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1、电磁兼容技术电磁兼容技术(第二章第二章)第1页，共34页，编辑于2022年，星期日11 电磁兼容领域的屏蔽技术电磁兼容领域的屏蔽技术我们已经接触了三种不同的屏蔽，分别是磁场屏蔽、电场屏蔽和电磁场屏蔽；三种屏蔽可以分别用于对付三种不同的干扰；磁场屏蔽对付电感耦合干扰；电场屏蔽对付电容耦合干扰；电磁场屏蔽对付电磁场耦合干扰；第2页，共34页，编辑于2022年，星期日课堂讨论：三种屏蔽的特点和区别课堂讨论：三种屏蔽的特点和区别从机理、对屏蔽材料的要求、屏蔽体的特点、导电性要求、屏蔽体表面连续性、接地等方面进行比较。第3页，共34页，编辑于2022年，星期日机理机理屏蔽体屏蔽体特点特点磁磁场场屏屏蔽蔽
2、高导磁材料对磁场屏蔽；高导磁材料对磁场屏蔽；利用涡流产生的磁场对噪利用涡流产生的磁场对噪声磁场进行屏蔽；声磁场进行屏蔽；高磁导率高磁导率高导电性高导电性要求导磁屏蔽体有一定的厚度；要求导磁屏蔽体有一定的厚度；要求导电屏蔽体有良好的导电性；要求导电屏蔽体有良好的导电性；要求屏蔽体完整；要求屏蔽体完整；电电场场屏屏蔽蔽利用接地的导电屏蔽体对利用接地的导电屏蔽体对噪声电场进行屏蔽噪声电场进行屏蔽高导电性高导电性屏蔽体要求良好接地；屏蔽体要求良好接地；高频噪声干扰要求屏蔽体完整；高频噪声干扰要求屏蔽体完整；电电磁磁场场屏屏蔽蔽利用金属材料对电磁波进利用金属材料对电磁波进行反射和吸收行反射和吸收与材料特
3、性密切相关；与材料特性密切相关；要求屏蔽体有一定的厚度；要求屏蔽体有一定的厚度；要求屏蔽体完整；要求屏蔽体完整；屏蔽体的表面影响效果；屏蔽体的表面影响效果；第4页，共34页，编辑于2022年，星期日如果用具有良好导电性能的金属材料，将系统包围起来，并将金属材料良好接地，就形成了一种能够同时对付磁场耦合干扰、电场耦合干扰和电磁场耦合干扰的“综合”屏蔽技术。屏蔽体产生涡流屏蔽体产生涡流（高频）磁场耦合干扰（高频）磁场耦合干扰接地的屏蔽体接地的屏蔽体电场耦合干扰电场耦合干扰金属屏蔽体金属屏蔽体电磁场耦合干扰电磁场耦合干扰第5页，共34页，编辑于2022年，星期日金属外壳的屏蔽作用金属外壳的屏蔽作用金
4、属外壳的确可以具有“综合”屏蔽效果；但是在实际中，其效果却会受到很多限制；通风口显示窗键盘指示灯电缆插座调节旋钮电源线缝隙第6页，共34页，编辑于2022年，星期日屏蔽体缝隙处电磁场的泄漏屏蔽体缝隙处电磁场的泄漏电磁场会从缝隙处泄漏屏蔽体第7页，共34页，编辑于2022年，星期日缝隙处的处理缝隙处的处理电磁密封衬垫缝隙第8页，共34页，编辑于2022年，星期日电磁密封衬垫的种类电磁密封衬垫的种类 金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的)导电橡胶(不同导电填充物的)指形簧片(不同表面涂覆层的)螺旋管衬垫(不锈钢的和镀锡铍铜的)导电布第9页，共34页，编辑于2022年，星期日指形簧片指形簧片第10页，共
5、34页，编辑于2022年，星期日螺旋管电磁密封衬垫螺旋管电磁密封衬垫第11页，共34页，编辑于2022年，星期日电磁密封衬垫的主要参数电磁密封衬垫的主要参数 屏蔽效能(关系到总体屏蔽效能)回弹力（关系到盖板的刚度和螺钉间距）最小密封压力（关系到最小压缩量）最大形变量（关系到最大压缩量）压缩永久形变（关系到允许盖板开关次数）电化学相容性（关系到屏蔽效能的稳定性）第12页，共34页，编辑于2022年，星期日电磁密封衬垫的安装方法电磁密封衬垫的安装方法绝缘漆环境密封第13页，共34页，编辑于2022年，星期日显示窗显示窗/器件的处理器件的处理隔离舱滤波器屏蔽窗滤波器第14页，共34页，编辑于2022
6、年，星期日操作器件的处理操作器件的处理第15页，共34页，编辑于2022年，星期日屏蔽电缆穿过屏蔽机箱的方法屏蔽电缆穿过屏蔽机箱的方法第16页，共34页，编辑于2022年，星期日22 电磁兼容领域的接地技术电磁兼容领域的接地技术“接地”都有哪些具体的含义？1、作为系统的电位参考点（零电位点）；2、为了保证人身和设备的安全的安全接地；3、电磁兼容领域为了确保电场屏蔽的效果；第17页，共34页，编辑于2022年，星期日作为系统的电位参考点（零电位点）作为系统的电位参考点（零电位点）电位参考点可以方便系统分析和工作。作为电位参考点，本质上并不要求它与“大地”同电位。如用于分析问题，则没有任何要求。用
