電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術課件

4.1電磁干擾和電磁兼容4.2機箱、機柜的電磁屏蔽4.3機箱、機柜的接地4.4機箱、機柜的搭接4.5布局、布線和接插電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術4.1電磁干擾和電磁兼容電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術1電磁干擾和電磁兼容●電磁兼容（EMC）概述▲設備或分系統(tǒng)在電磁環(huán)境中能正常工作?！粚υ摥h(huán)境中的其它設備構(gòu)成不能承受的電磁騷擾。、分系統(tǒng)或系統(tǒng)發(fā)生電磁危害，▲是繼水質(zhì)、大氣、噪聲污染后的第四大污染?！O備應滿足GJB151A、GJB152A、GJB1389A對系統(tǒng)、分系統(tǒng)或設備的電磁兼容考核要求?！O備結(jié)構(gòu)應滿足IEC61587－3《機柜、機架和插箱的電磁屏蔽性能試驗》要求。降低或失效，即稱為電磁騷擾源。然或電能裝置所發(fā)射的電磁能量，能使共享同一環(huán)境的人或其它生物受到傷害，或使其它設備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)發(fā)生電磁危害，導致性能降低或失效，即稱電磁干擾和電磁兼容●電磁兼容（EMC）概述2電磁干擾三要素騷擾源耦合途徑敏感設備電磁兼容設計的依據(jù)電磁兼容設計

抑制切斷防護圖4－1電磁干擾三要素電磁干擾三要素騷擾源耦合途徑敏感設備電磁兼容設計的依據(jù)電磁3電磁干擾和電磁兼容●電磁干擾的傳播▲傳導干擾：傳導是騷擾源與敏感設備之間的主要騷擾耦合途徑之一。——傳導騷擾可以通過電源線、信號線、互連線等導線,以及屏蔽體、接地導體等導體進行傳播?！鉀Q傳導耦合的辦法是在騷擾進入敏感電路之前用濾波方法從導線或?qū)w上除去騷擾?！椛涓蓴_：——通過空間傳播的電磁騷擾。電源電路、輸入/輸出信號電路、控制電路、外殼流過高頻電流等導線在一定條件下都可構(gòu)成輻射天線?？拷尿}擾源的線纜干擾，基本屬近區(qū)感應耦合。——感應場區(qū)可分為電容耦合和電感耦合兩種狀態(tài)。

電磁干擾和電磁兼容●電磁干擾的傳播4電磁干擾和電磁兼容●電子設備電磁兼容性設計的技術要點▲優(yōu)化信號設計：優(yōu)化信號波形，減小有用信號的最小占有帶寬，以減小干擾?！晟凭€路設計：設計自身發(fā)射小、抗擾能力強的電路?！帘危河闷帘误w將干擾源包封，防止電磁場外泄布局（主動屏蔽）；或用屏蔽體將感受器包封，以免受外界電磁場的影響（被動屏蔽）?！拥嘏c搭接：不管是否與大地有實際連接，只要為電源和信號電流提供了回路和基準電位，就通稱為接地?！鵀V波：抑制傳導干擾。借助抑制元件，將有用信號頻譜以外不希望通過的能量加以抑制?！侠聿季郑菏乖O備內(nèi)部相互干擾減至最小，而費用增加不多。電磁干擾和電磁兼容●電子設備電磁兼容性設計的技術要點5電機電器芯片SMD印制板電纜互連線連接器建筑室內(nèi)機箱信號地電源地搭接材料厚度機箱襯墊通風板顯示窗屏蔽室輸入/輸出電源線信號線反射式吸收式鐵氧體元器件電磁兼容設計有源器件布線接地屏蔽濾波圖4－2系統(tǒng)內(nèi)電磁兼容設計電機電器芯片SMD印制板電纜互連線連接器建筑室內(nèi)機箱信號地電64.2機箱、機柜的

電磁屏蔽4.2.1縫隙屏蔽4.2.2孔洞屏蔽4.3.3屏蔽材料及其安裝4.4.4屏蔽結(jié)構(gòu)方案案例4.2機箱、機柜的

電磁屏蔽7機箱、機柜的電磁屏蔽●概述屏蔽技術用來抑制電磁騷擾沿空間的傳播，即切斷輻射騷擾的耦合途徑。電磁騷擾沿空間的傳播是以電磁波的方式進行的，可分為近場區(qū)和遠場區(qū)。●機箱、機柜屏蔽方案的選擇

▲機柜屏蔽：屏蔽體上縫隙開口比較多，成本比較高，且屏蔽效能不可能做得很高。▲插箱屏蔽：可采用連接器直接出線，屏蔽電纜的進出口。機箱、機柜的電磁屏蔽8機箱、機柜的電磁屏蔽通風口顯示窗鍵盤指示燈電纜插座調(diào)節(jié)旋鈕●機箱、機柜屏蔽體上的電磁泄漏源（圖4－3）實際機箱上有許多泄漏源：不同部分結(jié)合處的縫隙通風口、顯示窗、按鍵、指示燈、電纜線、電源線等電源線縫隙機箱、機柜的電磁屏蔽通風口顯示窗鍵盤指示燈電纜插座調(diào)節(jié)旋鈕●9機箱、機柜的電磁屏蔽●屏蔽設計原則▲孔縫尺寸接近半波長的整數(shù)倍時，電磁泄漏最大，高頻時特別應做好孔、縫屏蔽，要求縫長或孔徑小于:/（10~100）?！鴼んw屏蔽效能指標。應據(jù)所處電磁環(huán)境工作頻率范圍區(qū)別對待。其期望值為：——10kHz低頻磁場屏蔽效能≥30dB——10kHz～10GHz電磁屏蔽效能≥60dB▲屏蔽要求高的單元，如功率發(fā)射部件、敏感接收部件，應在殼體內(nèi)部采用第二層屏蔽措施?！逑鋬?nèi)印制板組件間的近場耦合較強，宜用雙面地網(wǎng)式接地印制板作屏蔽及導熱板。機箱、機柜的電磁屏蔽●屏蔽設計原則10機箱、機柜的電磁屏蔽●機箱、機柜等屏蔽體屏蔽效能的期望值▲結(jié)構(gòu)設計中的所謂30dB和70dB準則：——屏蔽體要提供30dB是比較容易的。——當發(fā)射源的發(fā)射電平與設備的敏感度門限之差小于30dB，設計初期可不考慮專門的屏蔽措施。——當發(fā)射源的發(fā)射電平與設備的敏感度門限超過70dB時，必需有周密的結(jié)構(gòu)設計、嚴格的工藝保障、完善的濾波和接地系統(tǒng)。——高屏蔽效能要求，導致高成本；隨時間的推延，屏蔽效能會劣化?！诜桨鸽A段就對設計電平及結(jié)構(gòu)布局作出調(diào)整，而不是單純強調(diào)提供屏蔽體的屏蔽效能。機箱、機柜的電磁屏蔽●機箱、機柜等屏蔽體屏蔽效能的期望值11機箱、機柜的電磁屏蔽▲目前廣為應用的各種屏蔽輔助材料，如導電襯墊、屏蔽網(wǎng)板、屏蔽玻璃、屏蔽電纜、射頻接插件等的屏蔽效能，一般在60～70dB，甚至更低。▲低頻磁場屏蔽效能難以做得很好，例如，雙層鋼板磁屏蔽，在50Hz時大約只能有20dB～30dB?！耠p重屏蔽：可提高設備的性/價比和抗腐蝕性?！鐔螌訖C殼達不到屏蔽要求，可在殼內(nèi)再對高電平單元或低電平單元，機箱第二重屏蔽。▲第二重屏蔽體內(nèi)電路的工作，可以通過外面的低頻（或直流）信號控制，或通過鍵盤、軌跡球等深度實施控制。機箱、機柜的電磁屏蔽▲目前廣為應用的各種屏蔽輔助材料，12機箱、機柜的電磁屏蔽●縫隙屏蔽設計要求▲拼裝式屏蔽殼體盡可能采取無縫隙結(jié)構(gòu)或焊接結(jié)構(gòu)，不用或少用可拆卸式壓接縫及開啟式的活動縫?！p隙接觸表面應有良好導電性，機體金屬應裸露或作導電涂覆，涂覆后電阻應在豪歐級?！鴮刹鹦妒綁航涌p，須在接縫處填入射頻導電襯墊，采用有效結(jié)構(gòu)措施，確?？p隙電接觸的連續(xù)性?！顒邮娇p隙優(yōu)選具有機箱限位功能的擠壓式導電襯墊；對門側(cè)的鉸鏈應機箱搭接。機箱、機柜的電磁屏蔽●縫隙屏蔽設計要求13機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體接縫的屏蔽▲金屬體直接接觸的縫隙：采用緊固點（螺釘、鉚釘、點焊）連接。工藝簡單、成本低。是首選?！o固點間的最大間距：間距大于λ/4，就會有縫隙泄漏。減小間距有助于提高屏蔽效能。——加大縫隙深度：將搭接邊的寬度加大到厚度的10倍。單排緊固時縫隙深度30mm，屏蔽效能差別就不明顯；一般，縫隙寬度可取15～25mm?！捎妹詫m式或嵌入式結(jié)構(gòu)，增加縫隙深度?！岣哌B接件的剛性、接觸面表面的平面度和螺釘?shù)膲壕o力，可提高連接接觸，減少縫隙泄漏?！捎秒p排緊固，宜將兩排緊固點錯開分布。機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體接縫的屏蔽14機箱、機柜的電磁屏蔽▲通過導電襯墊接觸的縫隙：對可拆卸式或活動接縫，或受條件限制不允許有太多緊固點時，可在縫隙處安裝屏蔽材料?！绊懫帘涡艿囊蛩兀弘姶挪ㄌ匦裕涣慵c屏蔽材料間的接觸阻抗；屏蔽材料的電導率?！佑|阻抗越小，屏蔽效能越高。應選用導電性良好的屏蔽材料、采用合適的安裝形式，對屏蔽材料施加足夠的壓縮量，以獲得屏蔽材料與零件之間較低的接觸阻抗。——導電襯墊的選用要綜合考慮：屏蔽、防腐蝕、可維修性等要求。機箱、機柜的電磁屏蔽▲通過導電襯墊接觸的縫隙：對可拆卸15機箱、機柜的電磁屏蔽電磁密封襯墊縫隙圖4－4縫隙屏蔽機箱、機柜的電磁屏蔽電磁密封襯墊縫隙圖4－4縫隙屏蔽16機箱、機柜的電磁屏蔽▲圖4－5導電襯墊的安裝：機箱、機柜的電磁屏蔽▲圖4－5導電襯墊的安裝：17機箱、機柜的電磁屏蔽●箱柜常用屏蔽材料

