電磁兼容-搭接課件

1、 第七章第七章 搭接技術(shù)及其應(yīng)用搭接技術(shù)及其應(yīng)用n搭接的一般概念搭接的一般概念n搭接的影響因素搭接的影響因素n搭接的方法搭接的方法n搭接質(zhì)量的測試方法搭接質(zhì)量的測試方法 一、搭接的概念一、搭接的概念n搭接的定義搭接的定義:在兩個金屬物體之間通過機(jī)械、化學(xué)或物理在兩個金屬物體之間通過機(jī)械、化學(xué)或物理方法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)連接，以建立一條穩(wěn)定的方法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)連接，以建立一條穩(wěn)定的低阻抗電氣通路低阻抗電氣通路的工藝過程。的工藝過程。n搭接的目的：為電流提供一個均勻的結(jié)構(gòu)面和低阻抗通搭接的目的：為電流提供一個均勻的結(jié)構(gòu)面和低阻抗通路，以避免在相互連接的兩金屬間形成路，以避免在相互連接的兩金屬間形成電位差電位差。由

2、于電。由于電位差的存在，可能對任何頻率的信號都造成干擾。位差的存在，可能對任何頻率的信號都造成干擾。例如：例如：n電纜屏蔽層與機(jī)箱之間搭接電纜屏蔽層與機(jī)箱之間搭接n屏蔽體上不同部分之間的搭接屏蔽體上不同部分之間的搭接n 濾波器與機(jī)箱之間的搭接濾波器與機(jī)箱之間的搭接n 不同機(jī)箱之間的地線搭接不同機(jī)箱之間的地線搭接 二、良好搭接的作用二、良好搭接的作用n減少設(shè)備間減少設(shè)備間電位差電位差引起的騷擾；引起的騷擾；n減小接地電阻，從而降低減小接地電阻，從而降低接地公共阻抗接地公共阻抗騷騷擾和擾和各種地回路騷擾各種地回路騷擾；n實(shí)現(xiàn)屏蔽、濾波、接地等技術(shù)的設(shè)計(jì)目的；實(shí)現(xiàn)屏蔽、濾波、接地等技術(shù)的設(shè)計(jì)目的；n

3、防止防止雷電雷電放電的危害，保護(hù)設(shè)備等的安全；放電的危害，保護(hù)設(shè)備等的安全；n防止設(shè)備運(yùn)行期間的防止設(shè)備運(yùn)行期間的靜電靜電電荷積累，避免電荷積累，避免靜電放電騷擾。靜電放電騷擾。 三、不良搭接的實(shí)例三、不良搭接的實(shí)例濾波器接地阻抗預(yù)期干擾電流路徑實(shí)際干擾電流路徑1、搭接不良的濾波器、搭接不良的濾波器2、搭接不良的機(jī)箱、搭接不良的機(jī)箱VI航天飛行器上的搭接阻抗要小于航天飛行器上的搭接阻抗要小于2.5m !不良搭接的可能出現(xiàn)在下列情況不良搭接的可能出現(xiàn)在下列情況n電纜連接器與設(shè)備殼體的搭接不良；電纜連接器與設(shè)備殼體的搭接不良；n電流通路上存在沒有牢固連接的搭接點(diǎn)，電流通路上存在沒有牢固連接的搭接點(diǎn)

4、，或者由于振動使搭接點(diǎn)松動；或者由于振動使搭接點(diǎn)松動；n接地構(gòu)件搭接不良使地阻抗增大、接地措接地構(gòu)件搭接不良使地阻抗增大、接地措施失效；施失效；n防雷電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)中搭接不良，使雷電放電防雷電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)中搭接不良，使雷電放電電流不能順利導(dǎo)入大地，在不良搭接處產(chǎn)電流不能順利導(dǎo)入大地，在不良搭接處產(chǎn)生高壓放電；生高壓放電；n工頻交流供電電路中存在松動的搭接點(diǎn)。工頻交流供電電路中存在松動的搭接點(diǎn)。 四、搭接的方法四、搭接的方法n永久性搭接：利用鉚接、熔焊、釬焊、壓接等工永久性搭接：利用鉚接、熔焊、釬焊、壓接等工藝方法，使兩種金屬物體保持固定連接。藝方法，使兩種金屬物體保持固定連接。優(yōu)點(diǎn)：具有穩(wěn)定的電氣特性

