电磁干扰的来源及屏蔽方法介绍

设备运行过程中还会需要用到这些孔隙。制造、面板连线、通风口、外部监测窗口以及面板安装组 件等都需要在屏蔽罩上打孔，从而大大降低了屏蔽性能。尽管沟槽和缝隙不可避免，但在屏蔽设计中对与电路工作频率波长有关的沟槽长度作仔细考虑是很有好处 的。

　　任一频率电磁波的波长为：波长（λ）=光速（C）/频率（Hz）

　　当缝隙长度为波长（截止频率）的一半时，RF波开始以 20dB/10倍频（1/10截止频率）或6dB/8倍频（1/2截止频率）的速率衰减。通常RF发射频率越高衰减越严重，因为它的波长越短。当涉及到最 高频率时，必须要考虑可能会出现的任何谐波，不过实际上只需考虑一次及二次谐波即可。

　　一旦知道了屏蔽罩内RF辐射的频率及强度，就可计算出屏蔽罩的最大允许缝隙和沟槽。例如如果需要对1GHz（波长为300mm）的辐射衰减26dB， 则150mm的缝隙将会开始产生衰减，因此当存在小于 150mm的缝隙时，1GHz辐射就会被衰减。所以对1GHz频率来讲，若需要衰减20dB，则缝隙应小于15 mm（150mm的1/10），需要衰减26dB时，缝隙应小于7.5 mm（15mm的1/2以上），需要衰减32dB时，缝隙应小于3.75 mm（7.5mm的1/2以上）。

　　可采用合适的导电衬垫使缝隙大小限定在规定尺寸内，从而实现这种衰减效果。

　　屏蔽设计难点

　　由于接缝会导致屏蔽罩导通率下降，因此屏蔽效率也会降低。要注意低于截止频率的辐射其衰减只取决于缝隙的长度直径比，例如长度直径比为3时可获得 100dB的衰减。在需要穿孔时，可利用厚屏蔽罩上面小孔的波导特性；另一种实现较高长度直径比的方法是附加一个小型金属屏蔽物，如一个大小合适的衬垫。 上述原理及其在多缝情况下的推广构成多孔屏蔽罩设计基础。

　　多孔薄型屏蔽层：多孔的例子很多，比如薄金属片上的通风孔等等，当各孔间距较近时设计上必须要仔细考虑。下面是此类情况下屏蔽效率计算公式：

　　SE=［20lg （fc/o/σ）］-10lg n

　　其中 fc/o：截止频率 n：孔洞数目

　　注意此公式仅适用于孔间距小于孔直径的情况，也可用于计算金属编织网的相关屏蔽效率。

EMC问题常常是制约中国电子产品出口的一个原因，本文主要论述EMI的来源及一些非常具体的抑制方法。

　　电磁兼容性（EMC）是指"一种器件、设备或系统的性能，它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰 （IEEE C63.12-1987）。"对于无线收发设备来说，采用非连续频谱可部分实现EMC性能，但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。例如在笔记 本电脑和测试设备之间、打印机和台式电脑之间以及蜂窝电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰，我们把这种干扰称为电磁干扰（EMI）。

　　EMC问题来源

　　所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化，有时变化速率还相当快，这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量，而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。

　　EMI有两条途径离开或进入一个电路：辐射和传导。信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去；而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳，在开放的空间中自由辐射，从而产生干扰。

　　很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现，大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽：从源头处降低干扰；通过屏蔽、过滤 或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标，这些性能在设计阶段的早期就 应完成。

　　对设计工程师而言，采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用，从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上 喷射涂层及镀层（如导电漆及锌线喷涂等）。无论是金属还是涂有导电层的塑料，一旦设计人员确定作为外壳材料之后，就可着手开始选择衬垫。

　　金属屏蔽效率

　　可用屏蔽效率（SE）对屏蔽罩的适用性进行评估，其单位是分贝，计算公式为：

　　SEdB=A+R+B

　　其中 A：吸收损耗（dB） R：反射损耗（dB） B：校正因子（dB）（适用于薄屏蔽罩内存在多个反射的情况）

　　一个简单的屏蔽罩会使所产生的电磁场强度降至最初的十分之一，即SE等于20dB；而有些场合可能会要求将场强降至为最初的十万分之一，即SE要等于100dB。

　　吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量，吸收损耗计算式为：

　　AdB=1.314（f×σ×μ）1/2×t

其中 f：频率（MHz） μ：铜的导磁率 σ：铜