《电子设备机箱电磁屏蔽分析和设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子设备机箱电磁屏蔽分析和设计（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 电子设备机箱电磁屏蔽分析和设计摘要：在分析了电子设备工作环境的基础上，明确了电子设备外部的主要干扰源，并进行了屏蔽效能分析。为提高电子设备抗干扰性能，针对外部干扰源提出了屏蔽、滤波和接地等抗干扰设计方案，确保电子设备能在复杂恶劣的环境下正常工作。关键词：电磁干扰；屏蔽；滤波；电子设备electronic equipment chassis electromagnetic shielding analysis and designzhao xuyang(103 teaching and research section,the pla second artillery academy,qing
2、zhou262500,china)abstract:on the analysis of the electronic equipment working environment,and on the basis of the electronic equipment of external clear main interference source,and shielding effectiveness analysis.for improving electronic equipments resist-disturbance capability,contraposing outsid
3、e interference source,advance shielding filtering and ground and otherwise resist-disturbance design method,to insure electronic equipments can be working up to snuff in the condition of complex execrable war field eme. keywords:emi;shielding;filtering;electronic equipments一、引言现代高新技术尤其是信息技术的广泛应用，在提高
4、电子设备及系统效能的同时，也使电子设备及系统更加强烈地依赖并敏感电磁环境的变化。对于系统而言，要想使整个系统实现电磁兼容，则各单体都要满足电磁兼容性要求。系统中主要电子设备的电磁兼容性和抗干扰能力的强弱将直接影响到系统的性能、功能、可靠性，因此，对电子设备进行电磁兼容性和抗干扰设计工作变得尤为重要。二、电磁干扰的主要原因和特点（一）系统内部电磁干扰的主要原因和特点系统的测控系统由时序装置、测控电子设备、测量传感设备、执行设备、任务设备、供电设备及电缆等组成，这些电子设备安装在狭小的仪器壳体内。当电子设备所在的测控系统中任务设备开机工作时，会出现严重干扰系统中电子设备等测控设备的正常工作。这是由
5、高频测控设备、任务设备和低频测控设备大量混用壳体内电磁环境明显恶化而引起的。在系统中，电磁干扰(emi)能量可通过传导耦合和辐射耦合两种形式传输到设备内部。（二）外部电磁干扰的主要原因和特点当系统在执行任务状态时，由于大量的电子设备开机工作，产生了大量的电磁信号，使区域内的电磁环境十分复杂，这些电磁 干扰信号严重干扰电子设备的工作，干扰信号通过系统壳体和电子设备壳体的孔缝耦合进入电子设备内部敏感器件和接收电路；或是通过天线、电缆导线和机壳感应进入电子设备内；或是通过电缆导线感应，然后沿导线传导进入电子设备内部；这些辐射骚扰的主要耦合途径通常是：闭合回路耦合、导线感应耦合、天线耦合和孔缝耦合。（
