幾種電磁兼容控制技術(shù)要點(diǎn)

1、幾種電磁兼容控制技術(shù)要點(diǎn)一、屏蔽技術(shù)一、屏蔽技術(shù) 利用金屬材料制利用金屬材料制成容器，將需要防護(hù)成容器，將需要防護(hù)的電路包圍在其中，的電路包圍在其中，可以防止電場(chǎng)或磁場(chǎng)可以防止電場(chǎng)或磁場(chǎng)耦合干擾的方法稱為耦合干擾的方法稱為屏蔽。屏蔽可分為靜屏蔽。屏蔽可分為靜電屏蔽、低頻磁屏蔽電屏蔽、低頻磁屏蔽和電磁屏蔽等幾種。和電磁屏蔽等幾種。根據(jù)不同的對(duì)象，使根據(jù)不同的對(duì)象，使用不同的屏蔽用不同的屏蔽 未加屏蔽罩時(shí)，中頻變未加屏蔽罩時(shí)，中頻變壓器線圈易受外界干擾。壓器線圈易受外界干擾。加屏蔽罩后的中頻變壓器加屏蔽罩后的中頻變壓器1.靜電屏蔽靜電屏蔽 靜電屏蔽是用銅或鋁等導(dǎo)電性良好的金靜電屏蔽是用銅或鋁等導(dǎo)電

2、性良好的金屬為材料制作成封閉的金屬容器，并與地線屬為材料制作成封閉的金屬容器，并與地線連接，把需要屏蔽的電路置于其中，使外部連接，把需要屏蔽的電路置于其中，使外部干擾電場(chǎng)的電力場(chǎng)不影響其內(nèi)部的電路，反干擾電場(chǎng)的電力場(chǎng)不影響其內(nèi)部的電路，反之，內(nèi)部電路產(chǎn)生的電力線也無(wú)法影響外電之，內(nèi)部電路產(chǎn)生的電力線也無(wú)法影響外電路。靜電屏蔽的容器器壁上允許有較小的孔路。靜電屏蔽的容器器壁上允許有較小的孔洞（作為引線孔或調(diào)試孔）它對(duì)屏蔽的影響洞（作為引線孔或調(diào)試孔）它對(duì)屏蔽的影響不大。不大。 各種靜電屏蔽各種靜電屏蔽 儀器設(shè)備的屏蔽儀器設(shè)備的屏蔽外殼必須接地外殼必須接地帶孔屏蔽板帶孔屏蔽板各種靜電屏蔽（續(xù)）各種

3、靜電屏蔽（續(xù)） 自制的屏蔽罩自制的屏蔽罩通風(fēng)屏蔽窗通風(fēng)屏蔽窗各種靜電屏蔽（續(xù)）各種靜電屏蔽（續(xù)） 開關(guān)電源采用帶孔的屏開關(guān)電源采用帶孔的屏蔽外殼，既可散熱，又蔽外殼，既可散熱，又可防止電磁干擾外泄可防止電磁干擾外泄各種靜電屏蔽（續(xù)）各種靜電屏蔽（續(xù)） 帶調(diào)試孔的屏蔽盒帶調(diào)試孔的屏蔽盒屏蔽線屏蔽線 三絞扭屏蔽線三絞扭屏蔽線銅芯銅芯4對(duì)雙絞扭屏蔽線對(duì)雙絞扭屏蔽線（屏蔽層接地）（屏蔽層接地）聚氟乙烯聚氟乙烯絕緣層絕緣層銅線編織網(wǎng)銅線編織網(wǎng)（接地）（接地）2.低頻磁屏蔽低頻磁屏蔽 低頻磁屏蔽是用來(lái)隔離低頻（主要指低頻磁屏蔽是用來(lái)隔離低頻（主要指50Hz）磁場(chǎng)和固定磁場(chǎng)（也稱靜磁場(chǎng)，其幅）磁場(chǎng)和固定磁場(chǎng)

