EMI與真空濺鍍-培訓(xùn)資料課件

1、內(nèi)容摘要 EMC 意義及其架構(gòu) EMI 的法規(guī)與Mark EMI 的測試場地與儀器 EMI 的輻射限值(Limit Line) 屏蔽原理 ESD基本常識 總結(jié)Created by:Rusher.Tan EMC: Electromagnetic Compatibility 電磁兼容在同一個電磁環(huán)境里各個儀器或設(shè)備可以互相獨立的工作並不受干擾也不干擾別的儀器或設(shè)備 EMC意義範(fàn)圍：宇宙空間、自然現(xiàn)象、人工設(shè)施、電力系統(tǒng)、電子設(shè)備、人體生物。演變：因資訊時代來臨，產(chǎn)品越精密速度越快，PC上有限的容積擠滿各類週邊，且使用共用的電源及接地迴路，極易造成電磁干擾問題。觀念：所謂EMC的觀念除了不產(chǎn)生電磁雜

2、訊妨礙其他電子設(shè)備外，尚要能夠承受其他電子設(shè)備所產(chǎn)生的電磁干擾。Created by:Rusher.Tan EMC架構(gòu)CS(Conducted Sus)RS(Radiated Sus)CE(Conducted Emi)RE(Radiated Emi)EMC(Electromagnetic compatibility)EMI(Electromagnetic Interference)EMS(Electromagnetic Susceptibility)MRERCreated by:Rusher.TanEMI的傳播方式Created by:Rusher.Tan 常用法規(guī)GB9254（國家標(biāo)準(zhǔn)）CI

3、SPR22（國際無線電干擾特別委員會標(biāo)準(zhǔn)）IEC61000（國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)）EN55022（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）FCC-Part15（美國標(biāo)準(zhǔn)）ANSI-63.4-2 （美國標(biāo)準(zhǔn)） EMC法規(guī)Created by:Rusher.TanChinaCCCTaiwanBSMIAmericaFCCEuropeCEAustraliaC-tickJapanVCCIGermanyTUV GSAmericaULCanadaULNorway NEMKO Sweden SEMKO Finland FIMKO Denmark DEMKO Switzerland SEV MarkCreated by:Rusher.Tan開

4、闊試驗場(open site)屏蔽室(shielding room)電波暗室( Anechonic chamber) 半電波暗室 全電波暗室橫電磁波室 EMI測試場地Created by:Rusher.Tan開闊試驗場一般選擇電磁環(huán)境干淨(jìng)本底電平低的地方以免周圍環(huán)境中的電磁波干擾EMI試驗包括3m,10m,30m法 EMI測試場地Created by:Rusher.Tan EMI測試場地開闊試驗場天線EUT10mCreated by:Rusher.Tan電波暗室又稱電波消聲室或電波無反射室我們所用到的是半電波暗室半電波暗室五面貼吸波材料模擬開闊試驗場即電波傳播時只有直射波和地面反射波主要用于電

5、磁兼容測量 EMI測試場地Created by:Rusher.Tan頻譜分析儀(Spectrum Analyzer)前置放大器(RF Amplifier)天線(Antenna) EMI測試儀器Created by:Rusher.Tan 半電波暗室Created by:Rusher.Tan半電波暗室Created by:Rusher.Tan頻率范圍(MHz)30-230230-1000級QP (dBV)4047級QP (dBV)3037RE10m法 EMI輻射限值QP: Quasi Peak(準(zhǔn)峰值）Created by:Rusher.Tan測試數(shù)據(jù)Created by:Rusher.Tan波形

6、對比(30-300MHz)Created by:Rusher.Tan波形對比(300-1000MHz)Created by:Rusher.TanQP of 215.6MHzCreated by:Rusher.Tan屏蔽原理 電屏蔽 磁屏蔽 電磁屏蔽 屏蔽概念Created by:Rusher.Tan屏蔽概念NoiseSourceShieldingShieldingNoiseSourceCreated by:Rusher.Tan電屏蔽原理 電屏蔽也稱電場屏蔽,它能抑制電場耦合干擾,即抑制寄生電容的耦合干擾.實質(zhì)是減小兩個回路(或兩個元件,組件)之間的電場感應(yīng).電屏蔽體利用良導(dǎo)體做成,即可阻止屏蔽

7、體內(nèi)腔干擾源的電力線泄漏到外部,同時可阻止屏蔽體外的電力線進(jìn)入到屏蔽體內(nèi)腔.Created by:Rusher.Tan電屏蔽原理未屏蔽時的電場耦合等效電路:簡化電路:得到:Created by:Rusher.Tan電屏蔽原理有屏蔽且接地時的等效電路:簡化電路:得到:較屏蔽前要低故達(dá)到屏蔽效果Created by:Rusher.Tan電屏蔽原理有屏蔽但未接地時的等效電路:得到:相對于CSM,CMG 要小很多,故忽略后化簡得到:屏蔽金屬板不接地會造成更大干擾因為金屬板面積比干擾源和接收器間形成的電容面積大得多,距離也近,所以Created by:Rusher.Tan磁屏蔽原理 磁屏蔽稱磁場屏蔽,用