6、三）屏蔽分析1.理想屏蔽体的屏效实心金属板屏蔽基本原理是：当辐射场通过屏蔽体时一部分 rf能量被屏蔽机壳的表面反射回去，一部分在穿透屏蔽体的过程中被吸收了，其余的能量穿透屏蔽体进入另一侧。在频率较高时 ，理想屏蔽体的屏效计算公式如下为：通过数据可以分析出无缝铝制屏蔽体的屏效远远大于任何电子设备所需屏效(120140db)；箱体的厚度越大，屏效越高，但这不是影响屏效的主要原因，因为 1mm 的机箱已经能够提供足够的屏效；频率越高，屏效越高，主要是因为频率越高，吸收损耗越大。2.狭缝的影响在面积相同的前提下，狭缝对屏蔽效率的影响要比圆孔或方孔大得多，其中主要是磁场的泄漏。狭缝的存在使得感应电流的分
7、布受到严重影响，此外在高频场中，狭缝的影响犹如一根有效的 天线，因此它的危害更大。狭缝对屏蔽效率的影响的大小，主要体现在他的长度 上，估计具有狭缝的薄壁屏蔽体的实际屏蔽效率的计算公式如下计算结果如表 2。三、电磁兼容和抗干扰设计为满足性能需要，确保每一个系统都能最大限度地的完成预定任务，必须对电子设备进行电磁兼容和抗干扰设计。为消除电子设备工作时对其有影响的所有干扰，从以下三个方面入手：1.屏蔽设计。2.滤波设计。3.其他抗干扰设计。（一）屏蔽设计机箱的屏蔽效能计算结果说明机箱上的缝隙是影响电子设备屏蔽完整性的主要因素，在结构设计时，在尽可能减少接缝的长度的同时，还必须要对机箱与机箱盖之间、连
8、接器安装板与箱体之间不可避免的接缝采取如下措施：1.增加缝隙深度 ：在机箱壳体中活动端面的接合处加上旁边，如图 1。图 1 增加缝隙深度的旁边2.提高接合面加工精度：提高接合面的加工精度是减少漏缝的有效方法，最好选用整体精密铸造和焊接连接的机盒；3.加装导电衬垫或是在接缝处涂导电涂料；4.调整紧固钉间距，要求螺钉间距越小越好；5.增加接缝处的重叠尺寸； 8.选用屏蔽电连接器，进出口电缆最好都使用屏蔽电缆；7.如果以上的措施还达不到要求，可以考虑二次屏蔽。（二）滤波设计滤波技术的合理用可以有效地用于切断沿导线传播的传导骚扰。根据电子设备的工作要求，主要选用电源滤波器和吸收式电缆滤波器来抑制电源和
9、电缆上输入信号的电磁干扰。这两种都属于低通 emi 滤波器，在润许有用低频信号通过的同时阻止其他干扰分量的通过。电源滤波器在电源中，共模干扰和差模干扰同时存在，所以采用共模和差模中和滤波器，如图 2 所示。电缆滤波器电缆滤波器是在导线外包一层高频损耗材料（如铁氧体，或铁粉的环氧树脂） ，相当于增加一个电感 和一个电阻 ，等效电路如图 3 所示，在 100mhz10ghz 的频率范围内可以得到 60db 以上的衰减。图 2 电源滤波器等效电路图 3 电缆滤波器等效电路（三）其他抗干扰设计1.接地技术因为电子设备的工作频率和其所处的电磁环境都属于高频，所以选择使用多点接地，如图 4 所示，每个电路
10、对地的点位是： 为了降低地电位，接地线应尽可能短，以便降低接地线的阻抗。（a）多点接地（b）等效电路图 4 多点接地2.隔离技术隔离技术是切断地环路干扰的关键技术。在传输线上插人隔离变压器或光电耦合器。它们只能传输有用的差模信号，不能传输共模信号，从而切断了地环路。光电藕合器重量轻、体积小，响应速度快，又可传输直流和低频信号，因此，已广泛应用于数字信号的传输中，电子设备的数字输人模块大多采用光电藕合器。以上的抗干扰技术都是主要针对外部干扰源而设计的，电子设备内的 emc 设计还包括：1.印制电路板的选取；2.元器件布置；3.地线的布置；4.电源线的布置；5.信号线的布置等。四、结束语本文分析了
11、电子设备工作时周围电磁环境的特点，分析了机壳的屏蔽效能，并根据电子设备工作环境的特殊性，针对电子设备外部的干扰源探讨了具体的抗干扰设计方法和抑制电磁干扰的有效措施。参考文献：1大卫 a.韦斯顿（著） ，王守三,杨自佑（译）.电磁兼容原理与应用.北京:机械工业出版社,2006 2杨士元.电磁屏蔽理论与实践m.北京:国防工业出版社,20063菜仁钢.电磁兼容原理、设计和预测技术m.北京:北京航空航天大学出版社,19974邹澎,周晓萍.电磁兼容原理、技术和应用.北京:清华大学出版社,20075李潢琦,张安琳,钱慎一,李勇.军用电子设备电磁兼容技术.电脑开发与应用,2004；第 18 卷;113-1156qj303598 电子机柜电磁屏蔽要求和测试方法