4、（也稱靜磁場(chǎng)，其幅度、方向不隨時(shí)間變化，如永久磁鐵產(chǎn)生的度、方向不隨時(shí)間變化，如永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)）耦合干擾的有效措施。靜電屏蔽線或磁場(chǎng)）耦合干擾的有效措施。靜電屏蔽線或靜電屏蔽盒對(duì)低頻磁場(chǎng)不起隔離作用。必須靜電屏蔽盒對(duì)低頻磁場(chǎng)不起隔離作用。必須采用高導(dǎo)磁材料作屏蔽層，以便讓低頻干擾采用高導(dǎo)磁材料作屏蔽層，以便讓低頻干擾磁力線只從磁阻很小的磁屏蔽層上通過(guò)，使磁力線只從磁阻很小的磁屏蔽層上通過(guò)，使低頻磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受低頻磁場(chǎng)耦合低頻磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受低頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。有時(shí)還將屏蔽線穿在接地的鐵干擾的影響。有時(shí)還將屏蔽線穿在接地的鐵質(zhì)蛇皮管或普通鐵管內(nèi)，同時(shí)達(dá)到靜電屏蔽質(zhì)蛇皮管或普

5、通鐵管內(nèi)，同時(shí)達(dá)到靜電屏蔽和低頻屏蔽的目的。和低頻屏蔽的目的。 低頻磁屏蔽舉例低頻磁屏蔽舉例 多數(shù)儀器的外殼采用導(dǎo)磁多數(shù)儀器的外殼采用導(dǎo)磁材料（例如：鐵質(zhì)機(jī)殼）作屏材料（例如：鐵質(zhì)機(jī)殼）作屏蔽層，讓低頻干擾磁力線從磁蔽層，讓低頻干擾磁力線從磁阻很小的磁屏蔽層上通過(guò)，使阻很小的磁屏蔽層上通過(guò)，使受外殼保護(hù)的內(nèi)部電路免受低受外殼保護(hù)的內(nèi)部電路免受低頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。如果頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。如果將外殼接地，則同時(shí)達(dá)到靜電將外殼接地，則同時(shí)達(dá)到靜電屏蔽和低頻磁屏蔽的目的。屏蔽和低頻磁屏蔽的目的。 參考中國(guó)（廈門）微波高頻通信設(shè)備銷售公司資料參考中國(guó)（廈門）微波高頻通信設(shè)備銷售公司資料3.電磁屏蔽

6、電磁屏蔽 電磁屏蔽是采用導(dǎo)電良好的電磁屏蔽是采用導(dǎo)電良好的金屬材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等金屬材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等不同的外形，將被保護(hù)的電路包不同的外形，將被保護(hù)的電路包圍在其中。它屏蔽的干擾對(duì)象是圍在其中。它屏蔽的干擾對(duì)象是高頻（高頻（40kHz以上）磁場(chǎng)。以上）磁場(chǎng)。 干擾干擾源產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)遇到導(dǎo)電良好源產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)遇到導(dǎo)電良好的電磁屏蔽層時(shí)，就在其外表面的電磁屏蔽層時(shí)，就在其外表面感應(yīng)出同頻率的電渦流，從而消感應(yīng)出同頻率的電渦流，從而消耗了高頻干擾源磁場(chǎng)的能量。其耗了高頻干擾源磁場(chǎng)的能量。其次，電渦流也將產(chǎn)生一個(gè)新的磁次，電渦流也將產(chǎn)生一個(gè)新的磁場(chǎng)，抵消了一部分干擾磁場(chǎng)的能場(chǎng)，抵消了

7、一部分干擾磁場(chǎng)的能量，從而使電磁屏蔽層內(nèi)部的量，從而使電磁屏蔽層內(nèi)部的電電路免受高頻干擾磁場(chǎng)的影響。路免受高頻干擾磁場(chǎng)的影響。 鍍銅電磁屏蔽盒鍍銅電磁屏蔽盒軍用屏蔽帳篷軍用屏蔽帳篷幾種用導(dǎo)電纖維材導(dǎo)電纖維材料編織而成的軍用料編織而成的軍用電磁屏蔽器材電磁屏蔽器材（參考（參考常州雷寧電磁屏蔽設(shè)備公司資料）常州雷寧電磁屏蔽設(shè)備公司資料） 軍用軍用 電子方艙電子方艙屏蔽通信車屏蔽通信車防電磁波屏蔽圍裙防電磁波屏蔽圍裙幾種用幾種用導(dǎo)電纖維材料編織而成的導(dǎo)電纖維材料編織而成的電磁屏蔽服電磁屏蔽服輻射源輻射源防電磁波防電磁波屏蔽服裝屏蔽服裝防電磁波屏蔽防電磁波屏蔽圍裙的使用圍裙的使用屏蔽室屏蔽室 導(dǎo)電導(dǎo)電