5、優(yōu)點(diǎn)：具有穩(wěn)定的電氣特性缺點(diǎn)：維修困難缺點(diǎn)：維修困難n半永久性搭接：利用螺栓、螺釘、夾具等輔助器半永久性搭接：利用螺栓、螺釘、夾具等輔助器件使兩種金屬物體保持連接的方法。件使兩種金屬物體保持連接的方法。優(yōu)點(diǎn)：拆卸方便優(yōu)點(diǎn)：拆卸方便缺點(diǎn)：電氣特性不穩(wěn)定缺點(diǎn)：電氣特性不穩(wěn)定 五、搭接的類型五、搭接的類型n直接搭接：兩裸金屬或?qū)щ娦院芎玫慕饘偬囟ú课坏闹苯哟罱樱簝陕憬饘倩驅(qū)щ娦院芎玫慕饘偬囟ú课坏谋砻嬷苯咏佑|，牢固地建立一條導(dǎo)電良好的電氣通路。表面直接接觸，牢固地建立一條導(dǎo)電良好的電氣通路。影響搭接電阻的因素：影響搭接電阻的因素：接觸面積、接觸壓力、接觸表面的雜質(zhì)和接觸表面的硬接觸面積、接觸壓力、接

6、觸表面的雜質(zhì)和接觸表面的硬度等。度等。適用：高頻適用：高頻n間接搭接：采用搭接條或其他輔助導(dǎo)體將兩個金屬物間接搭接：采用搭接條或其他輔助導(dǎo)體將兩個金屬物體連接起來。體連接起來。適用：設(shè)備需要移動或者抗阻抗沖擊時(shí)。適用：設(shè)備需要移動或者抗阻抗沖擊時(shí)。缺點(diǎn)：阻抗大缺點(diǎn)：阻抗大措施：搭接體表面鍍銀或金措施：搭接體表面鍍銀或金不同的搭接條搭接帶頻率不同搭接方式不同頻率不同搭接方式不同 六、搭接的實(shí)施六、搭接的實(shí)施n搭接的電化學(xué)腐蝕原理搭接的電化學(xué)腐蝕原理n搭接表面的清理和防腐涂覆：搭接表面的清理和防腐涂覆：搭接完后，為了保護(hù)搭接體，要在接縫處表面進(jìn)行搭接完后，為了保護(hù)搭接體，要在接縫處表面進(jìn)行附加涂覆

7、（油漆、電鍍等）。附加涂覆（油漆、電鍍等）。防止灰塵、有機(jī)物（油脂等）、保護(hù)層和電鍍層防止灰塵、有機(jī)物（油脂等）、保護(hù)層和電鍍層n搭接的加工方法：搭接的加工方法：物理：熔焊、釬焊和軟焊物理：熔焊、釬焊和軟焊機(jī)械：螺栓連接、鉚接、壓接、卡箍、銷鍵緊固、擰絞機(jī)械：螺栓連接、鉚接、壓接、卡箍、銷鍵緊固、擰絞化學(xué)：導(dǎo)電粘合劑化學(xué)：導(dǎo)電粘合劑搭接的電化學(xué)腐蝕原理搭接的電化學(xué)腐蝕原理腐蝕是指物體受到所處環(huán)境的作用而發(fā)生破壞的現(xiàn)象。腐蝕是指物體受到所處環(huán)境的作用而發(fā)生破壞的現(xiàn)象。金屬的腐蝕的必備條件：金屬的腐蝕的必備條件：n一個陰極一個陽極，形成電位差；一個陰極一個陽極，形成電位差；n有電流流動的完整通路。

8、有電流流動的完整通路。這兩個條件不難滿足：這兩個條件不難滿足：n當(dāng)金屬表面不做任何處理，由于表面污垢形成一個陽極區(qū)和一個陰極區(qū)，通當(dāng)金屬表面不做任何處理，由于表面污垢形成一個陽極區(qū)和一個陰極區(qū)，通過環(huán)境中的濕氣產(chǎn)生電解液構(gòu)成導(dǎo)電通路，也能產(chǎn)生腐蝕；過環(huán)境中的濕氣產(chǎn)生電解液構(gòu)成導(dǎo)電通路，也能產(chǎn)生腐蝕；n當(dāng)兩種金屬組成的連接表面，由于金屬電位序列的高低不同，處于高序的金當(dāng)兩種金屬組成的連接表面，由于金屬電位序列的高低不同，處于高序的金屬成為陽極，處于低序的金屬成為陰極，在環(huán)境電解質(zhì)的作用下，處于陽極屬成為陽極，處于低序的金屬成為陰極，在環(huán)境電解質(zhì)的作用下，處于陽極的金屬就被腐蝕。的金屬就被腐蝕。因

