電磁屏蔽基本原理介紹.doc

. 在電子設(shè)備及電子產(chǎn)品中，電磁干擾（Electromagnetic Interference）能量通過(guò)傳導(dǎo)性耦合和輻射性耦合來(lái)進(jìn)行傳輸。為滿足電磁兼容性要求，對(duì)傳導(dǎo)性耦合需采用濾波技術(shù)，即采用EMI濾波器件加以抑制；對(duì)輻射性耦合則需采用屏蔽技術(shù)加以抑制。在當(dāng)前電磁頻譜日趨密集、單位體積內(nèi)電磁功率密度急劇增加、高低電平器件或設(shè)備大量混合使用等因素而導(dǎo)致設(shè)備及系統(tǒng)電磁環(huán)境日益惡化的情況下，其重要性就顯得更為突出。 屏蔽是通過(guò)由金屬制成的殼、盒、板等屏蔽體，將電磁波局限于某一區(qū)域內(nèi)的一種方法。由于輻射源分為近區(qū)的電場(chǎng)源、磁場(chǎng)源和遠(yuǎn)區(qū)的平面波，因此屏蔽體的屏蔽性能依據(jù)輻射源的不同，在材料選擇、結(jié)構(gòu)形狀和對(duì)孔縫泄漏控制等方面都有所不同。在設(shè)計(jì)中要達(dá)到所需的屏蔽性能，則需首先確定輻射源，明確頻率范圍，再根據(jù)各個(gè)頻段的典型泄漏結(jié)構(gòu)，確定控制要素，進(jìn)而選擇恰當(dāng)?shù)钠帘尾牧?，設(shè)計(jì)屏蔽殼體。 屏蔽體對(duì)輻射干擾的抑制能力用屏蔽效能SE（Shielding Effectiveness）來(lái)衡量，屏蔽效能的定義:沒(méi)有屏蔽體時(shí)，從輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g某一點(diǎn)(P)的場(chǎng)強(qiáng) 1（ 1）和加入屏蔽體后，輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g同一點(diǎn)(P)的場(chǎng)強(qiáng) 2（ 2）之比，用dB（分貝）表示。 圖1 屏蔽效能定義示意圖屏蔽效能表達(dá)式為 (dB) 或 （dB） 工程中，實(shí)際的輻射干擾源大致分為兩類：類似于對(duì)稱振子天線的非閉合載流導(dǎo)線輻射源和類似于變壓器繞組的閉合載流導(dǎo)線輻射源。由于電偶極子和磁偶極子是上述兩類源的最基本形式，實(shí)際的輻射源在空間某點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)，均可由若干個(gè)基本源的場(chǎng)疊加而成(圖2)。因此通過(guò)對(duì)電偶極子和磁偶極子所產(chǎn)生的場(chǎng)進(jìn)行分析，就可得出實(shí)際輻射源的遠(yuǎn)近場(chǎng)及波阻抗和遠(yuǎn)、近場(chǎng)的場(chǎng)特性，從而為屏蔽分類提供良好的理論依據(jù)。 圖2 兩類基本源在空間所產(chǎn)生的疊加場(chǎng) 遠(yuǎn)近場(chǎng)的劃分是根據(jù)兩類基本源的場(chǎng)隨1/r（場(chǎng)點(diǎn)至源點(diǎn)的距離）的變化而確定的， 為遠(yuǎn)近場(chǎng)的分界點(diǎn)，兩類源在遠(yuǎn)近場(chǎng)的場(chǎng)特征及傳播特性均有所不同。 表1 兩類源的場(chǎng)與傳播特性 場(chǎng)源類型近場(chǎng)（ ）遠(yuǎn)場(chǎng)( ) 場(chǎng)特性傳播特性場(chǎng)特性傳播特性電偶極子非平面波以 衰減平面波以 衰減磁偶極子非平面波以 衰減平面波以 衰減 波阻抗 為空間某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度之比，場(chǎng)源不同、遠(yuǎn)近場(chǎng)不同，則波阻抗也有所不同，表2與圖3分別用圖表給出了 的波阻抗特性。 