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穿过屏蔽体的导体的处理方式先容!

造成屏蔽体失效的另一个主要原因是穿过屏蔽体的导体。在实际中,很多结构上很严密的屏蔽机箱(机柜)就是由于有导体直接穿过屏蔽箱而导致电磁兼容试验失败,这是缺乏电磁兼容经验的设计师感到困惑的典型问题之一。
 
判断这种问题的方法是将设备上在试验中没有必要连接的电缆拔下,如果电磁兼容问题消失,说明电缆是导致问题的因素。解决这个问题有两个方法:
  
● 对于传输频率较低的信号的电缆,在电缆的端口处使用低通滤波器,滤除电缆上不必要的高频频率成分,减小电缆产生的电磁辐射(因为高频电流最容易辐射)。这同样也能防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内的电路。
  
● 对于传输频率较高的信号的电缆,低通滤波器可能会导致信号失真,这时只能采用屏蔽的方法。但要注意屏蔽电缆的屏蔽层要360°搭接,这往往是很难的。
  
在电缆端口安装低通滤波器有两个方法
  
● 安装在线路板上,这种方法的优点是经济,缺点是高频滤波效果欠佳。显然,这个缺点对于这种用途的滤波器是十分致命的,因为,大家使用滤波器的目的就是滤除容易导致辐射的高频信号,或者空间的高频电磁波在电缆上感应的电流。
  
● 安装在面板上,这种滤波器直接安装在屏蔽机箱的金属面板上,如馈通滤波器、滤波阵列板、滤波连接器等。由于直接安装在金属面板上,滤波器的输入、输出之间完全隔离,接地良好,导线上的干扰在机箱端口上被滤除,因此滤波效果十分理想。缺点是安装需要一定的结构配合,这必须在设计初期进行考虑。 
  
由于现代电子设备的工作频率越来越高,对付的电磁干扰频率也越来越高,因此在面板上安装干扰滤波器成为一种趋势。一种使用十分方便、性能十分优越的器件就是滤波连接器。滤波连接器的外形与普通连接器的外形完全相同,可以直接替换。它的每根插针或孔上有一个低通滤波器。低通滤波器可以是简单的单电容电路,也可以是较复杂的电路。
  
解决电缆上干扰的一个十分简单的方法是在电缆上套一个铁氧体磁环,这个方法虽然往往有效,但是有一些条件。许多人对铁氧体寄予了过高希望,只要一遇到电缆辐射的问题,就在电缆上套铁氧体,往往会失望。铁氧体磁环的效果预测公式为: 共模辐射改善 =20lg(加磁环后的共模环路阻抗/加磁环前的共模环路阻抗)
  
例如,如果没加铁氧体时的共模环路阻抗为100Ω,加了铁氧体以后为1000Ω,则共模辐射改善为20dB。
  
说明:有时套上铁氧体后,电磁辐射并没有明显的改善,这并不一定是铁氧体没有起作用,而可能是除了这根电缆以外,还有其他辐射源。
 
电磁屏蔽材料
  
在电缆上使用铁氧体磁环时,要注意下列一些问题:
 
● 磁环的内径尽量小
● 磁环的壁尽量厚
● 磁环尽量长
● 磁环尽量安装在电缆的端头处
 
金属屏蔽效率:可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性进行评估,其单位是分贝,计算公式为 SEdB=A+R+B
其中 A:吸取损耗(dB) R:反射损耗(dB) B:校正因子(dB)(适用于薄屏蔽罩内存在多个反射的情况)一个简单的屏蔽罩会使所产生的电磁场强度降至最初的十分之一,即SE等于20dB;而有些场合可能会要求将场强降至为最初的十万分之一,即SE要等于100dB。
 
吸取损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量,吸取损耗计算式为AdB=1.314(f×σ×μ)1/2×t
其中 f:频率(MHz) μ:铜的导磁率 σ:铜的导电率 t:屏蔽罩厚度
 
反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。对于杆状或直线形发射天线而言,离波源越近波阻越高,然后随着与波源距离的增加而下降,但平面波阻则无变化(恒为377)。
 
相反,如果波源是一个小型线圈,则此时将以磁场为主,离波源越近波阻越低。波阻随着与波源距离的增加而增加,但当距离超过波长的六分之一时,波阻不再变化,恒定在377处。
   
反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化,因此它不仅取决于波的类型,而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。这种情况适用于小型带屏蔽的设备。
 
近场反射损耗可按下式计算:R(电)dB=321.8-(20×lg r)-(30×lg f)-[10×lg(μ/σ)] R(磁)dB=14.6+(20×lg r)+(10×lg f)+[10×lg(μ/σ)]
其中 r:波源与屏蔽之间的距离。SE算式最后一项是校正因子B,其计算公式为B=20lg[-exp(-2t/σ)]
    
此式仅适用于近磁场环境并且吸取损耗小于10dB的情况。由于屏蔽物吸取效率不高,其内部的再反射会使穿过屏蔽层另一面的能量增加,所以校正因子是个负数,表示屏蔽效率的下降情况。

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