概述
將電氣噪聲分流入地的導(dǎo)電金屬隔板、纏繞物或外護(hù)物;通常利用銅或鋁等低阻材料或磁性材料制成的容器(需良好的接地)將需要隔離的部分全部包起來,將電力線或磁力線的影響限制在某一個范圍內(nèi),或者使某個指定的空間內(nèi)防止外部靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)的影響。一般采用良好接地的金屬網(wǎng)或罩實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽,既可防止外來電磁場干擾,又可防止本身電磁場輻射對外界的干擾。采用高導(dǎo)磁材料罩實(shí)現(xiàn)磁屏蔽,可防止磁場干擾。
屏蔽分類
1、電磁屏蔽:防止或者減少電磁波侵入空間某些部位的措施。通常的辦法是用金屬網(wǎng)或者金屬殼將產(chǎn)生電磁波的區(qū)域與需防止侵入的區(qū)域隔開。例如某些儀器或儀表常安裝在金屬箱中,又如高電壓實(shí)驗(yàn)室的墻壁內(nèi)及室頂中常埋設(shè)有金屬的屏蔽網(wǎng),以防止或減少它所受到的干擾及它對其余區(qū)域的干擾。常選擇有較高的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的導(dǎo)體作為屏蔽物的材料。因?yàn)楦邔?dǎo)電性材料在電磁波的作用下將產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流。這些電流按照楞次定律將削弱電磁波的透入。采用的金屬網(wǎng)孔愈密,直到采用整體的金屬殼,屏蔽的效果愈好,但所費(fèi)材料愈多。高導(dǎo)磁性的材料可以引導(dǎo)磁力線較多地通過這些材料,而減少被屏蔽區(qū)域中的磁力線。屏蔽物通常是接地的,以免積累電荷的影響。
2、靜電屏蔽:為了避免外界電場對儀器設(shè)備的影響,或者為了避免電器設(shè)備的電場對外界的影響,用一個空腔導(dǎo)體把外電場遮住,使其內(nèi)部不受影響,也不使電器設(shè)備對外界產(chǎn)生影響,這就叫做靜電屏蔽。空腔導(dǎo)體不接地的屏蔽為外屏蔽,空腔導(dǎo)體接地的屏蔽為全屏蔽。空腔導(dǎo)體在外電場中處于靜電平衡,其內(nèi)部的場強(qiáng)總等于零。因此外電場不可能對其內(nèi)部空間發(fā)生任何影響。若空腔導(dǎo)體內(nèi)有帶電體,在靜電平衡時(shí),它的內(nèi)表面將產(chǎn)生等量異號的感生電荷。如果外殼不接地則外表面會產(chǎn)生與內(nèi)部帶電體等量而同號的感應(yīng)電荷,此時(shí)感應(yīng)電荷的電場將對外界產(chǎn)生影響,這時(shí)空腔導(dǎo)體只能對外電場屏蔽,卻不能屏蔽內(nèi)部帶電體對外界的影響,所以叫外屏蔽。如果外殼接地,即使內(nèi)部有帶電體存在,這時(shí)內(nèi)表面感應(yīng)的電荷與帶電體所帶的電荷的代數(shù)和為零,而外表面產(chǎn)生的感應(yīng)電荷通過接地線流入大地。外界對殼內(nèi)無法影響,內(nèi)部帶電體對外界的影響也隨之而消除,所以這種屏蔽叫做全屏蔽。為了防止外界信號的干擾,靜電屏蔽被廣泛地應(yīng)用科學(xué)技術(shù)工作中。例如電子儀器設(shè)備外面的金屬罩,通訊電纜外面包的鉛皮等等,都是用來防止外界電場干擾的屏蔽措施。
3、磁屏蔽:磁導(dǎo)率不同的兩種介質(zhì)放到磁場中,在它們的交界面上磁場要發(fā)生突變,這時(shí)磁場強(qiáng)度B的大小和方向都要發(fā)生變化,也就是說,引起了磁感線的折射。例如,當(dāng)磁感線從空氣進(jìn)入鐵時(shí),磁感線對法線的偏離很大,因此強(qiáng)烈地收縮。如右圖,是磁屏蔽示意圖。圖中A為一磁導(dǎo)率很大的軟磁材料(如坡莫合金或鐵鋁合金)做成的罩,放在外磁場中。由于罩餓磁導(dǎo)率μ比μ。大得多,所以絕大部分磁場線從罩殼的壁內(nèi)通過,而罩殼內(nèi)的空腔中,磁感線是很少的。這就達(dá)到了磁屏蔽的目的。為了防止外界磁場的干擾,常在示波管、顯像管中電子束聚焦部分的外部加上磁屏蔽罩,就可以起到磁屏蔽的作用。
屏蔽技術(shù)
