EMC與電子設(shè)備設(shè)計的屏蔽技術(shù)
0 引言
電子技術(shù)的飛速發(fā)展給人們的生活和工作帶來了巨大的幫助，與此同時，電子設(shè)備在各種場合的廣泛應(yīng)用，尤其是多種設(shè)備的相互配合使用，使電子設(shè)備不可避免地處在電磁環(huán)境之中，導(dǎo)致了電子設(shè)備之間的電磁干擾(EMI)。因此，電子設(shè)備在電磁環(huán)境中的適應(yīng)能力和電子設(shè)備的電磁兼容(EMC)問題是我們在進行電子設(shè)備的設(shè)計和使用時必須考慮的問題。
1 認識EMC
1．1 EMC的定義
EMC是指“設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即該設(shè)備不會由于受到處于同一電磁環(huán)境中的其它設(shè)備的電磁發(fā)射導(dǎo)致或遭受不允許的降級，它也不會使同一電磁環(huán)境中其它設(shè)備因受其電磁發(fā)射而導(dǎo)致或遭受不允許的降級”。由此可見，EMC是研究在有限的空間、時間和頻譜資源的功能條件下，各種電氣設(shè)備可以共同工作，并不發(fā)生降級的一門科學(xué)。
1．2 EMC設(shè)計的目的
顯然，EMC設(shè)計的目的就是使所設(shè)計的電子設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)電磁兼容。換而言之，就是說設(shè)計的電子設(shè)備或系統(tǒng)必須能夠滿足EMC標準規(guī)定的兩方面的能力：1)能在預(yù)期的電磁環(huán)境中正常工作，無性能降低或故障；2)對該電磁環(huán)境不是一個污染源。
2 電磁干擾(EMI)的來源
電子設(shè)備電磁兼容問題的核心是控制和消除電磁干擾。因此，對于電子設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾的原因必須清楚。
2．1 電子設(shè)備的自身干擾
電子設(shè)備的自身干擾是指電子設(shè)備內(nèi)部各器件之間的相互干擾，主要有以下幾種：
1)通過電源地線、傳輸導(dǎo)線的阻抗、導(dǎo)線之間的互感產(chǎn)生的電磁干擾；
2)大功率和高電壓的器件產(chǎn)生的磁場、電場對其它器件造成的干擾；
3)由線路的分布電容和絕緣電阻產(chǎn)生的干擾。
2．2 電子設(shè)備的外界干擾
電子設(shè)備的外界干擾是指電子設(shè)備以外的干擾信號對電子設(shè)備的干擾，主要有以下幾種：
1)外部的大功率設(shè)備在空間產(chǎn)生很強的磁場，通過互感藕合干擾電子設(shè)備；
2)空間電磁信號對電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾；
3)工業(yè)電網(wǎng)上的用電器通過電源變壓器產(chǎn)生的干擾；
4)外部的高電壓由于絕緣體漏電產(chǎn)生的干擾信號。
3 電磁干擾(EMI)的屏蔽措施
電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了多種形式的電磁干擾，完全徹底地消除干擾是不可能的，但是根據(jù)電磁兼容性原理，可以采用許多技術(shù)措施來減小電磁干擾，使之控制在一定的范圍之內(nèi)，保證電子設(shè)備或系統(tǒng)的兼容性。屏蔽技術(shù)即為常用的抑制和消除電磁干擾的措施。
屏蔽就是以金屬隔離的原理來控制某一區(qū)域的電場或磁場對另一區(qū)域的干擾。它包括兩個含義：一是將電路、電纜或整個系統(tǒng)的干擾源包圍起來，防止電磁干擾向外擴散；二是用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來，防止它們受到外界電磁干擾的影響。屏蔽按照機理可以分為電場屏蔽、磁場屏蔽、電磁場屏蔽三種不同方式。
3．1 電場屏蔽
電子設(shè)備中的電場通常是交變電場，因此可以將兩個系統(tǒng)間的電場感應(yīng)認為是兩個系統(tǒng)之間分布電容Cj的耦合，如圖1所示。
其中，Ug為干擾源交變電壓，Us為接受器的感應(yīng)電壓，Cj為G、S間的分布電容，Zs為接受器的接地電阻。則可得