表2 兩類源的波阻抗 場(chǎng)源類型波阻抗 （）近場(chǎng)（ ） 遠(yuǎn)場(chǎng)（ ）電偶極子120 120磁偶極子120 120 能量密度包括電場(chǎng)分量能量密度和磁場(chǎng)分量能量密度，通過(guò)對(duì)由同一場(chǎng)源所產(chǎn)生的電場(chǎng)、磁場(chǎng)分量的能量密度進(jìn)行比較，可以確定場(chǎng)源在不同區(qū)域內(nèi)何種分量占主要成份，以便確定具體的屏蔽分類。能量密度的表達(dá)式由下列公式給出: 電場(chǎng)分量能量密度 磁場(chǎng)分量能量密度 場(chǎng)源總能量密度 表3 兩類源的能量密度 場(chǎng)源類型能量密度比較近場(chǎng)（ ）遠(yuǎn)場(chǎng)（ ）電偶極子磁偶極子 表3給出了兩種場(chǎng)源在遠(yuǎn)、近場(chǎng)的能量密度。從表中可以看出，兩類源的近場(chǎng)有很大的區(qū)別，電偶極子的近場(chǎng)能量主要為電場(chǎng)分量，可忽略磁場(chǎng)分量；磁偶極子的近場(chǎng)能量主要為磁場(chǎng)分量，可忽略電場(chǎng)分量；兩類源在遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)、磁場(chǎng)分量均必須同時(shí)考慮。屏蔽類型依據(jù)上述分析可以進(jìn)行以下分類： 表4 屏蔽分類 場(chǎng)源類型近場(chǎng)（ ） 遠(yuǎn)場(chǎng)（ ）電偶極子（非閉合載流導(dǎo)線）電屏蔽（包括靜電屏蔽）電磁屏蔽磁偶極子（閉合載流導(dǎo)線）磁屏蔽（包括恒定磁場(chǎng)屏蔽）電磁屏蔽 電屏蔽的實(shí)質(zhì)是減小兩個(gè)設(shè)備（或兩個(gè)電路、組件、元件）間電場(chǎng)感應(yīng)的影響。電屏蔽的原理是在保證良好接地的條件下，將干擾源所產(chǎn)生的干擾終止于由良導(dǎo)體制成的屏蔽體。因此，接地良好及選擇良導(dǎo)體做為屏蔽體是電屏蔽能否起作用的兩個(gè)關(guān)鍵因素。 磁屏蔽的原理是由屏蔽體對(duì)干擾磁場(chǎng)提供低磁阻的磁通路，從而對(duì)干擾磁場(chǎng)進(jìn)行分流，因而選擇鋼、鐵、坡莫合金等高磁導(dǎo)率的材料和設(shè)計(jì)盒、殼等封閉殼體成為磁屏蔽的兩個(gè)關(guān)鍵因素。電磁屏蔽的原理是由金屬屏蔽體通過(guò)對(duì)電磁波的反射和吸收來(lái)屏蔽輻射干擾源的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，即同時(shí)屏蔽場(chǎng)源所產(chǎn)生的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分量。由于隨著頻率的增高，波長(zhǎng)變得與屏蔽體上孔縫的尺寸相當(dāng)，從而導(dǎo)致屏蔽體的孔縫泄漏成為電磁屏蔽最關(guān)鍵的控制要素。 屏蔽體的泄漏耦合結(jié)構(gòu)與所需抑制的電磁波頻率密切相關(guān)，三類屏蔽所涉及的頻率范圍及控制要素如表5所示： 表5 泄漏耦合結(jié)構(gòu)與控制要素 屏蔽類型磁屏蔽電屏蔽電磁屏蔽頻率范圍10kHz500kHz 1MHz500MHz 500MHz40GHz 泄漏耦合結(jié)構(gòu)屏蔽體殼體屏蔽體殼體及接地孔縫及接地控制要素合理選擇殼體材料合理選擇殼體材料，良好接地抑制孔縫泄漏，良好接地 實(shí)際屏蔽體上同時(shí)存在多個(gè)泄漏耦合結(jié)構(gòu)（n個(gè)），設(shè)機(jī)箱接縫、通風(fēng)孔、屏蔽體壁板等各泄漏耦合結(jié)構(gòu)的單獨(dú)屏蔽效能（如只考慮接縫）為SEi（i=1,2,，n），則屏蔽體總的屏蔽效能 由上式可以看出，屏蔽體的屏蔽效能是由各個(gè)泄漏耦合結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生最大泄漏耦合的結(jié)構(gòu)所決定的，即由屏蔽最薄弱的環(huán)節(jié)所決定的。