8、PVC地板地板 用于防靜電及用于防靜電及 底部底部屏蔽屏蔽干擾信號(hào)無(wú)法穿透干擾信號(hào)無(wú)法穿透鋼板屏蔽室鋼板屏蔽室二、接地技術(shù)二、接地技術(shù) （一）地線的種類（一）地線的種類 接地起源于強(qiáng)電技術(shù)，它的本意是接大地，主接地起源于強(qiáng)電技術(shù)，它的本意是接大地，主要著眼于安全。這種地線也稱為要著眼于安全。這種地線也稱為“保安地線保安地線” 。它的接地電阻值必須小于規(guī)定的數(shù)值。它的接地電阻值必須小于規(guī)定的數(shù)值。 對(duì)于儀器、通訊、計(jì)算機(jī)等電子技術(shù)來(lái)說(shuō)，對(duì)于儀器、通訊、計(jì)算機(jī)等電子技術(shù)來(lái)說(shuō)，“地線地線”多是指電信號(hào)的基準(zhǔn)電位，也稱為多是指電信號(hào)的基準(zhǔn)電位，也稱為“公共公共參考端參考端”，它除了作為各級(jí)電路的電流通

9、道之外，它除了作為各級(jí)電路的電流通道之外，還是保證電路工作穩(wěn)定、抑制干擾的重要環(huán)節(jié)。它還是保證電路工作穩(wěn)定、抑制干擾的重要環(huán)節(jié)。它可以接大地，也可以與大地隔絕?？梢越哟蟮?，也可以與大地隔絕。 四種觸電情況四種觸電情況 保安地線保安地線 電烙鐵的外殼電烙鐵的外殼必須良好地接大地，必須良好地接大地，以保證人身安全以以保證人身安全以及焊接對(duì)象不致被及焊接對(duì)象不致被靜電擊穿。靜電擊穿。接大地與防靜電的關(guān)系接大地與防靜電的關(guān)系 人在工頻電場(chǎng)中工作人在工頻電場(chǎng)中工作時(shí)，身體可能感應(yīng)出幾十時(shí)，身體可能感應(yīng)出幾十伏以上的電壓；當(dāng)人在地伏以上的電壓；當(dāng)人在地板上行走時(shí)，也可能因摩板上行走時(shí)，也可能因摩擦而帶上幾

10、百伏以上的靜擦而帶上幾百伏以上的靜電。因此在焊接集成電路電。因此在焊接集成電路時(shí)，人體必須良好地接大時(shí)，人體必須良好地接大地，以保證集成電路的地，以保證集成電路的CMOS輸入端不致被靜電輸入端不致被靜電擊穿。人體接地的方法擊穿。人體接地的方法之之一是帶上接地的一是帶上接地的防靜電手防靜電手腕帶。腕帶。防靜電手腕帶防靜電手腕帶防靜電手腕帶防靜電手腕帶的使用的使用接地接地信號(hào)地線分類信號(hào)地線分類 模擬信號(hào)地線是模擬信號(hào)的零信號(hào)電模擬信號(hào)地線是模擬信號(hào)的零信號(hào)電位公共線。因?yàn)槟M信號(hào)電壓多數(shù)情況下位公共線。因?yàn)槟M信號(hào)電壓多數(shù)情況下均較弱、易受干擾，易形成級(jí)間不希望的均較弱、易受干擾，易形成級(jí)間不希

11、望的反饋，所以模擬信號(hào)地線的橫截面積應(yīng)盡反饋，所以模擬信號(hào)地線的橫截面積應(yīng)盡量大些。量大些。 2.2.數(shù)字模擬地線數(shù)字模擬地線 數(shù)字信號(hào)地線是數(shù)字信號(hào)的零電平公數(shù)字信號(hào)地線是數(shù)字信號(hào)的零電平公共線。由于數(shù)字信號(hào)處于脈沖工作狀態(tài)，動(dòng)共線。由于數(shù)字信號(hào)處于脈沖工作狀態(tài)，動(dòng)態(tài)脈沖電流在接地阻抗上產(chǎn)生的壓降往往成態(tài)脈沖電流在接地阻抗上產(chǎn)生的壓降往往成為微弱模擬信號(hào)的干擾源，為了避免數(shù)字信為微弱模擬信號(hào)的干擾源，為了避免數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾，兩者的地線應(yīng)分別設(shè)號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾，兩者的地線應(yīng)分別設(shè)置為宜，否則會(huì)嚴(yán)重干擾模擬信號(hào)的測(cè)量結(jié)置為宜，否則會(huì)嚴(yán)重干擾模擬信號(hào)的測(cè)量結(jié)果。果。 接地改錯(cuò)接地改錯(cuò)

