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第五章第五章第五章第五章电磁兼容设计电磁兼容设计电磁兼容设计电磁兼容设计电子电气设备的电磁兼容性称为电子电气设备的电磁兼容性称为电子电气设备的电磁兼容性称为电子电气设备的电磁兼容性称为EMC(Electromagneticcompatibility)是为了保证电子电气设备在电磁环境中能正常工作是为了保证电子电气设备在电磁环境中能正常工作是为了保证电子电气设备在电磁环境中能正常工作是为了保证电子电气设备在电磁环境中能正常工作，，，，且不对设备所在环境中的任何事物或人造成不能承受且不对设备所在环境中的任何事物或人造成不能承受且不对设备所在环境中的任何事物或人造成不能承受且不对设备所在环境中的任何事物或人造成不能承受的电磁干扰的电磁干扰的电磁干扰的电磁干扰，，，，这涉及到整机工作稳定性这涉及到整机工作稳定性这涉及到整机工作稳定性这涉及到整机工作稳定性，，，，具体场所具体场所具体场所具体场所、、、、人身安全等人身安全等人身安全等人身安全等。。。。电磁兼容设计电磁兼容设计电磁兼容设计电磁兼容设计电磁兼容性定义电磁兼容性定义电磁兼容性定义电磁兼容性定义电磁兼容性为电磁设备在共同的电磁环境中能一起电磁兼容性为电磁设备在共同的电磁环境中能一起电磁兼容性为电磁设备在共同的电磁环境中能一起电磁兼容性为电磁设备在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态执行各自功能的共存状态执行各自功能的共存状态执行各自功能的共存状态。。。。EMC=EMS+EMI含义含义含义含义:EMI(电磁敏感度电磁敏感度电磁敏感度电磁敏感度，，，，体现设备抗干扰的能力体现设备抗干扰的能力体现设备抗干扰的能力体现设备抗干扰的能力））））EMS（（（（电磁发射电磁发射电磁发射电磁发射，，，，体现设备对外干扰的能力体现设备对外干扰的能力体现设备对外干扰的能力体现设备对外干扰的能力））））同一台设备既要抗干扰能力强又要将对外产生的干扰控制在一定范围内。什么是电磁干扰什么是电磁干扰什么是电磁干扰什么是电磁干扰？？？？有几种干扰形式有几种干扰形式有几种干扰形式有几种干扰形式？？？？为什么要电磁屏蔽为什么要电磁屏蔽为什么要电磁屏蔽为什么要电磁屏蔽？？？？什么是电磁干扰什么是电磁干扰什么是电磁干扰什么是电磁干扰？？？？在电子电气设备正常工作时在电子电气设备正常工作时在电子电气设备正常工作时在电子电气设备正常工作时，，，，来自设备内部本身来自设备内部本身来自设备内部本身来自设备内部本身的的的的，，，，也可以是来自外部的电磁干扰也可以是来自外部的电磁干扰也可以是来自外部的电磁干扰也可以是来自外部的电磁干扰，，，，使设备不能正使设备不能正使设备不能正使设备不能正常工作常工作常工作常工作。。。。有几种干扰形式有几种干扰形式有几种干扰形式有几种干扰形式？？？？干扰形式有电干扰干扰形式有电干扰干扰形式有电干扰干扰形式有电干扰、、、、磁干扰及电磁干扰磁干扰及电磁干扰磁干扰及电磁干扰磁干扰及电磁干扰。。。。其中其中其中其中，，，，以以以以电磁干扰较为普遍电磁干扰较为普遍电磁干扰较为普遍电磁干扰较为普遍。。。。所以所以所以所以，，，，为了保证设备能够正常工作为了保证设备能够正常工作为了保证设备能够正常工作为了保证设备能够正常工作，，，，必须使设备中必须使设备中必须使设备中必须使设备中电子电路所传输的有用讯号远远强于干扰讯号电子电路所传输的有用讯号远远强于干扰讯号电子电路所传输的有用讯号远远强于干扰讯号电子电路所传输的有用讯号远远强于干扰讯号。。。。这这这这就需要把干扰讯号屏蔽掉来保护正常讯号不受干扰就需要把干扰讯号屏蔽掉来保护正常讯号不受干扰就需要把干扰讯号屏蔽掉来保护正常讯号不受干扰就需要把干扰讯号屏蔽掉来保护正常讯号不受干扰。。。。电场干扰的基本电场干扰的基本电场干扰的基本电场干扰的基本原因原因原因原因，，，，是带电物是带电物是带电物是带电物体的电荷在重新体的电荷在重新体的电荷在重新体的电荷在重新进行分布进行分布进行分布进行分布。。。。