9、此搭接表面必須進(jìn)行防護(hù)腐蝕的處理，以免受腐蝕使搭接電阻增大。因此搭接表面必須進(jìn)行防護(hù)腐蝕的處理，以免受腐蝕使搭接電阻增大。金屬的電位序列金屬的電位序列金屬 電極電位 金屬 電極電位 鎂 / 鎂合金 - 2.37 鈹 - 1.85 銅 + 0.34 鋁 - 1.66 蒙乃爾合金 鋅 - 0.76 不銹鋼 鉻 - 0.74 銀 + 0.799 鐵/鋼/鑄鐵 - 0.44 鉑 + 1.200 鎘 - 0.4 金 + 1.420 鎳 - 0.25 錫 - 0.14 鉛 - 0.13 IIVIIIII金屬的腐蝕傾向采用電位的概念進(jìn)行比較。電位負(fù)的金屬，活性較金屬的腐蝕傾向采用電位的概念進(jìn)行比較。電位負(fù)的

10、金屬，活性較強(qiáng)，容易發(fā)生腐蝕。電位正的金屬活性相對較弱，腐蝕傾向性小。強(qiáng)，容易發(fā)生腐蝕。電位正的金屬活性相對較弱，腐蝕傾向性小。搭接點(diǎn)的保護(hù)搭接點(diǎn)的保護(hù) 七、搭接質(zhì)量的測量七、搭接質(zhì)量的測量n測試儀器測試儀器n測試方法測試方法阻抗測量方法阻抗測量方法n低頻：電橋法、萬用表等低頻：電橋法、萬用表等n高頻：開槽線法、反射計(jì)法、電橋法、標(biāo)量分析法和矢量分高頻：開槽線法、反射計(jì)法、電橋法、標(biāo)量分析法和矢量分析法等。析法等。 高頻阻抗的測量：高頻阻抗的測量：對于射頻微波電路對于射頻微波電路, 一般不直接測量阻抗，一般不直接測量阻抗，而是測量兩個便于直接測量的參數(shù)，即反射系數(shù)和駐波參量而是測量兩個便于直接

11、測量的參數(shù)，即反射系數(shù)和駐波參量， 其基本測量方法有開槽線法、反射計(jì)法、電橋法、標(biāo)量分其基本測量方法有開槽線法、反射計(jì)法、電橋法、標(biāo)量分析法和矢量分析法等。但是反射計(jì)法和電橋法不能測量較大析法和矢量分析法等。但是反射計(jì)法和電橋法不能測量較大的阻抗值的阻抗值, 而且測量頻率不高而且測量頻率不高, 近期又發(fā)展了近期又發(fā)展了 IV 和和 RF- IV 法法, 其基本的原理就是伏安法，這是最經(jīng)典的阻抗測量方法。測其基本的原理就是伏安法，這是最經(jīng)典的阻抗測量方法。測量原理是基于歐姆定律。量原理是基于歐姆定律。（一）四端法（對直流或低頻阻抗有效，（一）四端法（對直流或低頻阻抗有效，使用使用恒流源和高靈敏度

12、的數(shù)字電壓表恒流源和高靈敏度的數(shù)字電壓表）機(jī)柜搭接阻抗頻率寄生電容導(dǎo)線電感并聯(lián)諧振點(diǎn)VIZ = V / I（二）網(wǎng)絡(luò)分析儀法測阻（二）網(wǎng)絡(luò)分析儀法測阻抗抗 通過測量注入信號與反射信號之比得到反射系數(shù)。用定向耦通過測量注入信號與反射信號之比得到反射系數(shù)。用定向耦合器或電橋檢測反射信號，并用網(wǎng)絡(luò)分析儀提供和測量該信號。由合器或電橋檢測反射信號，并用網(wǎng)絡(luò)分析儀提供和測量該信號。由于這種方法測量的是在于這種方法測量的是在DUT上的反射，因而能用于較高的頻率范圍。上的反射，因而能用于較高的頻率范圍。根據(jù)實(shí)際的測量需求，網(wǎng)絡(luò)分析法又延伸出幾個方根據(jù)實(shí)際的測量需求，網(wǎng)絡(luò)分析法又延伸出幾個方法，以提高測試的阻