因此進(jìn)行屏蔽設(shè)計(jì)時(shí)，明確不同頻段的泄漏耦合結(jié)構(gòu)，確定最大泄漏耦合要素是其首要的設(shè)計(jì)原則。在三類屏蔽中，磁屏蔽和電磁屏蔽的難度較大。尤其是電磁屏蔽設(shè)計(jì)中的孔縫泄漏抑制最為關(guān)鍵，成為屏蔽設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的首要因素。 圖4 典型機(jī)柜結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù)孔耦合理論，決定孔縫泄漏量的因素主要有兩個(gè)：孔縫面積和孔縫最大線度尺寸。兩者皆大，則泄漏最為嚴(yán)重；面積小而最大線度尺寸大則電磁泄漏仍然較大。 圖4所示為一典型機(jī)柜示意圖，上面的孔縫主要分為四類： 機(jī)箱（機(jī)柜）接縫 該類縫雖然面積不大，但其最大線度尺寸即縫長(zhǎng)卻非常大，由于維修、開(kāi)啟等限制，致使該類縫成為電子設(shè)備中屏蔽難度最大的一類孔縫，采用導(dǎo)電襯墊等特殊屏蔽材料可以有效地抑制電磁泄漏。該類孔縫屏蔽設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于：合理地選擇導(dǎo)電襯墊材料并進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃慰刂啤?通風(fēng)孔 該類孔面積和最大線度尺寸較大，通風(fēng)孔設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于通風(fēng)部件的選擇與裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在滿足通風(fēng)性能的條件下，應(yīng)盡可能選用屏效較高的屏蔽通風(fēng)部件。 觀察孔與顯示孔 該類型孔面積和最大線度尺寸較大，其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于屏蔽透光材料的選擇與裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 連接器與機(jī)箱接縫這類縫的面積與最大線度尺寸均不大，但由于在高頻時(shí)導(dǎo)致連接器與機(jī)箱的接觸阻抗急劇增大，從而使得屏蔽電纜的共模傳導(dǎo)發(fā)射變大，往往導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備的輻射發(fā)射出現(xiàn)超標(biāo)，為此應(yīng)采用導(dǎo)電橡膠等連接器導(dǎo)電襯墊。綜上所述，孔縫抑制的設(shè)計(jì)要點(diǎn)歸納為：合理選擇屏蔽材料；合理設(shè)計(jì)安裝互連結(jié)構(gòu)。電磁屏蔽 電磁屏蔽是解決電磁兼容問(wèn)題的重要手段之一。大部分電磁兼容問(wèn)題都可以通過(guò)電磁屏蔽來(lái)解決。用電磁屏蔽的方法來(lái)解決電磁干擾問(wèn)題的最大好處是不會(huì)影響電路的正常工作，因此不需要對(duì)電路做任何修改。 1 選擇屏蔽材料屏蔽體的有效性用屏蔽效能來(lái)度量。屏蔽效能是沒(méi)有屏蔽時(shí)空間某個(gè)位置的場(chǎng)強(qiáng)E1與有屏蔽時(shí)該位置的場(chǎng)強(qiáng)E2的比值，它表征了屏蔽體對(duì)電磁波的衰減程度。用于電磁兼容目的的屏蔽體通常能將電磁波的強(qiáng)度衰減到原來(lái)的百分之一至百萬(wàn)分之一，因此通常用分貝來(lái)表述屏蔽效能，這時(shí)屏蔽效能的定義公式為：SE = 20 lg ( E1/ E2 ) (dB)用這個(gè)定義式只能測(cè)試屏蔽材料的屏蔽效能，而無(wú)法確定應(yīng)該使用什么材料做屏蔽體。