第四章：電磁兼容技術(shù)

第四章：電磁兼容技術(shù)接地屏蔽濾波電磁兼容設(shè)計(jì)步驟1、定義電磁兼容的要求標(biāo)準(zhǔn)，建立滿足這些要求的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；2、設(shè)計(jì)連接各元件的電子線路；3、設(shè)計(jì)并建立相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。電磁兼容設(shè)計(jì)具體步驟2/5/20231一、接地理想接地面：指零阻抗和零電位的物理實(shí)體，其上各點(diǎn)之間不存在電位差，它可以作為系統(tǒng)中所有信號電平的參考點(diǎn)。接地：是指在系統(tǒng)的某個(gè)選點(diǎn)與某個(gè)接地面之間建立導(dǎo)電的通路；電子電路的地主要是指電路系統(tǒng)的參考零電位，它是人為設(shè)定的相對零電位，與大地的電位并不一定相同。目的：實(shí)際的理想接地地面選擇：方法：2/5/20232接地面與大地面連接的目的：2/5/20233接地的技術(shù)：浮點(diǎn)接地：1、適用范圍：2、特點(diǎn)：3、缺點(diǎn)：4、解決辦法：2/5/20234單點(diǎn)接地系統(tǒng)：1、適用范圍：2、缺點(diǎn)：3、解決辦法：4、形式：2/5/202352/5/202362/5/20237多點(diǎn)接地系統(tǒng)1、適用范圍：2、優(yōu)點(diǎn)3、缺點(diǎn)：4、解決辦法：2/5/202382/5/20239混合接地2/5/2023102/5/2023112/5/202312接地連接：接地連接線的阻抗：由導(dǎo)體的尺寸、引線長度和布線技術(shù)決定。降低接地連接線的阻抗的方法：地線應(yīng)該短而寬，并直接與地面可靠地焊接。選擇地線應(yīng)該考慮的因素：1、輻射頻率提高引起的集膚效應(yīng)；2、工作頻率提高時(shí)引起感抗的增加；3、每根導(dǎo)線有固定的電感和電容；4、通過電流的導(dǎo)線在其周圍產(chǎn)生電場和磁場；5、導(dǎo)線的電感和電容與電路的電感和電容諧振。2/5/202313接地分類接地分類一般分為安全接地、靜電接地、避雷接地基、電源接地、電路接地、屏蔽接地和信號接地。安全接地：安全接地就是為了安全，即為設(shè)備、裝置、電路及人身的安全。靜電接地：非導(dǎo)電用導(dǎo)體部件的接地稱之為靜電接地。接地的目的：1、通過地把金屬部件的靜電荷通過地放掉。2、防止部件接收近區(qū)無線電發(fā)射的機(jī)的輻射能量并再發(fā)射出去。避雷擊接地：把可能受到雷擊的物體和大地接通，以便提供泄放大電流的通路稱之為避雷擊接地。2/5/2023142/5/202315電源接地：供電電源單獨(dú)建立基準(zhǔn)接地點(diǎn)稱之為電源接地。其要求如下：1）分別建立交流、直流和信號的接地通路。2）在接地面上，電源接地與信號接地要互相隔離，減少地線間耦合。3）電源接地通路，以盡可能直接的路徑接到阻抗最低的接地導(dǎo)體上。4）將幾條接地通路接到電源公共接點(diǎn)上，以保證電源電路有低的阻抗道路。5）不要采用多端接地母線或橫向接地環(huán)。6）在接地母線中盡量少用串聯(lián)接頭。7）交流中線必須與機(jī)架地線絕緣，也不能作為設(shè)備接地線使用。2/5/202316電路接地：電路的接地面對電路所在系統(tǒng)的所有工作頻率都呈現(xiàn)低阻抗特性則稱之為電路接地。