13、抗范圍。法，以提高測試的阻抗范圍。網(wǎng)絡(luò)分析儀測阻抗網(wǎng)絡(luò)分析儀測阻抗（1） 反射法反射法這是最典型的網(wǎng)絡(luò)分析法，通過測試這是最典型的網(wǎng)絡(luò)分析法，通過測試S S1111，來測試阻抗，公式如下，來測試阻抗，公式如下：11111501DUTSZS對于對于E5061BE5061B網(wǎng)絡(luò)分析儀：網(wǎng)絡(luò)分析儀：頻率范圍可測：頻率范圍可測：5Hz5Hz到到3GHz 3GHz 10%10%精度阻抗范圍：精度阻抗范圍：1 1歐姆歐姆2K2K歐姆歐姆 可利用可利用7mm7mm類型系列測試夾具類型系列測試夾具 （2）串聯(lián)直通法）串聯(lián)直通法網(wǎng)絡(luò)分析儀測阻抗網(wǎng)絡(luò)分析儀測阻抗如圖所示，串聯(lián)直通法通過串接方式連接測量如圖所示，串

14、聯(lián)直通法通過串接方式連接測量DUTDUT。對于。對于E5061BE5061B，增益，增益- -相位測試端口和相位測試端口和S S參數(shù)測試端口都能使用串聯(lián)直通法。相比參數(shù)測試端口都能使用串聯(lián)直通法。相比來說，增益來說，增益- -相位測試端口更加方便，因?yàn)橄辔粶y試端口更加方便，因?yàn)? 4端接類型的器件測試夾端接類型的器件測試夾具能夠直接連接到增益具能夠直接連接到增益- -相位測試端口。但是最高頻率范圍僅到相位測試端口。但是最高頻率范圍僅到30MHz30MHz。如果想測試更高頻率，可以使用。如果想測試更高頻率，可以使用S S參數(shù)測試端口。但是，當(dāng)參數(shù)測試端口。但是，當(dāng)頻率達(dá)到幾百兆后，消除串聯(lián)直通測

15、試夾具帶來的誤差是比較困難頻率達(dá)到幾百兆后，消除串聯(lián)直通測試夾具帶來的誤差是比較困難。因此實(shí)際頻率限制大概在。因此實(shí)際頻率限制大概在200MHz200MHz或或300MHz300MHz。對于對于E5061BE5061B網(wǎng)絡(luò)分析儀：網(wǎng)絡(luò)分析儀：頻率范圍可測：頻率范圍可測：5Hz5Hz到到30MHz30MHz（增益（增益- -相位測試端口）相位測試端口） 5Hz5Hz到幾百兆到幾百兆HzHz（S S參數(shù)測試端口）參數(shù)測試端口） 10%10%精度阻抗測量范圍：精度阻抗測量范圍：5 5歐姆到歐姆到20K20K歐姆歐姆 可利用測試夾具（增益可利用測試夾具（增益- -相位測試端口）相位測試端口） 不適用于

16、接到不適用于接到DUTDUT的測量的測量 網(wǎng)絡(luò)分析儀測阻抗網(wǎng)絡(luò)分析儀測阻抗（3）并聯(lián)直通法）并聯(lián)直通法如圖所示，并聯(lián)直通法通過并聯(lián)如圖所示，并聯(lián)直通法通過并聯(lián)DUT測試阻抗。這個方法非常適合測量測試阻抗。這個方法非常適合測量低阻抗低阻抗器件，可小達(dá)器件，可小達(dá)1m歐姆。增益歐姆。增益-相位測試端口和相位測試端口和S參數(shù)測試端口都可參數(shù)測試端口都可以使用并聯(lián)直通法。對于超過以使用并聯(lián)直通法。對于超過30MHz的頻率范圍，使用的頻率范圍，使用S參數(shù)測試端口參數(shù)測試端口進(jìn)行并聯(lián)直通測試。但是，對于低于進(jìn)行并聯(lián)直通測試。但是，對于低于100KHz，推薦使用增益，推薦使用增益-相位測試相位測試端口進(jìn)行阻

17、抗測量，因?yàn)樵鲂Ф丝谶M(jìn)行阻抗測量，因?yàn)樵鲂?相位測試端口使用了相位測試端口使用了半浮地半浮地的設(shè)計(jì)方法，的設(shè)計(jì)方法，這個方法可以消除由于回流電流在測試電纜屏蔽層所形成的電阻誤差，這個方法可以消除由于回流電流在測試電纜屏蔽層所形成的電阻誤差，這樣可以在低頻范圍內(nèi)容易地和精確地測量非常低的阻抗。這樣可以在低頻范圍內(nèi)容易地和精確地測量非常低的阻抗。對于對于E5061B網(wǎng)絡(luò)分析儀：網(wǎng)絡(luò)分析儀：頻率范圍：頻率范圍：5Hz到到30MHz（增益（增益-相位測試口），相位測試口），5Hz到到3GHz（S參數(shù)測試口參數(shù)測試口1-2） 10%精度阻抗測量范圍：精度阻抗測量范圍：1m歐姆到歐姆到5歐姆（比阻歐姆（比