要確定使用什么材料制造屏蔽體，需要知道材料的屏蔽效能與材料的什么特性參數(shù)有關(guān)。工程中實(shí)用的表征材料屏蔽效能的公式為： SE = A + R (dB)式中的A稱為屏蔽材料的吸收損耗，是電磁波在屏蔽材料中傳播時(shí)發(fā)生的，計(jì)算公式為：A=3.34t（frr） (dB)t = 材料的厚度，r = 材料的磁導(dǎo)率，r = 材料的電導(dǎo)率，對(duì)于特定的材料，這些都是已知的。f = 被屏蔽電磁波的頻率。式中的R稱為屏蔽材料的反射損耗，是當(dāng)電磁波入射到不同媒質(zhì)的分界面時(shí)發(fā)生的，計(jì)算公式為：R=20lg（ZW/ZS）(dB)式中，Zw=電磁波的波阻抗，Zs=屏蔽材料的特性阻抗。電磁波的波阻抗定義為電場(chǎng)分量與磁場(chǎng)分量的比值：Zw = E / H。在距離輻射源較近（/2，稱為遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)）時(shí)，波波阻抗僅與電場(chǎng)波傳播介質(zhì)有關(guān)，其數(shù)值等于介質(zhì)的特性阻抗，空氣為377。屏蔽材料的阻抗計(jì)算方法為：ZS=3.6810-7(fr/r) ()f=入射電磁波的頻率(Hz），r=相對(duì)磁導(dǎo)率，r=相對(duì)電導(dǎo)率從上面幾個(gè)公式，就可以計(jì)算出各種屏蔽材料的屏蔽效能了，為了方便設(shè)計(jì)，下面給出一些定性的結(jié)論。在近場(chǎng)區(qū)設(shè)計(jì)屏蔽時(shí)，要分別考慮電場(chǎng)波和磁場(chǎng)波的情況；屏蔽電場(chǎng)波時(shí)，使用導(dǎo)電性好的材料，屏蔽磁場(chǎng)波時(shí)，使用導(dǎo)磁性好的材料；同一種屏蔽材料，對(duì)于不同的電磁波，屏蔽效能使不同的，對(duì)電場(chǎng)波的屏蔽效能最高，對(duì)磁場(chǎng)波的屏蔽效能最低，也就是說(shuō)，電場(chǎng)波最容易屏蔽，磁場(chǎng)波最難屏蔽；一般情況下，材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性越好，屏蔽效能越高；屏蔽電場(chǎng)波時(shí)，屏蔽體盡量靠近輻射源，屏蔽磁場(chǎng)源時(shí)，屏蔽體盡量遠(yuǎn)離磁場(chǎng)源；有一種情況需要特別注意，這就是1kHz以下的磁場(chǎng)波。這種磁場(chǎng)波一般由大電流輻射源產(chǎn)生，例如，傳輸大電流的電力線，大功率的變壓器等。對(duì)于這種頻率很低的磁場(chǎng)，只能采用高導(dǎo)磁率的材料進(jìn)行屏蔽，常用的材料是含鎳80%左右的坡莫合金。 2 孔洞和縫隙的電磁泄漏與對(duì)策一般除了低頻磁場(chǎng)外，大部分金屬材料可以提供100dB以上的屏蔽效能。但在實(shí)際中，常見(jiàn)的情況是金屬做成的屏蔽體，并沒(méi)有這么高的屏蔽效能，甚至幾乎沒(méi)有屏蔽效能。這是因?yàn)樵S多設(shè)計(jì)人員沒(méi)有了解電磁屏蔽的關(guān)鍵。 首先，需要了解的是電磁屏蔽與屏蔽體接地與否并沒(méi)有關(guān)系。這與靜電場(chǎng)的屏蔽不同，在靜電中，只要將屏蔽體接地，就能夠有效地屏蔽靜電場(chǎng)。而電磁屏蔽卻與屏蔽體接地與否無(wú)關(guān)，這是必須明確的。 電磁屏蔽的關(guān)鍵點(diǎn)有兩個(gè)，一個(gè)是保證屏蔽體的導(dǎo)電連續(xù)性，即整個(gè)屏蔽體必須是一個(gè)完整的、連續(xù)的導(dǎo)電體。另一點(diǎn)是不能有穿過(guò)機(jī)箱的導(dǎo)體。