▲導電布（化纖鍍金屬導電布）：有半（橢）圓形、腰圓形、矩形、方形、C形等。C形常用于機柜門、插箱門等需要較大壓縮量的屏蔽場合?！蓧嚎s的編織金屬絲網(wǎng)襯墊(帶橡膠芯的和空心的)：例如用于屏蔽電纜夾線結(jié)構(gòu)?！獌?yōu)點：彈性大（所需壓力?。?，接觸點多，可在多種厚度和彈性度變形條件下使用，還可與氯丁橡膠、硅橡膠配合使用。——缺點：不宜在薄片狀態(tài)下應用（難以制成復雜的形狀），厚度必需在1mm以上，大多數(shù)抗腐蝕效能差。

機箱、機柜的電磁屏蔽●箱柜常用屏蔽材料18機箱、機柜的電磁屏蔽▲接觸簧片(鈹青銅)：有指形、C形等多種截面

——適合于滑動接觸。

——常用于插箱、插件、機柜、鈑金面板的屏蔽。

——安裝結(jié)構(gòu)不良時易損壞，接觸面較少。

——簧片應安裝在一個凹入的或內(nèi)側(cè)凸緣內(nèi)，以減少受到機械損傷的可能性?！鴮щ娤鹉z(有不同導電填充物)：

——優(yōu)點：可實現(xiàn)導電性和流體密封的組合。

——缺點：幾乎無插入損耗，射頻性能較差。

——有圓形、D形、環(huán)形等。異形用于室外機柜密封，既可防水，也可以屏蔽?！浗饘伲涸谛〕叽缜闆r下，價格最低；受冷變形，彈性差。機箱、機柜的電磁屏蔽19機箱、機柜的電磁屏蔽▲螺旋管襯墊(不銹鋼的和鍍錫鈹銅的)

——優(yōu)點：沿螺旋彈簧軸線方向即使只加0.2g/cmd壓力，仍保證導電性，彈簧直徑可大到5cm。

——缺點：對薄板狀態(tài)的接縫不適用（許多復雜形狀不能制作）振動沖擊時電接觸性能不穩(wěn)，目前，最小直徑只能做到0.86mm?！诠柘鹉z里定向排列的金屬線：

——優(yōu)點：對射頻和流體起組合密封作用，如果金屬線末端是銳利的，則能有效地戳破防護層。

——缺點：在同樣效果的襯墊中，它的尺寸可能較大。機箱、機柜的電磁屏蔽▲螺旋管襯墊(不銹鋼的和鍍錫鈹銅的)20機箱、機柜的電磁屏蔽▲用氯丁橡膠灌裝過的鋁屏蔽網(wǎng)：——優(yōu)點：導電性和流體的密封組合，是最薄的襯墊，可以切割成復雜的形狀。——缺點：彈性特別差（法蘭所需壓力高）?！鴰Т量椎狞S銅或鈹銅合金：最容易刺穿防護膜；實際沒有彈性，一般不能重復使用。▲導電紙：導電纖維與木漿混合制成，可貼于塑料機殼內(nèi)，在10～1000MHz，屏蔽效能為30～40dB?！鴮щ娖幔簢娡抗袒?，表面電阻小,長期工作溫度可達－5～90℃。用于塑料件盒體屏蔽。

▲導電膠機箱、機柜的電磁屏蔽▲用氯丁橡膠灌裝過的鋁屏蔽網(wǎng)：21圖4－6螺旋管電磁密封襯墊

圖4－6螺旋管電磁密封襯墊

22圖4－7編織網(wǎng)屏蔽襯墊圖4－7編織網(wǎng)屏蔽襯墊23圖4－8金屬絲屏蔽條圖4－824圖4－9編織網(wǎng)屏蔽襯墊圖4－9編織網(wǎng)屏蔽襯墊25圖4－10屏蔽簧片圖4－10屏蔽簧片26圖4－11屏蔽簧片圖4－11屏蔽簧片27圖4－12導電布電磁襯墊圖4－12導電布電磁襯墊28圖4－13導電布圖4－13導電布29機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體孔洞屏蔽要求▲在1MHz～100MHz頻率范圍內(nèi)，殼體上各種孔洞的電磁屏蔽性能應大于60dB?！锥磧?yōu)選穿孔金屬板或金屬板作屏蔽材料，網(wǎng)眼孔洞大小應根據(jù)屏蔽體的屏蔽范圍選取。安裝時，屏蔽材料應與屏蔽體具有連續(xù)穩(wěn)定的電連接?！杵帘?00MHz以上的電磁泄漏時，殼體上的孔洞應采用截止波導窗；波導窗單個孔眼的最大橫向尺寸應小于最短抑制波長的1/5。波導窗與屏蔽基體連接的周邊不得留下泄漏縫，并應有連續(xù)穩(wěn)定的電連接?！鴮τ谛枰乐剐畔⑿孤┑挠^察窗、顯示器，應用100目以上的夾網(wǎng)屏蔽玻璃屏蔽電磁輻射?！鋈霘んw的通氣、通水金屬管道，不能直接貫通殼體壁面，應先在殼體外入口處接入絕緣轉(zhuǎn)接頭，再將貫通管道與機殼壁板焊接或可靠電連接?！刂共▽降呢炌變?nèi)，不得穿過金屬管線。機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體孔洞屏蔽要求30機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體孔洞的屏蔽▲絲網(wǎng)和穿孔板遮蔽，在一定工藝保證條件下，仍有采用價值?！M可能以一組小孔（如φ

6mm以下），取代大面積孔口，切忌開長條孔?！诳卓谡谏w金屬網(wǎng)時需注意，普通編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)線交叉點電接觸是不可靠的，會因氧化、腐蝕等原因，使屏蔽性能逐步下降。常規(guī)室內(nèi)環(huán)境中，下降值可達－6dB/年?！▽L窗因其在微波波段屏蔽性能好，而且風阻遠小于絲網(wǎng)或穿孔金屬板而予以采用。機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體孔洞的屏蔽31機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－14截止波導結(jié)構(gòu)機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－14截止波導結(jié)構(gòu)32機箱、機柜的電磁屏蔽▲圖4－15正確和不正確的屏蔽穿線孔示例為了進行機械和電氣連接，需在設備封殼上開一些孔。機箱、機柜的電磁屏蔽▲圖4－15正確和33機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－16表頭孔和鈕子開關的防泄漏安裝機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－16表頭孔和鈕子開關的防泄34機箱、機柜的電磁屏蔽▲通風口屏蔽：通常用穿孔金屬板（板上開陣列孔）?！宓目紫堵试?0～60％，可滿足一般電子設備的需要；屏蔽性能一般在10～30/1GHz。——影響穿孔板屏蔽性能的最主要的以上是開孔最大尺寸?！植块_孔屏蔽：指數(shù)量不多的開孔，如光纖出線孔、指示燈、撥碼開關、調(diào)測孔、觀察孔等。——開孔最大尺寸小于波長的1/20，屏蔽性能為20dB?！_孔最大尺寸小于波長的1/50，屏蔽性能為30dB?！纠阂笃帘涡阅転?0dB/1GHz(波長為300mm)，局部開孔最大尺寸應小于15mm。機箱、機柜的電磁屏蔽▲通風口屏蔽：通常用穿孔金屬板（35機箱、機柜的電磁屏蔽●塑料件屏蔽▲有兩種方案：內(nèi)側(cè)噴涂導電漆或內(nèi)襯薄金屬片。▲噴涂導電漆用于屏蔽性能小于15dB/1GHz場合。推薦選用Ag/Cu顆粒導電漆，其性價比較合適?！芰虾畜w與盒蓋間接縫的屏蔽：——方式1：盒體盒蓋利用塑料件自身彈性保證縫隙接觸，通過幾個螺釘連接。簡便，但難于保證縫隙的可靠接觸，屏蔽性能不超過10dB/1GHz?！绞?：接縫處增加屏蔽材料，在盒體盒蓋壓緊后提供良好的屏蔽效果。其性價比良好?！绞?：盒體內(nèi)側(cè)固定的不銹鋼片與盒蓋（已噴涂導電漆）的內(nèi)側(cè)接觸。屏蔽性能可達20dB/1GHz。機箱、機柜的電磁屏蔽●塑料件屏蔽36機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－17塑料盒體盒蓋縫隙常用屏蔽形式圖4－18屏蔽（導電）與防水（不導電）分開（空間緊張時，二者可做在一根橡膠條上，一半導電，另一半不導電。）機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－17塑料盒體盒蓋縫隙常用屏37電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術課件38