18、阻抗分析儀更高的測量靈敏度）抗分析儀更高的測量靈敏度） 使用自制測試夾具或使用自制測試夾具或RF探頭探頭高頻阻抗測量儀器高頻阻抗測量儀器HP4191A高頻阻抗分析儀高頻阻抗分析儀HP4294A阻抗分析儀阻抗分析儀Agilent E5061B網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀Agilent E4991A射頻阻抗射頻阻抗/材料分析儀材料分析儀HP4294A精密阻抗分析儀精密阻抗分析儀測量頻率范圍測量頻率范圍 40 Hz - 110 MHz 基本測量精度為基本測量精度為 0.08% 業(yè)內(nèi)最高性能的業(yè)內(nèi)最高性能的阻抗測量和分析儀阻抗測量和分析儀 E4991A 射頻阻抗射頻阻抗/材料測量材料測量分析儀分析儀測量頻率范

19、圍從測量頻率范圍從 1 MHz 1 MHz 到到 3 GHz基本測量精度為基本測量精度為 0.8%0.8%材料測量功能可以測量介電常數(shù)和導(dǎo)磁率（配材料測量功能可以測量介電常數(shù)和導(dǎo)磁率（配置選件置選件 002）防靜電型電路板阻抗測量系統(tǒng)防靜電型電路板阻抗測量系統(tǒng)G04003975（北京）（北京）防靜電型電路板阻抗測量系統(tǒng)防靜電型電路板阻抗測量系統(tǒng)G04003975功能功能天線量測：天線量測：S參數(shù)、駐波比及反射系數(shù)。參數(shù)、駐波比及反射系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)分析：額定阻抗、平均阻抗、最大阻抗與最小阻抗。標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)分析：額定阻抗、平均阻抗、最大阻抗與最小阻抗。依客戶需求提供依客戶需求提供2 16通道天線自

20、動量測系統(tǒng)通道天線自動量測系統(tǒng)(選配選配)。依客戶需求提供半自動依客戶需求提供半自動/全自動電路板阻抗特性測試系統(tǒng)。全自動電路板阻抗特性測試系統(tǒng)。所有功能之軟件，完全整合在所有功能之軟件，完全整合在PA801B設(shè)備中，不必外接設(shè)備中，不必外接PC。提供中文化的提供中文化的TDR操作接口，可同時(shí)直接輸出阻抗測試報(bào)告，操作接口，可同時(shí)直接輸出阻抗測試報(bào)告，如如PDF、XLS等格式，并能同時(shí)記錄每一次的測量畫面等格式，并能同時(shí)記錄每一次的測量畫面(JPG格式格式)。系統(tǒng)頻寬達(dá)系統(tǒng)頻寬達(dá)3GHz，內(nèi)置，內(nèi)置ESD保護(hù)電路。保護(hù)電路。防靜電型電路板阻抗測量系統(tǒng)防靜電型電路板阻抗測量系統(tǒng)G04003975

21、參參數(shù)數(shù)系統(tǒng)規(guī)格：系統(tǒng)規(guī)格：測量范圍：測量范圍：0 150(單端單端) / 0 300(差動差動)測量精度：測量精度：0.5%50測試長度：測試長度：50.8mm 10m水平軸顯示分辨率：水平軸顯示分辨率：1ps或或0.2mm(0.008”)TDR上升時(shí)間范圍：上升時(shí)間范圍：149ps 300ps，可調(diào)整，可調(diào)整(內(nèi)部默認(rèn)為內(nèi)部默認(rèn)為200ps)量測速度：單端及差動測試時(shí)間僅需約量測速度：單端及差動測試時(shí)間僅需約0.7秒秒量測模式：單機(jī)同時(shí)提供單端、差動二種測試模式量測模式：單機(jī)同時(shí)提供單端、差動二種測試模式操作接口：提供外部控制軟件，也可安裝于設(shè)備內(nèi)部直接操作，接口簡操作接口：提供外部控制軟件，也可安裝于設(shè)備內(nèi)部直接操作，接口簡單易懂，無需耗費(fèi)較長時(shí)間訓(xùn)練。單易懂，無需耗費(fèi)較長時(shí)間訓(xùn)練。輸出接口：輸出接口：VGA x 1 ; USB x 6工作溫工作溫/濕度：濕度：5C 40C，20% 80% 29C尺寸尺