電源線上產(chǎn)生很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 10． 4． 1 電源的噪聲 ? 1．電源噪聲的來(lái)源 ? 在 PCB中由電源和地造成的電磁兼容問(wèn)題主要有兩種，一種是電源噪聲，即是在該數(shù)字電路系統(tǒng)中， DSP電路、 CPU、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器件和其他數(shù)字邏輯電路在工作過(guò)程中邏輯狀態(tài)高速變換，造成系統(tǒng)電流和電壓變化而產(chǎn)生的噪聲，溫度變化時(shí)的直流噪聲以及供電電源本身產(chǎn)生的噪聲等。另一種是地線噪聲，即在系統(tǒng)內(nèi)，如果在各部分的地線之間出現(xiàn)電位差或者存在接地阻抗便會(huì)引起接地噪聲。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 2．電源噪聲的影響 ? 在眾多的電子產(chǎn)品中大量地應(yīng)用了數(shù)字器件、模擬器件及數(shù)字模擬混合器件，如 DSP芯片、 CPU、動(dòng)態(tài) RAM、 D／ A變換器和其他數(shù)字邏輯器件等，當(dāng)設(shè)備工作時(shí)這些器件同時(shí)工作會(huì)使電路板內(nèi)的電源電壓和地電平波動(dòng)，導(dǎo)致信號(hào)波形產(chǎn)生尖峰過(guò)沖或衰減震蕩，造成數(shù)字 IC電路的噪聲容限下降，從而引起誤動(dòng)作 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 10． 4． 2 電源的電磁兼容設(shè)計(jì)方法 ? 根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加大電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)，使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 1．采用交流電源濾波器 ? 由于交流電源濾波器是低通濾波器，不妨礙低頻電能的通過(guò)，而對(duì)高頻電磁干擾呈高阻狀態(tài)，有較強(qiáng)的抑制能力。 ? 使用交流電源濾波器時(shí)，應(yīng)根據(jù)其兩端阻抗和要求的插入衰減系數(shù)選擇濾波器的型式。 ? 要注意其承受電壓和導(dǎo)通電流的能力，屏蔽與機(jī)殼要電氣接觸良好，地線要盡量短，截面足夠大，進(jìn)出線要遠(yuǎn)離，而且濾波器應(yīng)盡量靠近供電電源。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 2．采用電源變壓器加靜電屏蔽 ? 由于電源變壓器一、二次側(cè)問(wèn)存在分布電容，進(jìn)入電源變壓器一次側(cè)的高頻干擾能通過(guò)分布電容耦合到電源變壓器的二次側(cè)。在電源變壓器的一、二次側(cè)間增加靜電屏蔽后，該屏蔽與繞組間形成新的分布電容。 ? 將屏蔽接地，可以將高頻干擾通過(guò)這一新的分布電容引入地，從而起到抗電磁干擾的作用。靜電屏蔽應(yīng)選擇導(dǎo)電性好的材料，且首尾端不可閉合，以免造成短路。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 3．脈沖電壓的吸收 ? 對(duì)脈沖電壓的電磁干擾可以采用壓敏電阻、固體放電管或瞬態(tài)電壓抑制二極管來(lái)吸收。當(dāng)脈沖電壓吸收器件承受一個(gè)高能量的瞬態(tài)電壓脈沖時(shí)，其工作阻抗能夠立即降到很低，允許通過(guò)很大的電流、吸收很大的功率，從而將電壓鉗制在允許的范圍內(nèi)。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 10． 4． 3 電源供電電路設(shè)計(jì)中的退耦電容 ? 電源供電電路電磁兼容設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐笋铍娙?。退耦電容可以抑制因?fù)載變化而產(chǎn)生的噪