▲兩個機箱之間用屏蔽電纜連接時，為使兩個機箱之間的電位差盡量小,機箱與電纜屏蔽層之間的接續(xù)方式很重要。當一個機箱上發(fā)生10000V的靜電放電時，另一個機箱上信號線與地之間的電壓隨著電纜屏蔽層的搭接方式不同而變化。實驗時，發(fā)生靜電放電一側(cè)的機箱與電纜屏蔽層之間360o搭接，而另一端采取不同的搭接方式。屏蔽層搭接方式信號線對地之間的電壓無屏蔽層或屏蔽層與機箱不連接＞500V屏蔽層用導線與機箱連接16V屏蔽層焊接到連接器上，連接器通過螺釘與機箱連接2V屏蔽層焊接到連接器上，連接器與機箱之間360o搭接1.25V*屏蔽層直接與機箱360o搭接0.6V機箱、機柜的電磁屏蔽▲兩個機箱之間用屏蔽電纜連接時，為使兩個機箱39電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術課件40電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術課件41電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術課件42機箱、機柜的電磁屏蔽機箱、機柜的電磁屏蔽43▲確定嘗試用兩種解決方案： （1）將金屬螺柱改為塑料螺柱，但是結(jié)構(gòu)強度上要進行一步驗證。 （2）將金屬螺柱內(nèi)縮，金屬螺柱伸出了屏蔽體，等于破壞了屏蔽體的屏蔽完整性，將螺柱縮回屏蔽體內(nèi)（如圖2.35所示），可以保證屏蔽體的完整性，同時也不影響結(jié)構(gòu)的強度?！伎寂c啟示 （1）避免懸空金屬件的存在，“懸空”金屬一定要接地或接“0V”處理。 （2）懸空金屬會成為輻射的天線，即使不能成為天線也會成為很好的耦合通道。機箱、機柜的電磁屏蔽▲確定嘗試用兩種解決方案：機箱、機柜的電磁屏蔽44機箱、機柜的電磁屏蔽機箱、機柜的電磁屏蔽45●散熱器與ESD也有關系機箱、機柜的電磁屏蔽●散熱器與ESD也有關系機箱、機柜的電磁屏蔽46▲處理措施：將散熱器接至地平面就可以改變ESD干擾的傳輸路徑，從而使芯片受到保護。圖2.57箭頭曲線表示散熱器接地后的ESD干擾傳輸路徑?！伎寂c啟示：對于PCB板上的金屬體，一定要直接或間接地接到地平面上，不是懸空。另外，對于較敏感的電路或芯片，在PCB布局時盡量遠離ESD放電點。機箱、機柜的電磁屏蔽▲處理措施：將散熱器接至地平面就可以改變ESD干擾的47●接地線接地不當引起輻射機箱、機柜的電磁屏蔽●接地線接地不當引起輻射機箱、機柜的電磁屏蔽48▲思考與啟示：(1)EMC設計三要素為屏蔽、濾波、接地，接地最為關鍵，接地不正確將造成濾波和屏蔽性能降低。 （2）對于具有整機屏蔽設計的設備，接地點應與屏蔽體相連，而且要保證屏蔽體與接地點等電位。 （3）解決電纜輻射問題可以先從兩個形成輻射的必要條件入手。機箱、機柜的電磁屏蔽▲思考與啟示：機箱、機柜的電磁屏蔽494.3機箱、機柜的接地4.3.1接地類型及特點4.3.2接地設計原則4.3.3各種接地方法示例

4.3機箱、機柜的接地50機箱、機柜的接地●概述▲接地是最有效的抑制騷擾源的方法,可解決50%的EMC問題。在一定程度上，接地和搭接在電磁兼容中的作用比屏蔽更為重要?！拥匕ǎ航哟蟮?安全接地),接系統(tǒng)基準地(參考接地，工作接地).▲參考接地：為產(chǎn)品穩(wěn)定可靠工作提供參考電平,為電源和信號提供基準電位.；系統(tǒng)基準地還可抑制電磁騷擾.外殼金屬件直接接大地,還可以提供靜電電荷的泄漏通路,防止靜電積累?！踩拥兀喊ūＷo接地（為故障電流進入大地提供一個低阻抗通道）和防雷接地（提供泄放大電流的通路）。

機箱、機柜的接地●概述51機箱、機柜的接地●接地線設置要求▲設備內(nèi)應設置保持相對獨立的3～5種地線：機殼地線（安全地線）、電源地線、數(shù)字信號地線、低電平模擬信號地、高電平模擬信號地，并盡可能進行空間隔離（包括對機殼絕緣）。在接地點匯集處，應能方便地斷開，以檢查各個地線系統(tǒng)隔離的完整性。▲在設備內(nèi)部其它電路未接入前，各類地線間的絕緣電阻應大于20MΩ，與機殼間的絕緣電阻應大于100MΩ，不同類的地線應以不同的顏色及符號標志區(qū)分?！O備內(nèi)各單元同類地線間，應據(jù)信號流程的主從關系按樹狀結(jié)構(gòu)連接，最后在“樹根”部與其它地線匯集?！拥叵到y(tǒng)內(nèi)不同種類的地線之間連接時，需要考慮低通的高頻去耦措施。機箱、機柜的接地●接地線設置要求52機箱、機柜的接地▲每臺設備，在外殼上配置一個絕緣的信號接地接線端，以便提供一條設備內(nèi)部的信號參考點與設備低頻接地網(wǎng)絡互相連接的通路?！鴪D4.3－1低頻設備的接地機箱、機柜的接地▲每臺設備，在外殼上配置一個絕緣的信號接地接53機箱、機柜的接地▲含有兩臺以上獨立低頻設備的每個機架或機箱要配置一接地母線，此接地母線應與機架或機箱絕緣?！鴪D4.3－2機架或機箱中低頻信號接地母線的安裝機箱、機柜的接地▲含有兩臺以上獨立低54機箱、機柜的接地●信號地線要求▲應根據(jù)信號頻率及電平的高低加以分類，分組獨立設置。每個單元采用單點接地，不同種類地線應采用多點接地方式，分別接入殼體內(nèi)的信號接地匯流排?！惖鼐€中連接點的搭接電阻小于2mΩ。設備信號地線根據(jù)系統(tǒng)要求與系統(tǒng)信號地線搭接，不破壞系統(tǒng)的單點接地。▲采用計算機數(shù)字交換制式的機柜，其信號地線必需采用多點接地，然后再統(tǒng)一接到計算機的接地系統(tǒng)?！盘柕鼐€應盡可能貼近金屬機殼內(nèi)表面、絕緣安裝?！t/黑信號分流：對有保密要求(信號加密)設備（黑色設備）的地線，應與信號未加密的普通設備（紅色設備）的地線分開，獨立完成系統(tǒng)，具體要求見GJB/Z25中15.6條和16.4條。機箱、機柜的接地●信號地線要求55機箱、機柜的接地

▲圖4.3－3機箱、機柜的接地

▲圖4.3－356機箱、機柜的接地圖4.3－4典型的紅/黑信號參考分系統(tǒng)(高電平信號)圖4.3－5防靜電腕帶防止靜電損壞設備示意圖機箱、機柜的接地圖4.3－4典型的紅/黑信號參考分57機箱、機柜的接地●電源地線要求▲供電線應與返回線成對敷設，并納入同一線扎。采用雙股或多股絞線，效果更好。▲連接到各分支單元的地線應遵循短、直、寬的原則?！哂薪涣骱椭绷飨到y(tǒng)的產(chǎn)品,應分別建立交流,直流接地通路,并在接地平面上相互隔離,減少地線間耦合?！绷鞴╇娤到y(tǒng),應使正極接地,以防止帶電導線受到電化學腐蝕?！娫吹鼐€上兩點間的電壓有幾百毫伏至幾伏的范圍,對信號電平是非常嚴重的騷擾，因此,電源地線不能用作信號地線。▲減小同一電源線上用電單元間的電源共阻抗耦合干擾，進入線路板前可增加去耦電容。

機箱、機柜的接地●電源地線要求58機箱、機柜的接地●安全地線要求▲單點接地：殼體必需保持電氣的連續(xù)性（焊接為佳，鉚接、螺接會留下隱患），并在機柜底部單點接地，以防止壁板上干擾電流經(jīng)縫隙竄入機箱、機柜內(nèi)部。接地電阻小于10mΩ?！鴮蔷€配置的接地：產(chǎn)生射頻能量的設備（如調(diào)制器、發(fā)射器），保持機柜箱體的等電位是首要的，應在其背部或底座的對角線位置安裝兩根搭接片?！o助接地：對機柜內(nèi)電連續(xù)不穩(wěn)定的導軌、旋轉(zhuǎn)的門板、箱蓋等結(jié)構(gòu)，在滑動、轉(zhuǎn)動處的電連接是不可靠的，應敷設輔助安全地線。可借助金屬片搭接條或編織搭接帶對滑動接點作并聯(lián)保護處理。