12、圖示為數(shù)字電路干擾模擬電路的例子。該圖錯(cuò)誤圖示為數(shù)字電路干擾模擬電路的例子。該圖錯(cuò)誤地將數(shù)字面板表的電源負(fù)極（有較大的數(shù)字脈沖電流）地將數(shù)字面板表的電源負(fù)極（有較大的數(shù)字脈沖電流）與被測(cè)電壓（易受干擾的模擬信號(hào)）的負(fù)極在數(shù)字面與被測(cè)電壓（易受干擾的模擬信號(hào)）的負(fù)極在數(shù)字面板表的接插件上用一根地線連接到印制電路板上，就板表的接插件上用一根地線連接到印制電路板上，就會(huì)使數(shù)字面板表的示值跳動(dòng)不止。如果將數(shù)字電路的會(huì)使數(shù)字面板表的示值跳動(dòng)不止。如果將數(shù)字電路的地線與模擬電路的地線分開設(shè)置就能有效地消除這種地線與模擬電路的地線分開設(shè)置就能有效地消除這種干擾。請(qǐng)指出地線的錯(cuò)誤之處，并改正之。干擾。請(qǐng)指出地

13、線的錯(cuò)誤之處，并改正之。 3.3.信號(hào)源地線信號(hào)源地線 傳感器可看作是測(cè)量裝置的信號(hào)源，傳感器可看作是測(cè)量裝置的信號(hào)源，多數(shù)情況下信號(hào)較為微弱，通常傳感器安多數(shù)情況下信號(hào)較為微弱，通常傳感器安裝在生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，而測(cè)量裝置設(shè)在離現(xiàn)裝在生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，而測(cè)量裝置設(shè)在離現(xiàn)場(chǎng)一定距離的控制室內(nèi)，從測(cè)量裝置的角場(chǎng)一定距離的控制室內(nèi)，從測(cè)量裝置的角度看，可以認(rèn)為傳感器的公共參考端就是度看，可以認(rèn)為傳感器的公共參考端就是信號(hào)源地線，它必須與測(cè)量裝置進(jìn)行正確信號(hào)源地線，它必須與測(cè)量裝置進(jìn)行正確的連接才能提高整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾能的連接才能提高整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾能力。力。 4.4.負(fù)載地線負(fù)載地線 負(fù)載的電流一

14、般都比前級(jí)信號(hào)電流大得負(fù)載的電流一般都比前級(jí)信號(hào)電流大得多，負(fù)載地線上的電流有可能干擾前級(jí)微弱多，負(fù)載地線上的電流有可能干擾前級(jí)微弱的信號(hào)，因此負(fù)載地線必須與其他信號(hào)地線的信號(hào)，因此負(fù)載地線必須與其他信號(hào)地線分開。例如，若誤將喇叭的負(fù)極（接地線）分開。例如，若誤將喇叭的負(fù)極（接地線）與擴(kuò)音機(jī)話筒的屏蔽線碰在一起，就相當(dāng)于與擴(kuò)音機(jī)話筒的屏蔽線碰在一起，就相當(dāng)于負(fù)載地線與信號(hào)地線合并，可能引起嘯叫。負(fù)載地線與信號(hào)地線合并，可能引起嘯叫。又如當(dāng)負(fù)載是繼電器時(shí)，繼電器觸點(diǎn)閉合和又如當(dāng)負(fù)載是繼電器時(shí)，繼電器觸點(diǎn)閉合和斷開的瞬間經(jīng)常產(chǎn)生電火花，容易反饋到前斷開的瞬間經(jīng)常產(chǎn)生電火花，容易反饋到前級(jí)，造成干擾