即即即即，，，，分布电容在不断分布电容在不断分布电容在不断分布电容在不断进行充放电进行充放电进行充放电进行充放电。。。。电磁屏蔽的分类电磁屏蔽的分类电磁屏蔽的分类电磁屏蔽的分类按欲屏蔽的电磁场性质分类按欲屏蔽的电磁场性质分类按欲屏蔽的电磁场性质分类按欲屏蔽的电磁场性质分类，，，，一般分为三类一般分为三类一般分为三类一般分为三类：：：：电电电电屏蔽屏蔽屏蔽屏蔽、、、、磁屏蔽磁屏蔽磁屏蔽磁屏蔽、、、、电磁屏蔽电磁屏蔽电磁屏蔽电磁屏蔽。。。。电场屏蔽电场屏蔽电场屏蔽电场屏蔽：：：：电场屏蔽的基本原理是利用金属屏蔽电场屏蔽的基本原理是利用金属屏蔽电场屏蔽的基本原理是利用金属屏蔽电场屏蔽的基本原理是利用金属屏蔽体的电场屏蔽作用体的电场屏蔽作用体的电场屏蔽作用体的电场屏蔽作用，，，，其必须满足完善的屏蔽和良其必须满足完善的屏蔽和良其必须满足完善的屏蔽和良其必须满足完善的屏蔽和良好接地两个条件才能完成电场屏蔽好接地两个条件才能完成电场屏蔽好接地两个条件才能完成电场屏蔽好接地两个条件才能完成电场屏蔽。。。。磁场屏蔽磁场屏蔽磁场屏蔽磁场屏蔽：：：：磁场屏蔽的基本原理是利用高磁导率磁场屏蔽的基本原理是利用高磁导率磁场屏蔽的基本原理是利用高磁导率磁场屏蔽的基本原理是利用高磁导率金属屏蔽体进行磁场屏蔽金属屏蔽体进行磁场屏蔽金属屏蔽体进行磁场屏蔽金属屏蔽体进行磁场屏蔽。。。。电磁场屏蔽的原理电磁场屏蔽的原理电磁场屏蔽的原理电磁场屏蔽的原理：：：：主要是基于电磁波穿过金属主要是基于电磁波穿过金属主要是基于电磁波穿过金属主要是基于电磁波穿过金属屏蔽体产生屏蔽体产生屏蔽体产生屏蔽体产生波反射波反射波反射波反射和和和和波吸收波吸收波吸收波吸收的机理的机理的机理的机理。。。。印制板电磁兼容设计的基本原则印制板电磁兼容设计的基本原则印制板电磁兼容设计的基本原则印制板电磁兼容设计的基本原则减小设计带宽减小设计带宽减小设计带宽减小设计带宽基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律差模差模差模差模/共模电路的耦合控制共模电路的耦合控制共模电路的耦合控制共模电路的耦合控制印制线间距印制线间距印制线间距印制线间距（（（（3-W））））的原则的原则的原则的原则5/5规则规则规则规则减小设计带宽原则减小设计带宽原则减小设计带宽原则减小设计带宽原则无论是从抗干扰还是从减小辐射的角度来无论是从抗干扰还是从减小辐射的角度来无论是从抗干扰还是从减小辐射的角度来无论是从抗干扰还是从减小辐射的角度来看看看看，，，，都应使使电路的带宽尽量的窄都应使使电路的带宽尽量的窄都应使使电路的带宽尽量的窄都应使使电路的带宽尽量的窄。。。。通常采取的办法有通常采取的办法有通常采取的办法有通常采取的办法有：：：：在电源输入端滤波在电源输入端滤波在电源输入端滤波在电源输入端滤波；；；；集成电路芯片滤波集成电路芯片滤波集成电路芯片滤波集成电路芯片滤波；；；；存储型器件接去耦电容存储型器件接去耦电容存储型器件接去耦电容存储型器件接去耦电容。。。。基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律****时域信号由源到负载的传输都必须构成一个回路时域信号由源到负载的传输都必须构成一个回路时域信号由源到负载的传输都必须构成一个回路时域信号由源到负载的传输都必须构成一个回路****频域信号由源到负载的传输都必须构成一个低阻抗的路径频域信号由源到负载的传输都必须构成一个低阻抗的路径频域信号由源到负载的传输都必须构成一个低阻抗的路径频域信号由源到负载的传输都必须构成一个低阻抗的路径。。。。即使对于电路板的设计中认为是短路线的印制线即使对于电路板的设计中认为是短路线的印制线即使对于电路板的设计中认为是短路线的印制线即使对于电路板的设计中认为是短路线的印制线，，，，在高频情在高频情在高频情在高频情况下呈现高阻抗况下呈现高阻抗况下呈现高阻抗况下呈现高阻抗，，，，这往往是导致非预期传播路径的本质所在这往往是导致非预期传播路径的本质所在这往往是导致非预期传播路径的本质所在这往往是导致非预期传播路径的本质所在。。。。