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      EMI抑制策略及屏蔽設計難點
      上海智洲電子有限公司   2011-05-26 03:16:43 作者:SystemMaster 來源: 文字大小:[][][]

      EMI抑制策略 2 R' g, m$ J4 z# d5 x! D/ a8 n4 T. H- i2 w% V2 q

            只有如金屬和鐵之類導磁率高的材料才能在極低頻率下達到較高屏蔽效率。這些材料的導磁率會隨著頻率增加而降低,另外如果初始磁場較強也會使導磁率降低,還有就是采用機械方法將屏蔽罩作成規定形狀同樣會降低導磁率。綜上所述,選擇用于屏蔽的高導磁性材料非常復雜,通常要向EMI屏蔽材料供貨商以及有關咨詢機構尋求解決方案。 6 V( t5 S% W% y5 E) Z+ S" ]3 U' b) _* K

      ( X在高頻電場下,采用薄層金屬作為外殼或內襯材料可達到良好的屏蔽效果,但條件是屏蔽必須連續,并將敏感部份完全遮蓋住,沒有缺口或縫隙(形成一個法拉第籠)。然而在實際中要制造一個無接縫及缺口的屏蔽罩是不可能的,由于屏蔽罩要分成多個部份進行制作,因此就會有縫隙需要接合,另外通常還得在屏蔽罩上打孔以便黏著與附加卡或裝配組件的聯機。 # v& z& L' @( @1 A# ~  S& J  Y. u+ l; A+ @% L7 a$ C9

       F設計屏蔽罩的困難在于制造過程中不可避免會產生孔隙,而且設備運行過程中還會需要用到這些孔隙。制造、面板聯機、通風口、外部監測窗口以及面板黏著組件等都需要在屏蔽罩上打孔,從而大大降低了屏蔽性能。盡管溝槽和縫隙不可避免,但在屏蔽設計中對與電路工作頻率波長有關的溝槽長度作仔細考慮是很有好處的。 ( Z+ [  P! [6 z1 M2 h( @7 T# t. {! }1 Y$ ], Z2

       Z任一頻率電磁波的波長為: 波長(λ)=光速(C)/頻率(Hz) 8 L- C% z; u3 m3 T, \% D' H5 x/ s4 e# ^$

      e當縫隙長度為波長(截止頻率)的一半時,RF波開始以20dB/10倍頻(1/10截止頻率)6dB/8倍頻(1/2截止頻率)的速率衰減。通常RF發射頻率越高衰減越嚴重,因為它的波長越短。當涉及到最高頻率時,必須要考慮可能會出現的任何諧波,不過實際上只需考慮一次及二次諧波即可。 7 O( B9 a& r  ]  k: D: L1 ~+ R3 |* G  `- R% x9 f, s8

           n一旦知道了屏蔽罩內RF輻射的頻率及強度,就可計算出屏蔽罩的最大允許縫隙和溝槽。例如如果需要對1GHz(波長為300mm)的輻射衰減26dB,150mm的縫隙將會開始產生衰減,因此當存在小于150mm的縫隙時,1GHz輻射就會被衰減。所以對1GHz頻率來講,若需要衰減20dB,則縫隙應小于15 mm(150mm1/10),需要衰減26dB時,縫隙應小于7.5 mm(15mm1/2以上),需要衰減32dB時,縫隙應小于3.75 mm(7.5mm1/2以上)。 8 L$ Z9 ]* e6 i6 L1 q) r  }8 v( I0 p% W) P! M3 X# {4 }

      ( i可采用合適的導電襯墊使縫隙大小限定在規定尺寸內,從而實現這種衰減效果。

       1 A5 w" F  z$ j0 O) i  R2 _2 f9 u+ [$ k6 I0 u8 R3 S

      % y屏蔽設計難點 + A9 I1 T7 C) a( S4 h3 s. y" e* \1 f) t1

          e由于接縫會導致屏蔽罩導通率下降,因此屏蔽效率也會降低。要注意低于截止頻率的輻射其衰減只取決于縫隙的長度直徑比,例如長度直徑比為3時可獲得100dB的衰減。在需要穿孔時,可利用厚屏蔽罩上面小孔的波導特性;另一種實現較高長度直徑比的方法是附加一個小型金屬屏蔽物,如一個大小合適的襯墊。上述原理及其在多縫情況下的推廣構成多孔屏蔽罩設計基礎。 3 C; v4 @5 S, H9 Z. I2 h$ b2 p( [9 g" L+ X& b

        k多孔薄型屏蔽層:多孔的例子很多,比如薄金屬片上的通風孔等等,當各孔間距較近時設計上必須要仔細考慮。下面是此類情況下屏蔽效率計算公式 # O7 |6 B- c2 s7 s7 e7 E+ F, U1 v" W) @7 a2

       ISE=[20lg (fc/o/σ)]-10lg n 其中 fc/o:截止頻率 n:孔洞數目 4 m, n0 K' ?, {! R: c0 {' p# f* }2

       q注意此公式僅適用于孔間距小于孔直徑的情況,也可用于計算金屬編織網的相關屏蔽效率。 . a, H; Y8 h$ D" c( \3 m* R" Q$ n% L

      3 X接縫和接點:電焊、銅焊或錫焊是薄片之間進行永久性固定的常用方式,接合部位金屬表面必須清理干凈,以使接合處能完全用導電的金屬填滿。不建議用螺釘或鉚釘進行固定,因為緊固件之間接合處的低阻接觸狀態不容易長久保持。 !

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