2/5/202317屏蔽接地：對屏蔽部件進(jìn)行接地。屏蔽體接地：常見的屏蔽體有屏蔽室、機(jī)殼及元器件的屏蔽帽等。對于它們的屏蔽應(yīng)做到以下四點(diǎn)：1）不能將屏蔽體本身作為回流導(dǎo)體。2）應(yīng)使用緊靠屏蔽體的接地平板和接地母線。3）接地母線和接地平板只有一點(diǎn)接地，其余部分應(yīng)與屏蔽體絕緣。4）接地平板和接地母線的接地點(diǎn)是屏蔽體內(nèi)裝置唯一的接地連接。2/5/2023182/5/202319復(fù)雜的電子設(shè)備或系統(tǒng)接地，通常采用分組接地方法，可分成三組，即機(jī)殼接地線，高電平接地線和低電平接地線。機(jī)殼接地線有良好的接地。所謂良好接地是指通過一個(gè)導(dǎo)電性能良好的接地件接到近于零電平的區(qū)域。2/5/202320搭接2/5/202321屏蔽利用磁性材料或者低阻材料鋁、銅等制成容器將需要隔離的設(shè)備、裝置、電路全部包起來稱之為屏蔽。屏蔽的作用分兩方面：1、將容器里的設(shè)備、裝置、電路不去干擾容器外面的接收器，2、容器外面的電磁干擾源對容器里邊的接收器不構(gòu)成干擾。屏蔽的方法：靜電屏蔽：主要防止靜電耦合干擾；磁屏蔽：主要防止低頻磁場干擾；電磁屏蔽：主要防止高頻場的干擾。靜電屏蔽：消除兩個(gè)設(shè)備、裝置及電路之間由于分布電容耦合所產(chǎn)生的靜電場干擾。靜電屏蔽要求屏蔽外殼接地電阻愈低愈好。一般設(shè)計(jì)在1以下。最常用的材料是銅。2/5/2023222/5/202323電磁屏蔽電磁屏蔽理論如下：1）傳輸線理論：將屏蔽殼體比作為傳輸線，并認(rèn)為輻射場通過金屬時(shí)，在外表面被反射一部分，部分在金屬內(nèi)傳播：被吸收而受到衰減。這一理論與行波在傳輸線上傳播的理論類似，而且計(jì)算也方便，精度也高，是當(dāng)前廣泛采用的一種分析方法。2）渦流效應(yīng)：電磁波在金屬殼體上產(chǎn)生感應(yīng)渦流，而這些渦流又產(chǎn)生了與原磁場反相的磁場，抵消削弱了原磁場而達(dá)到屏蔽作用。這種方法忽略磁導(dǎo)率的因子，誤差大，應(yīng)用受到局限。3）電磁失量分析：用電磁失量方程來分析，精確度很高。由于計(jì)算復(fù)雜也受到一定限制。2/5/2023242/5/2023252/5/2023262/5/2023272/5/202328f:頻率Hz；t:金屬板厚度m；r:金屬板材料相對磁導(dǎo)率；r：金屬板材料相對電導(dǎo)率；r：干擾源離金屬板的距離m。2/5/2023292/5/2023302/5/202331低頻磁場屏蔽材料選擇原則ELF極低頻和VLF甚低頻金屬板的磁場屏蔽準(zhǔn)直流磁場屏蔽效能：可用金屬的屏蔽效能來計(jì)算，也可以用下表中的公式計(jì)算。屏蔽材料的選擇：材料選擇：屏蔽的應(yīng)用：1、設(shè)備組件的屏蔽；2、連接器的屏蔽；3、設(shè)備的屏蔽；4、電纜的屏蔽抑制電磁干擾的方法：2/5/2023322/5/2023332/5/202334屏蔽的具體措施：無線電頻率的電磁兼容：頻道間隔：頻道的分組方式：2/5/2023352/5/2023362/5/2023372/5/2023382/5/202339電磁干擾濾波器：電磁干擾濾波器的工作原理：工作方式：電磁干擾濾波器的特殊性：目的：抑制干擾信號的通過：濾波器的插入損耗：濾波器的分類及特性：2/5/2023402/5/2023412/5/2023422/5/2023432/5/2023442/5/2023452/5/2023462/5/2023472/5/2023482/