機箱、機柜的接地●安全地線要求59機箱、機柜的接地▲地線應有足夠的過載承受能力。正常工作時安全地線內(nèi)不應有電流通過。▲防靜電接地：——電子設備防靜電地線上應設人體接地腕帶插孔，腕帶中有1MΩ對地電阻（保護電阻，流過人體的電流在5mA以下），以防止機柜帶電傷及人身或人體產(chǎn)生的靜電泄放電流損及設備?！≈瓢逯車瑧笤O防止靜電干擾的安全地線，并與機柜內(nèi)的安全地線互連。機箱、機柜的接地▲地線應有足夠的過載承受能力。正常工作時60●接地方式▲設備懸浮地：設備的地線在電氣上與參考地及其他導體相絕緣。

——全浮地方式：地線均與大地絕緣，多用于小型、計算機系統(tǒng)以及飛機、車船系統(tǒng)。

——單元電路懸浮地：單元電路信號地與參考地及機箱絕緣。

——懸浮地容易產(chǎn)生靜電積累和靜電放電.易遭雷擊。通常在懸浮地與參考地之間接進一個阻值很大的電阻以消除靜電積累。

機箱、機柜的接地●接地方式機箱、機柜的接地61機箱、機柜的接地

——半浮地方式：將設備機殼與大地連接，而將數(shù)字邏輯電路的參考地浮空。是惡劣環(huán)境下計算機應用系統(tǒng)常采用的方法。模擬量輸入通道最好與CPU部分隔離，而單獨構(gòu)成一個接地系統(tǒng)，并用一只2～4μV的電容，將這個接地系統(tǒng)接到機殼接地點上去。圖4.3－6系統(tǒng)半浮地接地機箱、機柜的接地——半浮地方式：將設備62▲單點接地（f<1MHz)：

——各電路接在同一點,提供公共電位參考點.若沒有公共電位參考點,就會出現(xiàn)錯誤信號傳輸.

——并聯(lián)單點接地：每個電路模塊都接到一個單點地上，每個單元在同一點與參考點相連。

——多級電路的串聯(lián)單點接地：接地點應選在低電平電路的輸入端，使其最接近參考地。若把接地點移到高電平端，則輸入級的地對參考地的電位差最大，是不穩(wěn)的。

機箱、機柜的接地▲單點接地（f<1MHz)：機箱、機柜的接地63▲圖4.3－7單點接地123123串聯(lián)單點接地優(yōu)點：簡單缺點：公共阻抗耦合,引起騷擾傳播.并聯(lián)單點接地優(yōu)點：無公共阻抗耦合缺點：接地線過多I1I2I3I1I2I3ABCABCR1R2R3機箱、機柜的接地▲圖4.3－7單點接地123123串聯(lián)單點接地并聯(lián)單點64▲圖4.3－8▲圖4.3－865▲多點接地（f>10MHz)：——就近接地,每條地線可以很短,提供較低接地阻抗——設備中的電路都就近以機殼為參考點，而所有機殼又以地為參考，使接地引線長度最短。——信號頻率在1-10MHz之間，當?shù)鼐€長度不超過

/20時，可以采用單點接地，否則就要多點接地。當?shù)鼐€長度可以與/4相比擬時，成為終端短路的/4傳輸線，等效為開路，阻抗增大。機箱、機柜的接地▲多點接地（f>10MHz)：機箱、機柜的接地66▲混合接地：——使用電抗元件使接地系統(tǒng)在低頻和高頻時呈現(xiàn)不同特性?！娮釉O備的混合接地把設備的地線分成兩類：電源地與信號地。設備中各部分電源地線都接到電源總地線上與信號總地線匯集到公共參考地。機箱、機柜的接地▲混合接地：機箱、機柜的接地67▲屏蔽地:——不能將屏蔽體本身作為回流導體,接地匯流排或接地平面只有一點與屏蔽體相連。

——當屏蔽電纜長度小于其工作波長的3/20時,為低頻電纜.低頻電場屏蔽要求在接收端單點接地;低頻磁場屏蔽要求在兩端接地..——當屏蔽電纜長度大于其工作波長的3/20時,為高頻電纜,要求多點接地,在兩端接地外,并以3/20或1/10工作波長的間隔接地。——屏蔽電纜的接地應360度搭接,構(gòu)成啞鈴形結(jié)構(gòu),成為屏蔽機殼的延伸.

機箱、機柜的接地▲屏蔽地:機箱、機柜的接地684.4.1搭接及其設計原則4.4.2搭接方法及其選用4.4.3搭接接觸腐蝕4.4.4機箱、機柜中的搭接結(jié)構(gòu)示例4.4機箱、機柜的搭接4.4機箱、機柜的搭接69機箱、機柜的搭接●搭接及其設計要求▲搭接是實現(xiàn)接地的途徑，在電子設備構(gòu)件之間建立一條低阻抗連接通路?！Y(jié)構(gòu)件往往是各種干擾電流、故障電流的回流通道，要求它是一個低阻抗通道，各構(gòu)件間應搭接良好?！翊罱釉O計一般要求▲搭接面具有良好的導電性：——結(jié)構(gòu)件搭接表面和電纜連接端子應是導電的或經(jīng)過導電工藝處理的?！壳俺Ｓ玫牟讳P鋼，銅合金，鋼板鍍鋅鈍化、鍍鎳處理，鋁板導電氧化處理，接線端子表面鍍錫處理等都符合要求機箱、機柜的搭接●搭接及其設計要求70機箱、機柜的搭接▲搭接表面應清潔干凈：——表面無任何外界雜質(zhì)（如污物、粉塵、防腐劑、其它非導電材料），以及不導電的膜層（如油膜、油漆、陽極氧化層、及其它金屬氧化膜）?！w清潔表面應比搭接面周界擴大3mm以上。——如用機械方法清理，應避免除去過多金屬材料或留下深痕，最后應用細于400粒度的金相砂紙磨光金屬表面?！砻嬖跈C械和化學溶劑清潔處理后，應保持搭接面干燥，并在30min內(nèi)完成后續(xù)搭接工序。若清潔與裝接之間超過2h，則需做臨時保護涂膜。搭接完成后，應對搭接頭進行表面防護處理，以便與原來的表面處理相匹配。機箱、機柜的搭接▲搭接表面應清潔干凈：71機箱、機柜的搭接▲采用面接觸形式實現(xiàn)搭接：

——原則上禁止通過螺紋、鉚釘?shù)确绞綄崿F(xiàn)搭接，它們只是用于緊固。

——有相對運動的零部件，不得依靠導軌、軸銷等活動連接方式進行搭接，必要時可通過接地電纜實現(xiàn)搭接。▲搭接要有足夠的緊固力：

——緊固件必須能施加足夠的壓力，以便在環(huán)境中出現(xiàn)變形應力、沖擊和振動時，仍能保持表面的良好接觸。

——可以采用螺釘、鉚釘焊接等緊固方式。螺釘連接的扭矩應符合有關工藝文件的規(guī)定，并采用可靠的防松結(jié)構(gòu)。機箱、機柜的搭接▲采用面接觸形式實現(xiàn)搭接：72機箱、機柜的搭接▲不能通過金屬與金屬直接接觸而形成連接，必須使用輔助帶或搭接條?！鴪D4.3－9搭接條的允許和不允許使用方法(MILp424)機箱、機柜的搭接▲不能通過金屬與金屬直接接觸而形成連接，必須73機箱、機柜的搭接▲圖4.3－10各種搭接示例機箱、機柜的搭接▲圖4.3－10各種搭接示例74機箱、機柜的搭接▲圖4.3－10各種搭接示例機箱、機柜的搭接▲圖4.3－10各種搭接示例75機箱、機柜的搭接●直接搭接的方法直接搭接可能是永久性的或半永久性的。不要求拆卸或不容易接近的連接點，應進行永久性連接?！劢樱喝劢邮抢硐氲倪B接方法，其純電阻為零；機械強度高，耐腐蝕，接頭壽命長?！F焊：包括銀焊，接頭電阻為零，但使用與原連接構(gòu)件不同的金屬，需采取附加措施保護接頭免受腐蝕。