對(duì)于一個(gè)實(shí)際的機(jī)箱，這兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)起來(lái)都非常困難。首先，一個(gè)實(shí)用的機(jī)箱上會(huì)有很多孔洞和孔縫：通風(fēng)口、顯示口、安裝各種調(diào)節(jié)桿的開(kāi)口、不同部分結(jié)合的縫隙等。屏蔽設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是如何妥善處理這些孔縫，同時(shí)不會(huì)影響機(jī)箱的其他性能（美觀、可維性、可靠性）。其次，機(jī)箱上總是會(huì)有電纜穿出（入），至少會(huì)有一條電源電纜。這些電纜會(huì)極大地危害屏蔽體，使屏蔽體的屏蔽效能降低數(shù)十分貝。妥善處理這些電纜是屏蔽設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一（穿過(guò)屏蔽體的導(dǎo)體的危害有時(shí)比孔縫的危害更大）。當(dāng)電磁波入射到一個(gè)孔洞時(shí)，其作用相當(dāng)于一個(gè)偶極天線（圖1），當(dāng)孔洞的長(zhǎng)度達(dá)到/2時(shí)，其輻射效率最高（與孔洞的寬度無(wú)關(guān)），也就是說(shuō)，它可以將激勵(lì)孔洞的全部能量輻射出去。對(duì)于一個(gè)厚度為0材料上的孔洞，在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)中，最壞情況下（造成最大泄漏的極化方向）的屏蔽效能（實(shí)際情況下屏蔽效能可能會(huì)更大一些）計(jì)算公式為：SE=100 - 20lgL - 20lg f + 20lg 1 + 2.3lg(L/H) (dB)若 L /2，SE = 0 (dB) 式中各量：L = 縫隙的長(zhǎng)度（mm），H = 縫隙的寬度（mm），f = 入射電磁波的頻率（MHz）。在近場(chǎng)區(qū)，孔洞的泄漏還與輻射源的特性有關(guān)。當(dāng)輻射源是電場(chǎng)源時(shí)，孔洞的泄漏比遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)小（屏蔽效能高），而當(dāng)輻射源是磁場(chǎng)源時(shí)，孔洞的泄漏比遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)要大（屏蔽效能低）。近場(chǎng)區(qū)，孔洞的電磁屏蔽計(jì)算公式為：若ZC （7.9/Df）：SE = 48 + 20lg ZC - 20lgLf+ 20lg 1 + 2.3lg (L/H) 若Zc（7.9/Df）：SE = 20lg (D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) 式中：Zc=輻射源電路的阻抗（），D = 孔洞到輻射源的距離（m），L、H = 孔洞長(zhǎng)、寬（mm），f = 電磁波的頻率（MHz）說(shuō)明： 在第二個(gè)公式中，屏蔽效能與電磁波的頻率沒(méi)有關(guān)系。 大多數(shù)情況下，電路滿足第一個(gè)公式的條件，這時(shí)的屏蔽效能大于第二中條件下的屏蔽效能。 第二個(gè)條件中，假設(shè)輻射源是純磁場(chǎng)源，因此可以認(rèn)為是一種在最壞條件下，對(duì)屏蔽效能的保守計(jì)算。 對(duì)于磁場(chǎng)源，屏蔽效能與孔洞到輻射源的距離有關(guān)，距離越近，則泄漏越大。這點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意，磁場(chǎng)輻射源一定要盡量遠(yuǎn)離孔洞。多個(gè)孔洞的情況當(dāng)N個(gè)尺寸相同的孔洞排列在一起，并且相距很近（距離小于/2）時(shí)，造成的屏蔽效能下降為20lgN1/2。