实际信号走最小阻抗路径实际信号走最小阻抗路径实际信号走最小阻抗路径实际信号走最小阻抗路径，，，，但对于图示电路却形但对于图示电路却形但对于图示电路却形但对于图示电路却形成了大面积回路成了大面积回路成了大面积回路成了大面积回路，，，，必须有意设计附加地线必须有意设计附加地线必须有意设计附加地线必须有意设计附加地线，，，，以保以保以保以保证最小回路面积证最小回路面积证最小回路面积证最小回路面积。。。。共模耦合共模耦合共模耦合共模耦合电流在每根导线上都以同一方向流动，共模电流可以由外部电磁场耦合到由电缆、地参考面和设备与地连接的各种阻抗形成的回路引起。这些寄生电抗是偶然产生的，而不是设计的，因此控制或预测这些参数比控制或预测那些决定差模耦合的参数，例如电缆的间隔和滤波参数更困难。需要注意的是需要注意的是需要注意的是需要注意的是，，，，与导线和设备外壳与导线和设备外壳与导线和设备外壳与导线和设备外壳有关的寄生电容和电感是共模耦合有关的寄生电容和电感是共模耦合有关的寄生电容和电感是共模耦合有关的寄生电容和电感是共模耦合回路的主要部分回路的主要部分回路的主要部分回路的主要部分，，，，在很大程度上决在很大程度上决在很大程度上决在很大程度上决定着共模电流的辐度和频谱分布定着共模电流的辐度和频谱分布定着共模电流的辐度和频谱分布定着共模电流的辐度和频谱分布。。。。差模耦合差模耦合差模耦合差模耦合电缆中两根靠近的导线传输差模（去和回）信号电流。天线及载流导线场的极化天线及载流导线场的极化天线及载流导线场的极化天线及载流导线场的极化机箱中等效的振子天线机箱中等效的振子天线机箱中等效的振子天线机箱中等效的振子天线缝隙天线及其互补偶极子天线缝隙天线及其互补偶极子天线缝隙天线及其互补偶极子天线缝隙天线及其互补偶极子天线机箱中等效的振子天线机箱中等效的振子天线机箱中等效的振子天线机箱中等效的振子天线缝隙对电磁波衰减的影响缝隙对电磁波衰减的影响缝隙对电磁波衰减的影响缝隙对电磁波衰减的影响：：：：为了提高缝隙的屏效可以采取的措施有为了提高缝隙的屏效可以采取的措施有为了提高缝隙的屏效可以采取的措施有为了提高缝隙的屏效可以采取的措施有:提高零件的刚性提高零件的刚性提高零件的刚性提高零件的刚性、、、、表面精度等表面精度等表面精度等表面精度等；；；；增加缝隙的深度增加缝隙的深度增加缝隙的深度增加缝隙的深度；；；；在缝隙中安装屏蔽材料等在缝隙中安装屏蔽材料等在缝隙中安装屏蔽材料等在缝隙中安装屏蔽材料等。。。。由于散热由于散热由于散热由于散热、、、、安装按钮安装按钮安装按钮安装按钮、、、、开关等原因开关等原因开关等原因开关等原因，，，，需要需要需要需要在屏蔽体上开圆形在屏蔽体上开圆形在屏蔽体上开圆形在屏蔽体上开圆形、、、、正方形或矩形的孔正方形或矩形的孔正方形或矩形的孔正方形或矩形的孔洞洞洞洞。。。。如图如图如图如图。。。。开孔对屏蔽的影响开孔对屏蔽的影响开孔对屏蔽的影响开孔对屏蔽的影响:开孔对屏蔽的影响开孔对屏蔽的影响开孔对屏蔽的影响开孔对屏蔽的影响缝隙与开孔对电磁屏蔽的影响缝隙与开孔对电磁屏蔽的影响缝隙与开孔对电磁屏蔽的影响缝隙与开孔对电磁屏蔽的影响：：：：当屏蔽体存在缝隙时当屏蔽体存在缝隙时当屏蔽体存在缝隙时当屏蔽体存在缝隙时，，，，对反射和衰减的影响较大对反射和衰减的影响较大对反射和衰减的影响较大对反射和衰减的影响较大。。。。反射反射反射反射：：：：当缝隙最大尺寸大于当缝隙最大尺寸大于当缝隙最大尺寸大于当缝隙最大尺寸大于λλλλ/4时时时时，，，，几乎没有屏几乎没有屏几乎没有屏几乎没有屏蔽效果蔽效果蔽效果蔽效果；；；；小于小于小于小于λλλλ/20时有基本的屏蔽效果时有基本的屏蔽效果时有基本的屏蔽效果时有基本的屏蔽效果，，，，小于小于小于小于λλλλ/100时有理想的屏蔽效果时有理想的屏蔽效果时有理想的屏蔽效果时有理想的屏蔽效果。。。。当缝隙的深度较