１電磁兼容設計中的實(shí)踐知識

●什么是電磁兼容性問(wèn)題？

電磁兼容問(wèn)題可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是電子電路、設備、系統在工作時(shí)由于相互干擾或受到外界的干擾，使其達不到預期技術(shù)指標。如裝于機柜內的由微處理器構成的控制電路受到裝在同一個(gè)機柜內的馬達的干擾的問(wèn)題。另一類(lèi)電磁兼容問(wèn)題，設備雖然沒(méi)有直接受到干擾的影響，仍達不到規定的功能性指標，但不能通過(guò)國家的電磁兼容標準，如計算機設備產(chǎn)生超過(guò)電磁發(fā)射標準規定的極限值，或在電磁敏感度、靜電敏感度等方面達不到要求。

●電子產(chǎn)品要滿(mǎn)足那些電磁兼容標準？

**產(chǎn)品要滿(mǎn)足GJB151A、GJB152A標準，民用設備要滿(mǎn)足GB9254、GB6833等標準或行業(yè)內規定的有關(guān)標準。**標準比民用標準嚴格得多。無(wú)論那一種標準，其測試都是十分復雜的，并對測試環(huán)境和設備有嚴格的要求，因此測試要到指定的實(shí)驗室進(jìn)行。

●使設備達到電磁兼容狀態(tài)的技術(shù)有哪些？

為了使設備或系統達到電磁兼容狀態(tài)，通常應用印制電路板設計、屏蔽機箱、電源線(xiàn)濾波、信號線(xiàn)濾波、接地、電纜設計等技術(shù)。

●做電磁兼容設計時(shí)有那些文獻資源可以利用？

國外在電磁兼容設計方面有許多手冊可以參考，國內除了一些國外設計規范的中文譯本外，還有“電磁兼容工程設計手冊”。如果要系統地學(xué)習電磁兼容知識，可以參考“電磁兼容原理”。另外北京瑞特電子技術(shù)公司編輯的《電磁兼容與電磁干擾抑制技術(shù)》刊物，提供了實(shí)用而新穎的內容。

２電磁屏蔽技術(shù)與材料

２.１電磁屏蔽的效果如何評價(jià)？

屏蔽體的有效性用屏蔽效能（ＳＥ）來(lái)表示，屏蔽效能的定義為：

SE＝20lg(E1/E2) dB

式中，Ｅ１是沒(méi)有屏蔽體時(shí)測得的場(chǎng)強，Ｅ２是有屏蔽體時(shí)測得的場(chǎng)強。屏蔽效能與場(chǎng)強衰減的關(guān)系如表２－１：

表２－１屏蔽效能與場(chǎng)強衰減的關(guān)系

屏蔽效能越高，每增加20dB的難度越大。民用設備的機箱一般僅需要40dB左右的屏蔽效能，而**設備的機箱一般需要60dB以上的屏蔽效能。

●什么材料可以作為屏蔽材料？

具有較高導電、導磁特性的材料可以作為屏蔽材料。常用的屏蔽材料有鋼板、鋁板、鋁箔銅板、銅箔等。隨著(zhù)對民用產(chǎn)品電磁兼容性要求的嚴格化，越來(lái)越多的廠(chǎng)家采取在塑料機箱上鍍鎳或銅的方法來(lái)實(shí)現屏蔽。

●電磁屏蔽與靜電屏蔽有什么不同？

電磁屏蔽指的是對電磁波的屏蔽，而靜電屏蔽指的是對靜電場(chǎng)的屏蔽。靜電屏蔽要求屏蔽體必須接地。影響屏蔽體電磁屏蔽效能的不是屏蔽體接地與否，而是屏蔽體導電連續性。破壞屏蔽體的導電連續性的因素有屏蔽體上不同部分的接縫、開(kāi)口等。電磁屏蔽對屏蔽體的導電性要求要比靜電屏蔽高得多。

●材料的屏蔽效能只與屏蔽材料有關(guān)嗎？

不是，對于實(shí)際的屏蔽機箱，屏蔽效能在更大程序上依賴(lài)于機箱的結構，即導電連續性。機箱上的接縫、開(kāi)口等都是電磁波的泄漏源。穿過(guò)機箱的電纜也是造成機箱屏蔽效能下降的主要原因。解決機箱縫隙電磁泄漏的方法是在縫隙處使用電磁密封襯墊。電磁密封襯墊是一種導電的彈性材料，它能夠保持縫隙處的導電連續性。

機箱上開(kāi)口的電磁泄漏與開(kāi)口的尺寸、輻射源的特性和輻射源到開(kāi)口的距離有關(guān)。通過(guò)適當的設計開(kāi)口尺寸和輻射源到開(kāi)口的距離能夠滿(mǎn)足屏蔽的要求。必要時(shí)可以使用截止波導管來(lái)達到即有開(kāi)口又能阻擋電磁波的目的。

屏蔽機箱上絕不允許有導線(xiàn)直接穿過(guò)。當導線(xiàn)必須穿過(guò)機箱時(shí)，一定要使用適當的濾波器，或對導線(xiàn)進(jìn)行適當的屏蔽。

●為什么實(shí)際屏蔽體的屏蔽效能往往遠低于屏蔽材料的屏蔽效能？

這是因為大部分設計人員在設計屏蔽箱時(shí)是按照靜電屏蔽原理進(jìn)行的，只重視了機箱的接地，而忽視了機箱的導電連續性和穿過(guò)機箱導線(xiàn)的處理。