在不同面上的孔洞不會(huì)增加泄漏，因?yàn)槠漭椛浞较虿煌?，這個(gè)特點(diǎn)可以在設(shè)計(jì)中用來(lái)避免某一個(gè)面的輻射過(guò)強(qiáng)。除了使孔洞的尺寸遠(yuǎn)小于電磁波的波長(zhǎng)，用輻射源盡量遠(yuǎn)離孔洞等方法減小孔洞泄漏以外，增加孔洞的深度也可以減小孔洞的泄漏，這就是截止波導(dǎo)的原理。一般情況下，屏蔽機(jī)箱上不同部分的結(jié)合處不可能完全接觸，只能在某些點(diǎn)接觸上，這構(gòu)成了一個(gè)孔洞陣列。縫隙是造成屏蔽機(jī)箱屏蔽效能降級(jí)的主要原因之一。減小縫隙泄漏的方法有： 增加導(dǎo)電接觸點(diǎn)、減小縫隙的寬度，例如使用機(jī)械加工的手段（如用銑床加工接觸表面）來(lái)增加接觸面的平整度，增加緊固件（螺釘、鉚釘）的密度； 加大兩塊金屬板之間的重疊面積； 使用電磁密封襯墊，電磁密封襯墊是一種彈性的導(dǎo)電材料。如果在縫隙處安裝上連續(xù)的電磁密封襯墊，那么，對(duì)于電磁波而言，就如同在液體容器的蓋子上使用了橡膠密封襯墊后不會(huì)發(fā)生液體泄漏一樣，不會(huì)發(fā)生電磁波的泄漏。 3 穿過(guò)屏蔽體的導(dǎo)體的處理造成屏蔽體失效的另一個(gè)主要原因是穿過(guò)屏蔽體的導(dǎo)體。在實(shí)際中，很多結(jié)構(gòu)上很嚴(yán)密的屏蔽機(jī)箱（機(jī)柜）就是由于有導(dǎo)體直接穿過(guò)屏蔽箱而導(dǎo)致電磁兼容試驗(yàn)失敗，這是缺乏電磁兼容經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師感到困惑的典型問(wèn)題之一。判斷這種問(wèn)題的方法是將設(shè)備上在試驗(yàn)中沒(méi)有必要連接的電纜拔下，如果電磁兼容問(wèn)題消失，說(shuō)明電纜是導(dǎo)致問(wèn)題的因素。解決這個(gè)問(wèn)題有兩個(gè)方法： 對(duì)于傳輸頻率較低的信號(hào)的電纜，在電纜的端口處使用低通濾波器，濾除電纜上不必要的高頻頻率成分，減小電纜產(chǎn)生的電磁輻射（因?yàn)楦哳l電流最容易輻射）。這同樣也能防止電纜上感應(yīng)到的環(huán)境噪聲傳進(jìn)設(shè)備內(nèi)的電路。 對(duì)于傳輸頻率較高的信號(hào)的電纜，低通濾波器可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真，這時(shí)只能采用屏蔽的方法。但要注意屏蔽電纜的屏蔽層要360搭接，這往往是很難的。在電纜端口安裝低通濾波器有兩個(gè)方法 安裝在線路板上，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，缺點(diǎn)是高頻濾波效果欠佳。顯然，這個(gè)缺點(diǎn)對(duì)于這種用途的濾波器是十分致命的，因?yàn)?，我們使用濾波器的目的就是濾除容易導(dǎo)致輻射的高頻信號(hào)，或者空間的高頻電磁波在電纜上感應(yīng)的電流。 安裝在面板上，這種濾波器直接安裝在屏蔽機(jī)箱的金屬面板上，如饋通濾波器、濾波陣列板、濾波連接器等。由于直接安裝在金屬面板上，濾波器的輸入、輸出之間完全隔離，接地良好，導(dǎo)線上的干擾在機(jī)箱端口上被濾除，因此濾波效果十分理想。缺點(diǎn)是安裝需要一定的結(jié)構(gòu)配合，這必須在設(shè)計(jì)初期進(jìn)行考慮。 由于現(xiàn)代電子設(shè)備的工作頻率越來(lái)越高，對(duì)付的電磁干擾頻率也越來(lái)越高，因此在面板上安裝干擾濾波器成為一種趨勢(shì)。一種使用十分方便、性能十分優(yōu)越的器件就是濾波連接器。濾波連接器的外形與普通連接器的外形完全相同，可以直接替換。