屏蔽就是以金屬隔離的原理來控制電磁干擾由一個區(qū)域向另一區(qū)域感應(yīng)和輻射傳播的方法。屏蔽一般分為兩種類型:一類是靜電屏蔽,主要用于防治靜電場和恒定磁場的影響,另一類是電磁屏蔽,主要用于防止交變電場、交變磁場以及交變電磁場的影響。靜電屏蔽應(yīng)具有兩個基本要點(diǎn),即完善的屏蔽體和良好的接地。電磁屏蔽不但要求有良好的接地,而且要求屏蔽體具有良好的導(dǎo)電連續(xù)性,對屏蔽體的導(dǎo)電性要求要比靜電屏蔽高得多。因而為了滿足電磁兼容性要求,常常用高導(dǎo)電性的材料作為屏蔽材料,如銅板、銅箔、鋁板、鋁箔、鋼板或金屬鍍層、導(dǎo)電涂層。在實(shí)際的屏蔽中,電磁屏蔽效能更大程度上依賴于機(jī)箱的結(jié)構(gòu),即導(dǎo)電的連續(xù)性。機(jī)箱上的接縫、開口等都是電磁波的泄漏源。穿過機(jī)箱的電纜也是造成屏蔽效能下降的主要原因。解決機(jī)箱縫隙電磁泄漏的方式是在縫隙處用電磁密封襯墊。電磁密封襯墊是一種導(dǎo)電的彈性材料,它能夠保持縫隙處的導(dǎo)電連續(xù)性。常見的電磁密封襯墊有導(dǎo)電橡膠、雙重導(dǎo)電橡膠、金屬編織網(wǎng)套、螺旋管襯墊、定向金屬導(dǎo)電橡膠等。機(jī)箱上開口的電磁泄漏與開口的形狀、輻射源的特性和輻射源到開口處的距離有關(guān)。通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)開口尺寸和輻射源到開口的距離能夠改善屏蔽效能的要求。通風(fēng)口可使用穿孔金屬板,只要孔的直徑足夠小,就能夠達(dá)到所要求的屏蔽效能。當(dāng)對通風(fēng)量的要求高時(shí),必須使用截止波導(dǎo)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(qiáng)度差,容易損壞。如果對屏蔽的要求高,或環(huán)境惡劣(如軍用環(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)格高昂。諸如計(jì)算機(jī)顯示屏等,即要滿足視覺需要,又要滿足防電磁泄漏要求。通常在顯示屏前加裝高性能屏蔽視窗。屏蔽機(jī)箱上絕不允許有導(dǎo)線直接穿過。當(dāng)導(dǎo)線必須穿過機(jī)箱時(shí),一定要使用適當(dāng)?shù)臑V波器,或?qū)?dǎo)線進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠帘巍8蓴_抑制濾波技術(shù)濾波技術(shù)的基本用途是選擇信號和抑制干擾,為實(shí)現(xiàn)這兩大功能而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)都稱為濾波器。通常按功用可把濾波器分為信號選擇濾波器和電磁干擾(EMI)濾波器兩大類。信號選擇濾波器是以有效去除不需要的信號分量,同時(shí)是對被選擇信號的幅度相位影響最小的濾波器。電磁干擾濾波器是以能夠有效抑制電磁干擾為目標(biāo)的濾波器。電磁干擾濾波器常常又分為信號線EMI濾波器、電源EMI濾波器、印刷電路板EMI濾波器、反射EMI濾波器、隔離EMI濾波器等幾類。線路板上的導(dǎo)線是最有效的接收和輻射天線,由于導(dǎo)線的存在,往往會使線路板上產(chǎn)生過強(qiáng)的電磁輻射。同時(shí),這些導(dǎo)線又能接受外部的電磁干擾,使電路對干擾很敏感。在導(dǎo)線上使用信號濾波器是一個解決高頻電磁干擾輻射和接收很有效的方法。脈沖信號的高頻成分很豐富,這些高頻成分可以借助導(dǎo)線輻射,使線路板的輻射超標(biāo)。信號濾波器的使用可使脈沖信號的高頻成分大大減少,由于高頻信號的輻射效率較高,這個高頻成分的減少,線路板的輻射將大大改善。電源線是電磁干擾傳入設(shè)備和傳出設(shè)備主要途徑。通過電源線,電網(wǎng)上的干擾可以傳入設(shè)備,干擾設(shè)備的正常工作。同樣,設(shè)備的干擾也可以通過電源線傳到電網(wǎng)上,對網(wǎng)上其它設(shè)備造成干擾。為了防止這兩種情況的發(fā)生,必須在設(shè)備的電源入口處安裝一個低通濾波器,這個濾波器只容許設(shè)備的工作頻率(50Hz,60Hz,400Hz)通過,而對較高頻率的干擾有很大的損耗,由于這個濾波器專門用于設(shè)備電源線上,所以稱為電源線濾波器。電源線上的干擾電路以兩種形式出現(xiàn)。一種是在火線零線回路中,其干擾被稱為差模干擾。另一種是在和火線、零線與地線和大地的回路中,稱為共模干擾。通常200Hz以下時(shí),差模干擾成分占主要部分。1MHz以上時(shí),共模干擾成分占主要成分。電源濾波器對差模干擾和共模干擾都有抑制作用,但由于電路結(jié)構(gòu)不同,對差模干擾和共模干擾的抑制效果不一樣。所以濾波器的技術(shù)指標(biāo)中有差模插入損耗和共模插入損耗之分。
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