8、來消除或抑制由于磁場耦合引起的干擾. 因低頻磁場的屏蔽適用于恒定磁場和100KHz以下的低頻磁場產(chǎn)生的干擾,故在此不作討論. 高頻磁場屏蔽采用的是低電阻率的良導(dǎo)體材料,利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象在屏蔽殼體表面產(chǎn)生的渦流反磁場來達(dá)到屏蔽目的. 依據(jù)楞次定律,變化的磁通量會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,而感應(yīng)電動勢引起感應(yīng)電流,這一電流產(chǎn)生的磁通量用來阻礙原磁通量的變化.意即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通方向 與原磁通方向相反.Created by:Rusher.Tan磁屏蔽原理如圖:等效電路:屏蔽體上產(chǎn)生的渦流直接影響屏蔽效果:Created by:Rusher.Tan磁屏蔽原理頻率(w=2f)頻率特別高時,高頻下,渦流與頻率無關(guān)

9、,即感應(yīng)渦流的反磁場足以排斥原干擾磁場頻率較低時,可見屏蔽電阻越小,產(chǎn)生的渦流越大,損耗也越小,故需用良導(dǎo)體材料.Created by:Rusher.Tan電磁屏蔽原理入射電磁波A-吸收損耗通過屏蔽的波B-多次反射損耗R-反射損耗tSE=A+R+B (單位為dB)我們將通過屏蔽體后的能量衰減總和表示為:Created by:Rusher.Tan電磁屏蔽原理t -金屬屏蔽體厚度f -電磁波頻率 -屏蔽體的磁導(dǎo)率 =or o=410-7H/m r -屏蔽體的相對磁導(dǎo)率 -屏蔽體的電導(dǎo)率 =cr c=5.82107/m r -屏蔽體相對于銅的電導(dǎo)率物理量定義 -趨膚深度 Created by:Rus

10、her.Tan電磁屏蔽原理屏蔽體 Z2Z1入射電磁波波 RAt低頻: Z1 = 377 Z1 Z2 .幾乎全反射高頻: Z1 = 377 Z1 Z2 (Z2變大) .幾乎無反射 屏蔽體的波阻抗與頻率的關(guān)系為在低頻時,反射損耗主導(dǎo)SE;在高頻時,吸收損耗主導(dǎo)SECreated by:Rusher.Tan電磁屏蔽原理吸收損耗 A吸收損耗是電磁感應(yīng)在屏蔽體上產(chǎn)生的渦流形成的隨一衰減常數(shù)按規(guī)律衰減.有公式: -趨膚深度,表示電磁波透入屏蔽體內(nèi)衰減到原來大小1/e時的距離:所以:Created by:Rusher.Tan電磁屏蔽原理 由上式可知,吸收損耗 A的大小與屏蔽體的厚度,材質(zhì)以及電磁波的頻率有關(guān)

11、:若已定,則厚度t越大,吸收損耗越大;只改變材料,則與越大, 越小,吸收損耗就越大;只改變頻率,則頻率越大損耗越大.Created by:Rusher.Tan電磁屏蔽原理反射損耗 R電磁波在屏蔽體外部產(chǎn)生反射是由于電磁波在空氣介質(zhì)中和在金屬導(dǎo)體中的波阻抗不同,分為以下幾種情況:)遠(yuǎn)場情況(電磁波為平面波,與源的性質(zhì)無關(guān))近場,電場(高阻抗,高電壓小電流場)近場,磁場(低阻抗,低電壓大電流場)r-干擾源至屏蔽體的距離Created by:Rusher.Tan電磁屏蔽原理近場:r/2 同一狀態(tài)下,不同材料的R相差一常數(shù)同一材料在同一頻率下,近場(電場)的R最大,平面波次之,近場(磁場)的R最小.C

12、reated by:Rusher.Tan地回路的作用 此外,外殼的作用不僅僅體現(xiàn)在屏蔽上,如果PCB的地層阻抗過高, 它還充當(dāng)著地回路的角色,即訊號會尋找一條阻抗最低的路徑回返.所以為了提供給訊號一條最短最便利的路徑(也是防止EMI的措施),我們應(yīng)該保証其阻抗的最小且連續(xù)性.Created by:Rusher.TanESD: Electrostatic Discharge (靜電放電抗擾度試驗)靜電放電是由電勢不同的物體間電荷的轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生的,靜電放電試驗的目的就是檢驗電氣,電子設(shè)備在遭受靜電騷擾時的性能.ESD概述及試驗環(huán)境試驗條件要求:溫度15C35C；濕度10%90%；氣壓86kPa106

13、kPa電磁環(huán)境必須不會影響試驗結(jié)果Created by:Rusher.TanESD試驗等級試驗等級接觸放電電壓(kV)空氣放電電壓(kV)1222443684815X特殊特殊Created by:Rusher.TanESD 試驗實施ESD包括直接放電和間接放電兩種模式。 直接放電包括接觸放電和空氣放電。 間接放電對放置或安裝在EUT附近的物體的放電， 應(yīng)用發(fā)生器對耦合板接觸放電的方式進(jìn) 行模擬。-耦合板包括水平耦合板(HCP)和垂直耦合板(VCP) 空氣放電用空氣放電頭對EUT所有縫隙孔隙進(jìn)行放電試 驗（不直接接觸EUT）。接觸放電用接觸放電頭直接接觸EUT表面會被使用者直 接觸摸到的金屬部份進(jìn)行放電試驗。Created by:Rusher.TanESD試驗結(jié)果分為個等級ESD 結(jié)果判定A. 在技術(shù)要求限值內(nèi)性能正常。. 功能或性能暫時降低或喪失，但可自行恢復(fù)。