機箱、機柜的搭接●直接搭接的方法76機箱、機柜的搭接▲軟焊：連接電阻為零?！更c的熔點低，不適用于出現(xiàn)大電流的場合，不允許用在故障保護接地電路和雷電保護電路上?！更c機械強度低，不宜承受機械負荷?！€應考慮到焊點冷卻過程中的結(jié)晶趨向，應采取適當防護措施?！€可用于連接屏蔽的接縫；結(jié)合機械緊固件，增強由緊固件所建立的通路；可產(chǎn)生一種隔擋層，以防止潮氣和污物滲入配接表面。機箱、機柜的搭接▲軟焊：連接電阻為零。77機箱、機柜的搭接▲螺栓連接：——螺栓僅用作一個兩國間，提供緊固力，它并不一定是導電的，主要電流通路是搭接界面?！荒懿捎米怨ヂ葆??！o固件的尺寸、數(shù)量和間隔應滿足整個搭接面所需的壓強。當搭接面比較大，而需過高壓緊力是，可使用兩個意識到螺栓。▲導電粘合劑：——是一種具有兩種成分的銀粉填充熱固性環(huán)氧樹脂。用于配接表面，可產(chǎn)生一種低電阻的連接。——用于螺栓連接中可提供有效的金屬般連接橋路，既具有高的防腐蝕能力，又具有高的機械強度。機箱、機柜的搭接▲螺栓連接：——螺栓僅用作一個兩78機箱、機柜的搭接▲鉚接：——缺乏螺接的靈活性，又不能產(chǎn)生由焊接獲得的連接表面的防腐保護。其主要優(yōu)點是施工效率高?！ㄟ^鉚釘?shù)碾娏魍罚倾T釘體與連接構(gòu)件之間的界面，鉚釘孔的尺寸必須保證在裝配后與鉚釘形成緊配合。在構(gòu)件的鉚釘孔內(nèi)必須無油漆、腐蝕物質(zhì)或其它非導電材料?！糜谄帘误w的鉚釘間的最大間距為2cm或更小。比較薄的金屬片的鉚接，可能會引起金屬片的翹曲，而造成射頻能量泄漏，應縮小鉚釘間距；最好采用某種形式的導線網(wǎng)格或?qū)щ姷沫h(huán)氧數(shù)值填塞縫隙。機箱、機柜的搭接▲鉚接：79機箱、機柜的搭接●搭接的防腐蝕▲接觸面采用不同金屬配對時，會產(chǎn)生接觸腐蝕，影響搭接的可靠性?！詈糜赏N金屬或鍍覆層配對實現(xiàn)搭接?！惙N金屬搭接是，要求二者間的標準電位差為：——構(gòu)件表面直接暴露在自然環(huán)境中：應小于0.25V?！獦?gòu)件表面不直接暴露在自然環(huán)境中：應小于0.6V?！敳煌饘匍g的搭接不可避免時，陽極構(gòu)件尺寸應選得大一點，陽極面積加大，可延緩電化腐蝕?！鑼Υ罱狱c提供保護，油漆應覆蓋搭接的兩個構(gòu)件，涂覆層應始終保持良好狀態(tài)，徹底隔離水氣、鹽霧，使不相容金屬失去構(gòu)成原電池的必要條件，腐蝕可得以有效控制。需定期對接點機箱檢驗、測試和維護保養(yǎng)。機箱、機柜的搭接●搭接的防腐蝕80機箱、機柜的搭接●機箱、機柜的若干搭接技術▲以良好搭接的機架（例如上下圍框與立柱通過螺栓或焊接連接）作為搭接的參考地平面▲需安裝濾波器、屏蔽電纜夾線裝置、接地銅條等的底板可采用電解板或鋼板鍍彩鋅處理。底板與機架用螺釘多點連接?！昂箝T、側(cè)門與機架間用接地線搭接，各門上焊接M6接地螺釘?！鴮τ谄帘螜C柜，如果門和側(cè)門與機架之間的屏蔽處理是采用導電布、金屬絲網(wǎng)等電阻比較大的材料，無論門是否需開合，均需有接地線連接。

機箱、機柜的搭接●機箱、機柜的若干搭接技術81機箱、機柜的搭接▲對于屏蔽機柜，如果在正常情況下，后面、側(cè)門是不開合的，而且與機架之間采用簧片、螺旋管等純金屬材料，可不加接地線連接。▲機柜內(nèi)不允許有大的懸浮金屬體，機柜內(nèi)滑道、綁線條等，都應與機架良好搭接。▲插箱通過凸緣與機柜的內(nèi)立柱之間，必須是面接觸，同時應通過接地線與機架或機柜內(nèi)匯流條連接?！⒐駮r機柜的搭接：不應僅通過并柜連接板實現(xiàn)搭接，必須通過接地線或接地銅排將兩個機柜的匯流條或機架連接起來，實現(xiàn)兩個機柜的等電位。▲外部接地線一般與機架或機柜上接地銅排連接?！鵀V波器與結(jié)構(gòu)殼體之間的搭接電阻不大于0.1Ω。機箱、機柜的搭接▲對于屏蔽機柜，如果在正常情況下，后面82布局、布線和接插●布局原則▲合理布局：使相互干擾減小到最小程度，而又費用增加不多。包括各單元間的相對位置和電纜走線?！垢惺芷髋c干擾源盡可能遠離?！敵雠c輸入端口妥善分隔?！唠娖诫娎|及脈沖引線與低電平電纜分別敷設。●布線▲電纜應遵循分類隔離的敷設原則，根據(jù)其傳輸信號的性質(zhì)分類、選用?！季€設計前必須對可能出現(xiàn)的信號串擾進行預測?！种频皖l磁場干擾，優(yōu)選雙絞或三絞線?！€纜進入機柜前，相對成束集中；進入機柜后，應盡快在機柜內(nèi)按類分散敷設。布局、布線和接插●布局原則83布局、布線和接插▲在機柜內(nèi)敷設線扎時，數(shù)字信號線、模擬信號線、電源地線、信號地線應分類集中，不同類的線扎之間必須留出必要的空隙?！鴻C柜內(nèi)的布線應具有清晰、牢固的識別標志，并便于檢查、更換和維修。▲機柜內(nèi)部連接活動單元的拖帶電纜，優(yōu)先采用可折疊式電纜托架，其兩端應分別與箱壁及活動單元搭接，對于有干擾抑制要求的拖帶電纜，推薦用一組兩端接地的扁平帶狀電纜或金屬箔帶與其平行敷設?！T的開啟過程中，線扎及其端接頭不應受到明顯的拉力。插箱在插拔過程中不應出現(xiàn)電纜過度卷曲、纏繞及擦傷。布局、布線和接插▲在機柜內(nèi)敷設線扎時，數(shù)字信號線、模擬84布局、布線和接插▲敏感電纜不得靠近門、窗、孔等部位，并遠離強干擾電纜?！粦獙⑿盘栯娎|與電源線安排在同一扎中或互相靠近；同類電纜中傳輸信號電平之差超過40dB時不得緊靠敷設；信號線必須與電源線交叉時，應彼此正交跨越?！攺姼蓴_電纜與極敏感電纜在同一機柜內(nèi)時，至少應將其中之一置于金屬導管內(nèi)?！盘栯娎|和控制電纜應避免使用公共回線?！斁€纜需要穿過長金屬電纜管內(nèi)加以屏蔽時，應采取有效措施防止屏蔽管搭接時損傷內(nèi)部的電纜?！嬎銠C地線系統(tǒng)內(nèi)任何兩點之間的直流電阻應不大于5mΩ；地線系統(tǒng)中分支接地轉(zhuǎn)接器的搭接直流電阻應小于0.5mΩ。布局、布線和接插▲敏感電纜不得靠近門、窗、孔等部位，并85布局、布線和接插●接插▲互連線應有清晰的顏色和標志，互連接點應有可維修性?！鴳捎酶影惭b結(jié)構(gòu)的接插件（或浮動式插針座），并在插頭座之間采用鎖緊措施?！硬寮钠帘瓮庹直仨毦邆渖漕l密封和水密封的功能，應保證屏蔽外罩先行接觸，形成完整的密封屏蔽殼體?！鴮鬏攲拵盘柕耐S電纜，其插座屏蔽層應采取低頻單端接地高端兩端接地的特殊形式。

布局、布線和接插●接插86布局、布線和接插▲應確保射頻插座安裝底面與主殼體表面的射頻密封?！孱^屏蔽外罩與電纜屏蔽護套之間應實施完整的周邊搭接，不應采用辮狀線形式接地。以絕緣材料填充電纜與屏蔽殼體之間的空隙時，不得破壞電磁屏蔽的連續(xù)性?！诮硬寮?nèi)部應合理雙絞地線、電源線、信號線插針相對位置的配置。接插件中插針的冗余設計，應包括地線插針。布局、布線和接插▲應確保射頻插座安裝底面與主殼體表面的874.1電磁干擾和電磁兼容4.2機箱、機柜的電磁屏蔽4.3機箱、機柜的接地4.4機箱、機柜的搭接4.5布局、布線和接插電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術4.1電磁干擾和電磁兼容電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術88電磁干擾和電磁兼容●電磁兼容（EMC）概述▲設備或分系統(tǒng)在電磁環(huán)境中能正常工作。▲不對該環(huán)境中的其它設備構(gòu)成不能承受的電磁騷擾。、分系統(tǒng)或系統(tǒng)發(fā)生電磁危害，▲是繼水質(zhì)、大氣、噪聲污染后的第四大污染?！O備應滿足GJB151A、GJB152A、GJB1389A對系統(tǒng)、分系統(tǒng)或設備的電磁兼容考核要求?！O備結(jié)構(gòu)應滿足IEC61587－3《機柜、機架和插箱的電磁屏蔽性能試驗》要求。降低或失效，即稱為電磁騷擾源。然或電能裝置所發(fā)射的電磁能量，能使共享同一環(huán)境的人或其它生物受到傷害，或使其它設備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)發(fā)生電磁危害，導致性能降低或失效，即稱電磁干擾和電磁兼容●電磁兼容（EMC）概述89電磁干擾三要素騷擾源耦合途徑敏感設備電磁兼容設計的依據(jù)電磁兼容設計