它的每根插針或孔上有一個(gè)低通濾波器。低通濾波器可以是簡(jiǎn)單的單電容電路，也可以是較復(fù)雜的電路。解決電纜上干擾的一個(gè)十分簡(jiǎn)單的方法是在電纜上套一個(gè)鐵氧體磁環(huán)，這個(gè)方法雖然往往有效，但是有一些條件。許多人對(duì)鐵氧體寄予了過(guò)高期望，只要一遇到電纜輻射的問(wèn)題，就在電纜上套鐵氧體，往往會(huì)失望。鐵氧體磁環(huán)的效果預(yù)測(cè)公式為： 共模輻射改善 =20lg（加磁環(huán)后的共模環(huán)路阻抗/加磁環(huán)前的共模環(huán)路阻抗）例如，如果沒(méi)加鐵氧體時(shí)的共模環(huán)路阻抗為100，加了鐵氧體以后為1000，則共模輻射改善為20dB。說(shuō)明：有時(shí)套上鐵氧體后，電磁輻射并沒(méi)有明顯的改善，這并不一定是鐵氧體沒(méi)有起作用，而可能是除了這根電纜以外，還有其他輻射源。在電纜上使用鐵氧體磁環(huán)時(shí)，要注意下列一些問(wèn)題： 磁環(huán)的內(nèi)徑盡量小 磁環(huán)的壁盡量厚 磁環(huán)盡量長(zhǎng) 磁環(huán)盡量安裝在電纜的端頭處金屬屏蔽效率 可用屏蔽效率(SE)對(duì)屏蔽罩的適用性進(jìn)行評(píng)估，其單位是分貝，計(jì)算公式為 SEdB=A+R+B其中 A：吸收損耗(dB) R：反射損耗(dB) B：校正因子(dB)(適用于薄屏蔽罩內(nèi)存在多個(gè)反射的情況)一個(gè)簡(jiǎn)單的屏蔽罩會(huì)使所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)強(qiáng)度降至最初的十分之一，即SE等于20dB；而有些場(chǎng)合可能會(huì)要求將場(chǎng)強(qiáng)降至為最初的十萬(wàn)分之一，即SE要等于100dB。吸收損耗是指電磁波穿過(guò)屏蔽罩時(shí)能量損耗的數(shù)量，吸收損耗計(jì)算式為AdB=1.314(f)1/2t其中 f：頻率(MHz) ：銅的導(dǎo)磁率 ：銅的導(dǎo)電率 t：屏蔽罩厚度 反射損耗(近場(chǎng))的大小取決于電磁波產(chǎn)生源的性質(zhì)以及與波源的距離。對(duì)于桿狀或直線形發(fā)射天線而言，離波源越近波阻越高，然后隨著與波源距離的增加而下降，但平面波阻則無(wú)變化(恒為377)。 相反，如果波源是一個(gè)小型線圈，則此時(shí)將以磁場(chǎng)為主，離波源越近波阻越低。波阻隨著與波源距離的增加而增加，但當(dāng)距離超過(guò)波長(zhǎng)的六分之一時(shí)，波阻不再變化，恒定在377處。 反射損耗隨波阻與屏蔽阻抗的比率變化，因此它不僅取決于波的類型，而且取決于屏蔽罩與波源之間的距離。這種情況適用于小型帶屏蔽的設(shè)備。近場(chǎng)反射損耗可按下式計(jì)算R(電)dB=321.8-(20lg r)-(30lg f)-10lg(/) R(磁)dB=14.6+(20lg r)+(10lg f)+10lg(/)其中 r：波源與屏蔽之間的距離。SE算式最后一項(xiàng)是校正因子B，其計(jì)算公式為B=20lg-exp(-2t/) 此式僅適用于近磁場(chǎng)環(huán)境并且吸收損耗小于10dB的情況。由于屏蔽物吸收效率不高，其內(nèi)部的再反射會(huì)使穿過(guò)屏蔽層另一面的能量增加，所以校正因子是個(gè)負(fù)數(shù)，表示屏蔽效率的下降情況。EMI抑制策略 只有如金屬和鐵之類導(dǎo)磁率高的材料才能在極低頻率下達(dá)到較高屏蔽效率。這些材料的導(dǎo)磁率會(huì)隨著頻率增加而降低，另外如果初始磁場(chǎng)較強(qiáng)也會(huì)使導(dǎo)磁率降低，還有就是采用機(jī)械方法將屏蔽罩作成規(guī)定形狀同樣會(huì)降低導(dǎo)磁率