电磁屏蔽设计指南1.docx

ＥＭＣ电磁屏蔽材料设计者指南——连载（一）
１、ＥＭＣ设计的紧迫性
本章讲解ＥＭＣ设计的紧迫性， 为本书重点介绍实际技术提供背景。 首先简单介绍ＥＭＣ符合性测试的要求，然后介绍相关的法规和标准。最后复****一下电磁屏蔽的理论，以为读者提供足够的知识来选择适当的屏蔽技术。
什么是电磁兼容性？
电磁兼容是一台设备在所处的环境中能满意地工作的能力， 它既不对其它设备造成干扰，也不受其它干扰源的影响。干扰的定义是能引起误动作或性能下
降的电磁能量，今后我们称为ＥＭＩ。
任何一个电磁能量会产生扩散的球
面波，这种波在所有方向上传播。在任
何一点，这种波包含相互垂直的电场分
量和磁场分量，这两种分量都垂直于波
的传播方向。这种情况如图１－１所示。
虽然如图１－２所示的频谱中的任何频
率的都能引起干扰，但主要问题是由１
０ＫＨ z ～１ＧＨ z 范围内的射频能量
引起的。射频干扰（ＲＦＩ）是电磁干 图 1-1 电磁场扰的一种特殊形式，光、热和Ｘ射线是电磁能量的其它特殊形式。
1-2 电磁谱
电磁干扰需要两个基本条件： 电磁能量源和对这个源产生的特定幅度、 频率
的能量敏感的器件，称为敏感器。表１－１给出了一些常见的源和敏感器。另
外，在源和敏感器之间还需要传播路径来传输能量。电磁干扰屏蔽通常改变电
磁能量传播路径来达到的。
表 电磁干扰源和敏感器
电磁干扰源

电磁干扰敏感器
电视和广播

航空导航系统
等幅波发射机

微处理器
电气马达

高保真设备
遥控单元

计算机
电焊装置

等幅波接收机
电气设备

心脏起搏器
发动机点火系统

电子测量设备
雷达发射机

广播和电视接收机
电动工具

电子车库门
电磁干扰分为两类：辐射干扰和传导干扰，这是由传播路径的类型来定的。
当一个器件发射的能量， 通常是射频能量， 通过空间到达敏感器时， 称为辐射干扰。干扰源既可以是受干扰系统中的一部分，也可以是完全电气隔离的单
元。传导干扰的产生是因为源与敏感器之间有电磁线或信号电缆连接，干扰沿着电缆从一个单元传到另一个单元。传导干扰经常会影响设备的电源，这可以通过滤波器来控制。辐射干扰能影响设备中的任何信号路径，其屏蔽有较大难度。
辐射电磁能量成为电磁干扰的机理可以由法拉第定律来解释。 这个定律表明当一个变化的电场作用于一个导体时，在这个导体上会感应出电流。这个电流
与工作电流无关，但是电路会象与工作电流一样来接收这个电流并发生响应。
换句话说，随机的射频信号能够向计算机发出指令，使程序发生变化。
技术驱动力
有许多因素使ＥＭＣ成为电子设备设计中重要的内容。
首先，日益增多的电子设备带来了许多电磁干扰源和敏感器， 这增加了潜在的干扰。
设备的小型化使源与敏感器靠得很近。 这使传播路径缩短， 增加了干扰的机会。器件的小型化增加了它们对干扰的敏感度。由于设备越来越小并且便于携
带，象汽车电话、膝上计算机等设备随处可用，而不一定局限于办公室那样的受控环境。这也带来了兼容性问题。例如，许多汽车装有包括防抱死控制系统在内的大量的电子电路，如果汽车电话与这个控制系统不兼容，则会引起误动作。
互联技术的发展降低了电磁干扰的阈值。 例如，大规模集成电路芯片较低的供电电压降低了内部噪声门限，而它们精细的几何尺寸的较低的电平下就受到电弧损坏。它们更快的同步操作产生更尖的电流脉冲，这会带来从Ｉ／Ｏ端口产生宽带发射的问题。一般来说，高速数字电路比统的模拟电路产生更多的干扰。
传统上，电子线路装在金属盒内， 这种金属盒能够通过切断电磁能量的传插路径来提供屏蔽作用。现在，为了减轻重量、降低成本，越来越多地采用塑料机箱。塑料机箱对与电磁干扰是透明的，因此敏感器件处于无保护的状态。
法律的变化也是驱动力支一。 控制电磁发射和敏感度的强制标准的实施， 迫使制造商们实施ＥＭＣ计划。产品可靠性的法规将使可靠性成为头等重要的事
项，因为一旦设备由于干扰而产生误动作造成伤害，制造商要承担法律责任。
这对于医疗设备特别重要。
在竞争日益激烈的工业中，可靠性已经成为电子设备的一个重要市场特征。自