抑制切斷防護圖4－1電磁干擾三要素電磁干擾三要素騷擾源耦合途徑敏感設備電磁兼容設計的依據(jù)電磁90電磁干擾和電磁兼容●電磁干擾的傳播▲傳導干擾：傳導是騷擾源與敏感設備之間的主要騷擾耦合途徑之一?！獋鲗}擾可以通過電源線、信號線、互連線等導線,以及屏蔽體、接地導體等導體進行傳播?！鉀Q傳導耦合的辦法是在騷擾進入敏感電路之前用濾波方法從導線或?qū)w上除去騷擾。▲輻射干擾：——通過空間傳播的電磁騷擾。電源電路、輸入/輸出信號電路、控制電路、外殼流過高頻電流等導線在一定條件下都可構(gòu)成輻射天線?？拷尿}擾源的線纜干擾，基本屬近區(qū)感應耦合?！袘獔鰠^(qū)可分為電容耦合和電感耦合兩種狀態(tài)。

電磁干擾和電磁兼容●電磁干擾的傳播91電磁干擾和電磁兼容●電子設備電磁兼容性設計的技術要點▲優(yōu)化信號設計：優(yōu)化信號波形，減小有用信號的最小占有帶寬，以減小干擾?！晟凭€路設計：設計自身發(fā)射小、抗擾能力強的電路?！帘危河闷帘误w將干擾源包封，防止電磁場外泄布局（主動屏蔽）；或用屏蔽體將感受器包封，以免受外界電磁場的影響（被動屏蔽）。▲接地與搭接：不管是否與大地有實際連接，只要為電源和信號電流提供了回路和基準電位，就通稱為接地?！鵀V波：抑制傳導干擾。借助抑制元件，將有用信號頻譜以外不希望通過的能量加以抑制?！侠聿季郑菏乖O備內(nèi)部相互干擾減至最小，而費用增加不多。電磁干擾和電磁兼容●電子設備電磁兼容性設計的技術要點92電機電器芯片SMD印制板電纜互連線連接器建筑室內(nèi)機箱信號地電源地搭接材料厚度機箱襯墊通風板顯示窗屏蔽室輸入/輸出電源線信號線反射式吸收式鐵氧體元器件電磁兼容設計有源器件布線接地屏蔽濾波圖4－2系統(tǒng)內(nèi)電磁兼容設計電機電器芯片SMD印制板電纜互連線連接器建筑室內(nèi)機箱信號地電934.2機箱、機柜的

電磁屏蔽4.2.1縫隙屏蔽4.2.2孔洞屏蔽4.3.3屏蔽材料及其安裝4.4.4屏蔽結(jié)構(gòu)方案案例4.2機箱、機柜的

電磁屏蔽94機箱、機柜的電磁屏蔽●概述屏蔽技術用來抑制電磁騷擾沿空間的傳播，即切斷輻射騷擾的耦合途徑。電磁騷擾沿空間的傳播是以電磁波的方式進行的，可分為近場區(qū)和遠場區(qū)?！駲C箱、機柜屏蔽方案的選擇

▲機柜屏蔽：屏蔽體上縫隙開口比較多，成本比較高，且屏蔽效能不可能做得很高?！逑淦帘危嚎刹捎眠B接器直接出線，屏蔽電纜的進出口。機箱、機柜的電磁屏蔽95機箱、機柜的電磁屏蔽通風口顯示窗鍵盤指示燈電纜插座調(diào)節(jié)旋鈕●機箱、機柜屏蔽體上的電磁泄漏源（圖4－3）實際機箱上有許多泄漏源：不同部分結(jié)合處的縫隙通風口、顯示窗、按鍵、指示燈、電纜線、電源線等電源線縫隙機箱、機柜的電磁屏蔽通風口顯示窗鍵盤指示燈電纜插座調(diào)節(jié)旋鈕●96機箱、機柜的電磁屏蔽●屏蔽設計原則▲孔縫尺寸接近半波長的整數(shù)倍時，電磁泄漏最大，高頻時特別應做好孔、縫屏蔽，要求縫長或孔徑小于:/（10~100）。▲殼體屏蔽效能指標。應據(jù)所處電磁環(huán)境工作頻率范圍區(qū)別對待。其期望值為：——10kHz低頻磁場屏蔽效能≥30dB——10kHz～10GHz電磁屏蔽效能≥60dB▲屏蔽要求高的單元，如功率發(fā)射部件、敏感接收部件，應在殼體內(nèi)部采用第二層屏蔽措施。▲插箱內(nèi)印制板組件間的近場耦合較強，宜用雙面地網(wǎng)式接地印制板作屏蔽及導熱板。機箱、機柜的電磁屏蔽●屏蔽設計原則97機箱、機柜的電磁屏蔽●機箱、機柜等屏蔽體屏蔽效能的期望值▲結(jié)構(gòu)設計中的所謂30dB和70dB準則：——屏蔽體要提供30dB是比較容易的?！敯l(fā)射源的發(fā)射電平與設備的敏感度門限之差小于30dB，設計初期可不考慮專門的屏蔽措施?！敯l(fā)射源的發(fā)射電平與設備的敏感度門限超過70dB時，必需有周密的結(jié)構(gòu)設計、嚴格的工藝保障、完善的濾波和接地系統(tǒng)?！咂帘涡芤?，導致高成本；隨時間的推延，屏蔽效能會劣化?！诜桨鸽A段就對設計電平及結(jié)構(gòu)布局作出調(diào)整，而不是單純強調(diào)提供屏蔽體的屏蔽效能。機箱、機柜的電磁屏蔽●機箱、機柜等屏蔽體屏蔽效能的期望值98機箱、機柜的電磁屏蔽▲目前廣為應用的各種屏蔽輔助材料，如導電襯墊、屏蔽網(wǎng)板、屏蔽玻璃、屏蔽電纜、射頻接插件等的屏蔽效能，一般在60～70dB，甚至更低?！皖l磁場屏蔽效能難以做得很好，例如，雙層鋼板磁屏蔽，在50Hz時大約只能有20dB～30dB?！耠p重屏蔽：可提高設備的性/價比和抗腐蝕性?！鐔螌訖C殼達不到屏蔽要求，可在殼內(nèi)再對高電平單元或低電平單元，機箱第二重屏蔽?！诙仄帘误w內(nèi)電路的工作，可以通過外面的低頻（或直流）信號控制，或通過鍵盤、軌跡球等深度實施控制。機箱、機柜的電磁屏蔽▲目前廣為應用的各種屏蔽輔助材料，99機箱、機柜的電磁屏蔽●縫隙屏蔽設計要求▲拼裝式屏蔽殼體盡可能采取無縫隙結(jié)構(gòu)或焊接結(jié)構(gòu)，不用或少用可拆卸式壓接縫及開啟式的活動縫。▲縫隙接觸表面應有良好導電性，機體金屬應裸露或作導電涂覆，涂覆后電阻應在豪歐級?！鴮刹鹦妒綁航涌p，須在接縫處填入射頻導電襯墊，采用有效結(jié)構(gòu)措施，確?？p隙電接觸的連續(xù)性?！顒邮娇p隙優(yōu)選具有機箱限位功能的擠壓式導電襯墊；對門側(cè)的鉸鏈應機箱搭接。機箱、機柜的電磁屏蔽●縫隙屏蔽設計要求100機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體接縫的屏蔽▲金屬體直接接觸的縫隙：采用緊固點（螺釘、鉚釘、點焊）連接。工藝簡單、成本低。是首選?！o固點間的最大間距：間距大于λ/4，就會有縫隙泄漏。減小間距有助于提高屏蔽效能?！哟罂p隙深度：將搭接邊的寬度加大到厚度的10倍。單排緊固時縫隙深度30mm，屏蔽效能差別就不明顯；一般，縫隙寬度可取15～25mm?！捎妹詫m式或嵌入式結(jié)構(gòu)，增加縫隙深度?！岣哌B接件的剛性、接觸面表面的平面度和螺釘?shù)膲壕o力，可提高連接接觸，減少縫隙泄漏。——采用雙排緊固，宜將兩排緊固點錯開分布。機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體接縫的屏蔽101機箱、機柜的電磁屏蔽▲通過導電襯墊接觸的縫隙：對可拆卸式或活動接縫，或受條件限制不允許有太多緊固點時，可在縫隙處安裝屏蔽材料?！绊懫帘涡艿囊蛩兀弘姶挪ㄌ匦?；零件與屏蔽材料間的接觸阻抗；屏蔽材料的電導率?！佑|阻抗越小，屏蔽效能越高。應選用導電性良好的屏蔽材料、采用合適的安裝形式，對屏蔽材料施加足夠的壓縮量，以獲得屏蔽材料與零件之間較低的接觸阻抗?！獙щ娨r墊的選用要綜合考慮：屏蔽、防腐蝕、可維修性等要求。機箱、機柜的電磁屏蔽▲通過導電襯墊接觸的縫隙：對可拆卸102機箱、機柜的電磁屏蔽電磁密封襯墊縫隙圖4－4縫隙屏蔽機箱、機柜的電磁屏蔽電磁密封襯墊縫隙圖4－4縫隙屏蔽103機箱、機柜的電磁屏蔽▲圖4－5導電襯墊的安裝：機箱、機柜的電磁屏蔽▲圖4－5導電襯墊的安裝：104機箱、機柜的電磁屏蔽●箱柜常用屏蔽材料