●電磁密封襯墊有許多種類(lèi)，它們各有什么特點(diǎn)？

電磁密封襯墊有一個(gè)共同的特點(diǎn)：彈性和導電性。任何具備這個(gè)特性的材料都可以作為電磁密封襯墊使用。根據這個(gè)要求，現在有各種各樣的電磁密封襯墊主要的幾種如下：

a.導電橡膠：在橡膠中摻入導電顆粒，使這種復合材料既具有橡膠的彈性，又具有金屬的導電性。但由于要具有良好的屏蔽性能，需要在橡膠中摻入重量達７５％以上的導電顆粒，這已經(jīng)破壞了橡膠的結構，實(shí)際的導電橡膠已經(jīng)沒(méi)有了純橡膠的彈性好、拉伸強度高等特性。

b.雙重導電橡膠：與傳統的導電橡膠的區別在于，它不是在橡膠所有部分摻入導電顆粒，而僅在橡膠的外層摻入導電顆粒，這樣獲得的好處是既*大限度地保持了橡膠的彈性，又保證了導電性，是一種新型的屏蔽材料。這種材料的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低。

c.金屬編織網(wǎng)套：用金屬絲編織成的空心網(wǎng)套。這種材料具有彈性和導電性。

d.橡膠芯編織網(wǎng)套：以橡膠為芯的金屬編織網(wǎng)套。這種材料由于以彈性很好的橡膠為芯，因此彈性很好并且很耐壓。另外由于金屬網(wǎng)套具有很好的導電性，因此這種復合材料具有很好的彈性和導電性。

e.螺旋管襯墊：用不銹鋼或鈹銅卷成的螺旋管，具有很好的彈性，同時(shí)由于不銹鋼和鈹銅都是較好的導體，因此滿(mǎn)足彈性和導電性的要求。特別是用鍍錫鈹銅卷成的螺旋管具有很高的導電性，是目前屏蔽效能*高的屏蔽材料。

f.指形金屬片：用鈹銅作成的彈性金屬片材料。

g.定向金屬導電橡膠：在橡膠中填充方向一致的金屬絲，利用橡膠的彈性和金屬絲的導電性。

●各種電磁密封襯墊各有什么特點(diǎn)？

比較電磁密封襯墊的性能通常從屏蔽效能、彈性、壓縮長(cháng)久形變、有無(wú)環(huán)境密封性、價(jià)格等幾個(gè)方面比較。常用襯墊的比較如表２－２所示：

表２－２　各種電磁密封襯墊的特點(diǎn)

●電磁密封襯墊的屏蔽效能是怎樣測出來(lái)的？

有兩種方法，一種方法是測量屏蔽效能，如基于ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５或ＧＢ／Ｔ１２１９０－９０的方法，這種方法中將電磁密封襯墊直接安裝到縫隙處，測量縫隙的泄漏。另一種方法是轉移阻抗法如ＱＪ２８９２－９７《ＥＭＩ襯墊的測量與評價(jià)方法》，這種方法通過(guò)測量襯墊結合處的轉移阻抗來(lái)衡量襯墊的屏蔽效能。后一種方法得到越來(lái)越廣泛的應用。襯墊的轉移阻抗越低，屏蔽效能越高。

●在使用電磁密封襯墊時(shí)應注意什么？

首先根據設備的要求選用適當的襯墊，所謂的“適當”是指在屏蔽效能、安裝方式、價(jià)格、壽命等方面的綜合指標達到*優(yōu)。另外要考慮襯墊材料與屏蔽基體之間的電化學(xué)相容性。使用所有襯墊時(shí)，都要對襯墊的壓縮進(jìn)行限位，防止過(guò)量壓縮而造成襯墊的損壞。

●屏蔽機箱的通風(fēng)口怎樣處理？

當對通風(fēng)量的要求不高時(shí)，可以使用穿孔金屬板，只要孔的直徑足夠小，就能夠達到所所要求的屏蔽效能。當對通風(fēng)量的要求高時(shí)，必須使用截止波導通風(fēng)板（蜂窩板），否則不能兼顧屏蔽和通風(fēng)量的要求。如果對屏蔽要求不高，并且環(huán)境條件較好，可以使用鋁箔制成的蜂窩板，這種產(chǎn)品的價(jià)格低，但強度差，易損壞。如果對屏蔽的要求高，或環(huán)境惡劣（如**環(huán)境），則要使用銅制或鋼制蜂窩板，這種產(chǎn)品各方面性能優(yōu)越，但價(jià)格較高。

●什么是屏蔽膠帶，它有什么用途？

屏蔽膠帶是由銅箔或鋁箔等高導電性材料附上導電膠構成的。主要用于縫隙的屏蔽和電纜屏蔽層的端接。

●使用屏蔽膠帶時(shí)要注意什么問(wèn)題？

使用屏蔽膠帶時(shí)要注意用力壓緊，只有這樣才能使金屬箔與另一部分金屬實(shí)現良好電接觸，達到使機箱導電連續性的目的。

●選擇屏蔽產(chǎn)品時(shí)應考慮什么問(wèn)題？

在選擇屏蔽產(chǎn)品時(shí)應考慮下列因素：