7、于系统互联，只要求电位相同。第18页，共34页，编辑于2022年，星期日为了保证人身和设备的安全为了保证人身和设备的安全安全接地通过将设备的危险部位接到安全电位上，达到保证人身和设备的安全的目的。第19页，共34页，编辑于2022年，星期日安全接地的要求安全接地的要求1、要求接到安全电位（大多数情况下是大地电位）；2、要求接地可靠；3、主要考虑防止工频危险电压的危害；4、如果一个系统可以保证不对人身设备产生触电危害，可以不进行安全接地；第20页，共34页，编辑于2022年，星期日电磁兼容领域的接地电磁兼容领域的接地1、电磁兼容领域的电场屏蔽，要求良好“接大地”；2、不仅考虑直流和低频电场的屏蔽
8、，更重要的是高频电场的屏蔽；3、如果不在一点接地，或者是接地线较长，系统内不同部分之间的“地”电位可能存在差异，从而影响EMC的效果，甚至会产生公共阻抗干扰。第21页，共34页，编辑于2022年，星期日实现电磁兼容目的的实现电磁兼容目的的“接地接地”a、对于真正接“大地”的系统，可以利用一个“接地”完成三种接地的目的（电位参考、安全和EMC），而且可以利用同一个金属外壳完成三种屏蔽效果；b、对于不接“大地”的系统，情况又怎样呢？第22页，共34页，编辑于2022年，星期日浮地系统的电磁兼容浮地系统的电磁兼容所谓“浮地系统”，就是其“地”与其它系统的地不直接连接的系统，包括与大地隔离、与安全接地
9、隔离等等。第23页，共34页，编辑于2022年，星期日电磁兼容目的的接地怎样实现？关键是电场屏蔽第24页，共34页，编辑于2022年，星期日将系统的电位参考点与屏蔽层相连，使两者等电位；在噪声电场的作用下，屏蔽层的电位受到干扰；屏蔽层导电性能的提高可以减小各处电位的差异；在屏蔽层“均匀”噪声电场的“干扰”下，内部的电路受到“相同”的影响；相同的影响则很容易消除，从而达到抗干扰的目的；第25页，共34页，编辑于2022年，星期日屏蔽线的电磁兼容屏蔽线的电磁兼容屏蔽线：由芯线和屏蔽层组成第26页，共34页，编辑于2022年，星期日屏蔽层实现磁场屏蔽（涡流）、电磁场屏蔽，基本没有电场屏蔽的效果。屏蔽
10、层能实现磁场屏蔽、电磁场屏蔽和电场屏蔽屏蔽层实现磁场屏蔽（磁场抵消）、电磁场屏蔽，基本没有电场屏蔽的效果。屏蔽层实现电磁场屏蔽，基本没有电场屏蔽的效果，磁场耦合干扰严重。第27页，共34页，编辑于2022年，星期日对付频率不是很高的电场耦合干扰，单点接地的效果就很好。对付高频电场耦合干扰，采用多点接地，保证屏蔽层的“零电位”。“对低频（1MHz）和公共地面小的情况（10 MHz）和公共地面大的情况（波长的20分之一），用多点接地。第28页，共34页，编辑于2022年，星期日机架系统接地树机架系统接地树串并混合、分级、分类第29页，共34页，编辑于2022年，星期日 设备金属部件之间的低阻抗连接
11、称为搭接。例如：电缆屏蔽层与机箱之间搭接屏蔽体上不同部分之间的搭接 滤波器与机箱之间的搭接 不同机箱之间的地线搭接搭接搭接第30页，共34页，编辑于2022年，星期日搭接的形态和注意事项搭接的形态和注意事项4直接搭接：即搭接体间之直接连接；4间接搭接：即搭接体间以金属导线相连，其适合于经常移动的装备，以及将安装防震垫Shock Mounts的装备，间接搭接时应特别注意共振效应（Resonant Effect）,否则引入杂讯。4搭接的方法有熔接(Welding)、硬焊Brazing、软焊（Sweating）、砧接Swaging、铆接(Riveting)以及螺丝连接。4搭接时，金属面应予以清洁，不
12、得有油漆或其它杂物，搭接完成后，可涂以油漆或施以其它之防蚀保护。此外，搭接时应考虑不同金属之电化效应，并应尽量减少接触盐水、汽油等，以防电能作用。第31页，共34页，编辑于2022年，星期日印制电路板系统内的接地多层板印制电路板系统内的接地多层板信号信号1电源层电源层地线层地线层信号信号2低频高频在多层线路板中，专门用两层做电源和信号地线。信号线与地线之间的距离仅为线路板层间距离。而高频电路总是选择环路面积最小的路径流动。实际的高频电流总是在信号线正下方的地线面上流动，形成了最小的信号环路面积，从而减小了辐射。低频信号不一定走最小环路面积路径，但低频信号辐射较小。第32页，共34页，编辑于2022年，星期日地线面上的缝隙的影响可以在跨过长缝隙的关键线近旁（越近越好）增加一根横跨线，这样根据最小阻抗的原理，高频信号就自动流过这根导线，保持了较小的环路面积。第33页，共34页，编辑于2022年，星期日作作业业第34页，共34页，编辑于2022年，星期日