▲導電布（化纖鍍金屬導電布）：有半（橢）圓形、腰圓形、矩形、方形、C形等。C形常用于機柜門、插箱門等需要較大壓縮量的屏蔽場合。▲可壓縮的編織金屬絲網(wǎng)襯墊(帶橡膠芯的和空心的)：例如用于屏蔽電纜夾線結(jié)構(gòu)。——優(yōu)點：彈性大（所需壓力?。?，接觸點多，可在多種厚度和彈性度變形條件下使用，還可與氯丁橡膠、硅橡膠配合使用?！秉c：不宜在薄片狀態(tài)下應用（難以制成復雜的形狀），厚度必需在1mm以上，大多數(shù)抗腐蝕效能差。

機箱、機柜的電磁屏蔽●箱柜常用屏蔽材料105機箱、機柜的電磁屏蔽▲接觸簧片(鈹青銅)：有指形、C形等多種截面

——適合于滑動接觸。

——常用于插箱、插件、機柜、鈑金面板的屏蔽。

——安裝結(jié)構(gòu)不良時易損壞，接觸面較少。

——簧片應安裝在一個凹入的或內(nèi)側(cè)凸緣內(nèi)，以減少受到機械損傷的可能性?！鴮щ娤鹉z(有不同導電填充物)：

——優(yōu)點：可實現(xiàn)導電性和流體密封的組合。

——缺點：幾乎無插入損耗，射頻性能較差。

——有圓形、D形、環(huán)形等。異形用于室外機柜密封，既可防水，也可以屏蔽?！浗饘伲涸谛〕叽缜闆r下，價格最低；受冷變形，彈性差。機箱、機柜的電磁屏蔽106機箱、機柜的電磁屏蔽▲螺旋管襯墊(不銹鋼的和鍍錫鈹銅的)

——優(yōu)點：沿螺旋彈簧軸線方向即使只加0.2g/cmd壓力，仍保證導電性，彈簧直徑可大到5cm。

——缺點：對薄板狀態(tài)的接縫不適用（許多復雜形狀不能制作）振動沖擊時電接觸性能不穩(wěn)，目前，最小直徑只能做到0.86mm?！诠柘鹉z里定向排列的金屬線：

——優(yōu)點：對射頻和流體起組合密封作用，如果金屬線末端是銳利的，則能有效地戳破防護層。

——缺點：在同樣效果的襯墊中，它的尺寸可能較大。機箱、機柜的電磁屏蔽▲螺旋管襯墊(不銹鋼的和鍍錫鈹銅的)107機箱、機柜的電磁屏蔽▲用氯丁橡膠灌裝過的鋁屏蔽網(wǎng)：——優(yōu)點：導電性和流體的密封組合，是最薄的襯墊，可以切割成復雜的形狀?！秉c：彈性特別差（法蘭所需壓力高）?！鴰Т量椎狞S銅或鈹銅合金：最容易刺穿防護膜；實際沒有彈性，一般不能重復使用。▲導電紙：導電纖維與木漿混合制成，可貼于塑料機殼內(nèi)，在10～1000MHz，屏蔽效能為30～40dB?！鴮щ娖幔簢娡抗袒螅砻骐娮栊?長期工作溫度可達－5～90℃。用于塑料件盒體屏蔽。

▲導電膠機箱、機柜的電磁屏蔽▲用氯丁橡膠灌裝過的鋁屏蔽網(wǎng)：108圖4－6螺旋管電磁密封襯墊

圖4－6螺旋管電磁密封襯墊

109圖4－7編織網(wǎng)屏蔽襯墊圖4－7編織網(wǎng)屏蔽襯墊110圖4－8金屬絲屏蔽條圖4－8111圖4－9編織網(wǎng)屏蔽襯墊圖4－9編織網(wǎng)屏蔽襯墊112圖4－10屏蔽簧片圖4－10屏蔽簧片113圖4－11屏蔽簧片圖4－11屏蔽簧片114圖4－12導電布電磁襯墊圖4－12導電布電磁襯墊115圖4－13導電布圖4－13導電布116機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體孔洞屏蔽要求▲在1MHz～100MHz頻率范圍內(nèi)，殼體上各種孔洞的電磁屏蔽性能應大于60dB。▲孔洞優(yōu)選穿孔金屬板或金屬板作屏蔽材料，網(wǎng)眼孔洞大小應根據(jù)屏蔽體的屏蔽范圍選取。安裝時，屏蔽材料應與屏蔽體具有連續(xù)穩(wěn)定的電連接。▲需屏蔽100MHz以上的電磁泄漏時，殼體上的孔洞應采用截止波導窗；波導窗單個孔眼的最大橫向尺寸應小于最短抑制波長的1/5。波導窗與屏蔽基體連接的周邊不得留下泄漏縫，并應有連續(xù)穩(wěn)定的電連接?！鴮τ谛枰乐剐畔⑿孤┑挠^察窗、顯示器，應用100目以上的夾網(wǎng)屏蔽玻璃屏蔽電磁輻射。▲出入殼體的通氣、通水金屬管道，不能直接貫通殼體壁面，應先在殼體外入口處接入絕緣轉(zhuǎn)接頭，再將貫通管道與機殼壁板焊接或可靠電連接?！刂共▽降呢炌變?nèi)，不得穿過金屬管線。機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體孔洞屏蔽要求117機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體孔洞的屏蔽▲絲網(wǎng)和穿孔板遮蔽，在一定工藝保證條件下，仍有采用價值?！M可能以一組小孔（如φ

6mm以下），取代大面積孔口，切忌開長條孔?！诳卓谡谏w金屬網(wǎng)時需注意，普通編織金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)線交叉點電接觸是不可靠的，會因氧化、腐蝕等原因，使屏蔽性能逐步下降。常規(guī)室內(nèi)環(huán)境中，下降值可達－6dB/年?！▽L窗因其在微波波段屏蔽性能好，而且風阻遠小于絲網(wǎng)或穿孔金屬板而予以采用。機箱、機柜的電磁屏蔽●殼體孔洞的屏蔽118機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－14截止波導結(jié)構(gòu)機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－14截止波導結(jié)構(gòu)119機箱、機柜的電磁屏蔽▲圖4－15正確和不正確的屏蔽穿線孔示例為了進行機械和電氣連接，需在設備封殼上開一些孔。機箱、機柜的電磁屏蔽▲圖4－15正確和120機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－16表頭孔和鈕子開關的防泄漏安裝機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－16表頭孔和鈕子開關的防泄121機箱、機柜的電磁屏蔽▲通風口屏蔽：通常用穿孔金屬板（板上開陣列孔）?！宓目紫堵试?0～60％，可滿足一般電子設備的需要；屏蔽性能一般在10～30/1GHz?！绊懘┛装迤帘涡阅艿淖钪饕囊陨鲜情_孔最大尺寸?！植块_孔屏蔽：指數(shù)量不多的開孔，如光纖出線孔、指示燈、撥碼開關、調(diào)測孔、觀察孔等?！_孔最大尺寸小于波長的1/20，屏蔽性能為20dB?！_孔最大尺寸小于波長的1/50，屏蔽性能為30dB。——示例：要求屏蔽性能為20dB/1GHz(波長為300mm)，局部開孔最大尺寸應小于15mm。機箱、機柜的電磁屏蔽▲通風口屏蔽：通常用穿孔金屬板（122機箱、機柜的電磁屏蔽●塑料件屏蔽▲有兩種方案：內(nèi)側(cè)噴涂導電漆或內(nèi)襯薄金屬片?！鴩娡繉щ娖嵊糜谄帘涡阅苄∮?5dB/1GHz場合。推薦選用Ag/Cu顆粒導電漆，其性價比較合適?！芰虾畜w與盒蓋間接縫的屏蔽：——方式1：盒體盒蓋利用塑料件自身彈性保證縫隙接觸，通過幾個螺釘連接。簡便，但難于保證縫隙的可靠接觸，屏蔽性能不超過10dB/1GHz?！绞?：接縫處增加屏蔽材料，在盒體盒蓋壓緊后提供良好的屏蔽效果。其性價比良好?！绞?：盒體內(nèi)側(cè)固定的不銹鋼片與盒蓋（已噴涂導電漆）的內(nèi)側(cè)接觸。屏蔽性能可達20dB/1GHz。機箱、機柜的電磁屏蔽●塑料件屏蔽123機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－17塑料盒體盒蓋縫隙常用屏蔽形式圖4－18屏蔽（導電）與防水（不導電）分開（空間緊張時，二者可做在一根橡膠條上，一半導電，另一半不導電。）機箱、機柜的電磁屏蔽圖4－17塑料盒體盒蓋縫隙常用屏124電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術課件125

▲兩個機箱之間用屏蔽電纜連接時，為使兩個機箱之間的電位差盡量小,機箱與電纜屏蔽層之間的接續(xù)方式很重要。當一個機箱上發(fā)生10000V的靜電放電時，另一個機箱上信號線與地之間的電壓隨著電纜屏蔽層的搭接方式不同而變化。實驗時，發(fā)生靜電放電一側(cè)的機箱與電纜屏蔽層之間360o搭接，而另一端采取不同的搭接方式。屏蔽層搭接方式信號線對地之間的電壓無屏蔽層或屏蔽層與機箱不連接＞500V屏蔽層用導線與機箱連接16V屏蔽層焊接到連接器上，連接器通過螺釘與機箱連接2V屏蔽層焊接到連接器上，連接器與機箱之間360o搭接1.25V*屏蔽層直接與機箱360o搭接0.6V機箱、機柜的電磁屏蔽▲兩個機箱之間用屏蔽電纜連接時，為使兩個機箱126電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術課件127電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術課件128電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設計實用技術課件129機箱、機柜的電磁屏蔽機箱、機柜的電磁屏蔽130▲確定嘗試用兩種解決方案： （1）將金屬螺柱改為塑料螺柱，但是結(jié)構(gòu)強度上要進行一步驗證。 （2）將金屬螺柱內(nèi)縮，金屬螺柱伸出了屏蔽體，等于破壞了屏蔽體的屏蔽完整性，將螺柱縮回屏蔽體內(nèi)（如圖2.35所示），可以保證屏蔽體的完整性，同時也不影響結(jié)構(gòu)的強度?！伎寂c啟示 （1）避免懸空金屬件的存在，“懸空”金屬一定要接地或接“0V”處理。 （2）懸空金屬會成為輻射的天線，即使不能成為天線也會成為很好的耦合通道。機箱、機柜的電磁屏蔽▲確定嘗試用兩種解決方案：機箱、機柜的電磁屏蔽131機箱、機柜的電磁屏蔽機箱、機柜的電磁屏蔽132●散熱器與ESD也有關系機箱、機柜的電磁屏蔽●散熱器與ESD也有關系機箱、機柜的電磁屏蔽133▲處理措施：將散熱器接至地平面就可以改變ESD干擾的傳輸路徑，從而使芯片受到保護。圖2.57箭頭曲線表示散熱器接地后的ESD干擾傳輸路徑?！伎寂c啟示：對于PCB板上的金屬體，一定要直接或間接地接到地平面上，不是懸空。另外，對于較敏感的電路或芯片，在PCB布局時盡量遠離ESD放電點。機箱、機柜的電磁屏蔽▲處理措施：將散熱器接至地平面就可以改變ESD干擾的134●接地線接地不當引起輻射機箱、機柜的電磁屏蔽●接地線接地不當引起輻射機箱、機柜的電磁屏蔽135▲思考與啟示：(1)EMC設計三要素為屏蔽、濾波、接地，接地最為關鍵，接地不正確將造成濾波和屏蔽性能降低。 （2）對于具有整機屏蔽設計的設備，接地點應與屏蔽體相連，而且要保證屏蔽體與接地點等電位。 （3）解決電纜輻射問題可以先從兩個形成輻射的必要條件入手。機箱、機柜的電磁屏蔽▲思考與啟示：機箱、機柜的電磁屏蔽1364.3機箱、機柜的接地4.3.1接地類型及特點4.3.2接地設計原則4.3.3各種接地方法示例

4.3機箱、機柜的接地137機箱、機柜的接地●概述▲接地是最有效的抑制騷擾源的方法,可解決50%的EMC問題。在一定程度上，接地和搭接在電磁兼容中的作用比屏蔽更為重要?！拥匕ǎ航哟蟮?安全接地),接系統(tǒng)基準地(參考接地，工作接地).▲參考接地：為產(chǎn)品穩(wěn)定可靠工作提供參考電平,為電源和信號提供基準電位.；系統(tǒng)基準地還可抑制電磁騷擾.外殼金屬件直接接大地,還可以提供靜電電荷的泄漏通路,防止靜電積累?！踩拥兀喊ūＷo接地（為故障電流進入大地提供一個低阻抗通道）和防雷接地（提供泄放大電流的通路）。

機箱、機柜的接地●概述138機箱、機柜的接地●接地線設置要求▲設備內(nèi)應設置保持相對獨立的3～5種地線：機殼地線（安全地線）、電源地線、數(shù)字信號地線、低電平模擬信號地、高電平模擬信號地，并盡可能進行空間隔離（包括對機殼絕緣）。在接地點匯集處，應能方便地斷開，以檢查各個地線系統(tǒng)隔離的完整性?！谠O備內(nèi)部其它電路未接入前，各類地線間的絕緣電阻應大于20MΩ，與機殼間的絕緣電阻應大于100MΩ，不同類的地線應以不同的顏色及符號標志區(qū)分?！O備內(nèi)各單元同類地線間，應據(jù)信號流程的主從關系按樹狀結(jié)構(gòu)連接，最后在“樹根”部與其它地線匯集。▲接地系統(tǒng)內(nèi)不同種類的地線之間連接時，需要考慮低通的高頻去耦措施。機箱、機柜的接地●接地線設置要求139機箱、機柜的接地▲每臺設備，在外殼上配置一個絕緣的信號接地接線端，以便提供一條設備內(nèi)部的信號參考點與設備低頻接地網(wǎng)絡互相連接的通路?！鴪D4.3－1低頻設備的接地機箱、機柜的接地▲每臺設備，在外殼上配置一個絕緣的信號接地接140機箱、機柜的接地▲含有兩臺以上獨立低頻設備的每個機架或機箱要配置一接地母線，此接地母線應與機架或機箱絕緣。▲圖4.3－2機架或機箱中低頻信號接地母線的安裝機箱、機柜的接地▲含有兩臺以上獨立低141機箱、機柜的接地●信號地線要求▲應根據(jù)信號頻率及電平的高低加以分類，分組獨立設置。每個單元采用單點接地，不同種類地線應采用多點接地方式，分別接入殼體內(nèi)的信號接地匯流排?！惖鼐€中連接點的搭接電阻小于2mΩ。設備信號地線根據(jù)系統(tǒng)要求與系統(tǒng)信號地線搭接，不破壞系統(tǒng)的單點接地。▲采用計算機數(shù)字交換制式的機柜，其信號地線必需采用多點接地，然后再統(tǒng)一接到計算機的接地系統(tǒng)?！盘柕鼐€應盡可能貼近金屬機殼內(nèi)表面、絕緣安裝?！t/黑信號分流：對有保密要求(信號加密)設備（黑色設備）的地線，應與信號未加密的普通設備（紅色設備）的地線分開，獨立完成系統(tǒng)，具體要求見GJB/Z25中15.6條和16.4條。機箱、機柜的接地●信號地線要求142機箱、機柜的接地

▲圖4.3－3機箱、機柜的接地

▲圖4.3－3143機箱、機柜的接地圖4.3－4典型的紅/黑信號參考分系統(tǒng)(高電平信號)圖4.3－5防靜電腕帶防止靜電損壞設備示意圖機箱、機柜的接地圖4.3－4典型的紅/黑信號參考分144機箱、機柜的接地●電源地線要求▲供電線應與返回線成對敷設，并納入同一線扎。采用雙股或多股絞線，效果更好。▲連接到各分支單元的地線應遵循短、直、寬的原則。▲具有交流和直流系統(tǒng)的產(chǎn)品,應分別建立交流,直流接地通路,并在接地平面上相互隔離,減少地線間耦合?！绷鞴╇娤到y(tǒng),應使正極接地,以防止帶電導線受到電化學腐蝕?！娫吹鼐€上兩點間的電壓有幾百毫伏至幾伏的范圍,對信號電平是非常嚴重的騷擾，因此,電源地線不能用作信號地線?！鴾p小同一電源線上用電單元間的電源共阻抗耦合干擾，進入線路板前可增加去耦電容。

機箱、機柜的接地●電源地線要求145機箱、機柜的接地●安全地線要求▲單點接地：殼體必需保持電氣的連續(xù)性（焊接為佳，鉚接、螺接會留下隱患），并在機柜底部單點接地，以防止壁板上干擾電流經(jīng)縫隙竄入機箱、機柜內(nèi)部。接地電阻小于10mΩ?！鴮蔷€配置的接地：產(chǎn)生射頻能量的設備（如調(diào)制器、發(fā)射器），保持機柜箱體的等電位是首要的，應在其背部或底座的對角線位置安裝兩根搭接片?！o助接地：對機柜內(nèi)電連續(xù)不穩(wěn)定的導軌、旋轉(zhuǎn)的門板、箱蓋等結(jié)構(gòu)，在滑動、轉(zhuǎn)動處的電連接是不可靠的，應敷設輔助安全地線?？山柚饘倨罱訔l或編織搭接帶對滑動接點作并聯(lián)保護處理。

機箱、機柜的接地●安全地線要求146機箱、機柜的接地▲地線應有足夠的過載承受能力。正常工作時安全地線內(nèi)不應有電流通過。▲防靜電接地：——電子設備防靜電地線上應設人體接地腕帶插孔，腕帶中有1MΩ對地電阻（保護電阻，流過人體的電流在5mA以下），以防止機柜帶電傷及人身或人體產(chǎn)生的靜電泄放電流損及設備?！≈瓢逯車?，應敷設防止靜電干擾的安全地線，并與機柜內(nèi)的安全地線互連。機箱、機柜的接地▲地線應有