15、，因此應(yīng)正確連接。級(jí)，造成干擾，因此應(yīng)正確連接。 （二）（二）一點(diǎn)接地原則一點(diǎn)接地原則 對(duì)于模擬信號(hào)地線、數(shù)字信號(hào)地線、信對(duì)于模擬信號(hào)地線、數(shù)字信號(hào)地線、信號(hào)源地線、負(fù)載地線等幾種地線一般應(yīng)分別號(hào)源地線、負(fù)載地線等幾種地線一般應(yīng)分別設(shè)置，在電位需要連通時(shí)，也必須仔細(xì)選擇設(shè)置，在電位需要連通時(shí)，也必須仔細(xì)選擇合適的點(diǎn)，在一個(gè)地方相連，才能消除各地合適的點(diǎn)，在一個(gè)地方相連，才能消除各地線之間的干擾。線之間的干擾。 1.單級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則單級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則 考慮到加考慮到加工工藝，在實(shí)工工藝，在實(shí)際的印制電路際的印制電路板設(shè)計(jì)中，只板設(shè)計(jì)中，只能做到各接地能做到各接地點(diǎn)盡量靠近、點(diǎn)盡量靠近、

16、并加大地線的并加大地線的寬度。寬度。 1接線端子接線端子 2印制板安裝孔印制板安裝孔 3接地母線接地母線 44高頻變壓器屏蔽外殼接地點(diǎn)高頻變壓器屏蔽外殼接地點(diǎn) 2.多級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則多級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則 若將多級(jí)電路的地線逐級(jí)串聯(lián)，在最后若將多級(jí)電路的地線逐級(jí)串聯(lián)，在最后一段地線上將存在一定的對(duì)地電位差，有可一段地線上將存在一定的對(duì)地電位差，有可能產(chǎn)生共阻抗耦合干擾，應(yīng)采取并聯(lián)接地方能產(chǎn)生共阻抗耦合干擾，應(yīng)采取并聯(lián)接地方式，才不易產(chǎn)生級(jí)與級(jí)之間的相互干擾。式，才不易產(chǎn)生級(jí)與級(jí)之間的相互干擾。 設(shè)計(jì)多級(jí)電路的地線應(yīng)注意以下兩個(gè)原設(shè)計(jì)多級(jí)電路的地線應(yīng)注意以下兩個(gè)原則：一是公用地線截面積應(yīng)盡量

17、大些，以減則：一是公用地線截面積應(yīng)盡量大些，以減小地線的內(nèi)阻，二是應(yīng)把電流最大的電路放小地線的內(nèi)阻，二是應(yīng)把電流最大的電路放在距電源的接地點(diǎn)最近的地方。在距電源的接地點(diǎn)最近的地方。 大面積接地大面積接地 當(dāng)頻率較高時(shí)，應(yīng)采當(dāng)頻率較高時(shí)，應(yīng)采取大面積的地線，這時(shí)允取大面積的地線，這時(shí)允許許“多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地”，這是因，這是因?yàn)榻拥孛娣e十分大，內(nèi)阻為接地面積十分大，內(nèi)阻很低，事實(shí)上相當(dāng)于一點(diǎn)很低，事實(shí)上相當(dāng)于一點(diǎn)接地，不易產(chǎn)生級(jí)與級(jí)之接地，不易產(chǎn)生級(jí)與級(jí)之間的共阻耦合。間的共阻耦合。 多級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則的改錯(cuò)多級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則的改錯(cuò)請(qǐng)指出下圖的電源接地錯(cuò)誤請(qǐng)指出下圖的電源接地錯(cuò)誤監(jiān)控電路監(jiān)

18、控電路電源盒電源盒第二級(jí)放大器第二級(jí)放大器第一級(jí)放大器第一級(jí)放大器地線地線1地線地線3+12V地線地線2檢測(cè)系統(tǒng)的一點(diǎn)接地原則檢測(cè)系統(tǒng)的一點(diǎn)接地原則 有許多傳感器采用兩線制電流輸出形式，它有許多傳感器采用兩線制電流輸出形式，它的兩根信號(hào)線均不接大地。如果這時(shí)二次儀表也的兩根信號(hào)線均不接大地。如果這時(shí)二次儀表也采用浮置電路，容易出現(xiàn)靜電積累現(xiàn)象，易產(chǎn)生采用浮置電路，容易出現(xiàn)靜電積累現(xiàn)象，易產(chǎn)生電場(chǎng)干擾。在這種情況下多采用二次儀表測(cè)公共電場(chǎng)干擾。在這種情況下多采用二次儀表測(cè)公共參考端接地的方案。此種情況下，檢測(cè)系統(tǒng)仍然參考端接地的方案。此種情況下，檢測(cè)系統(tǒng)仍然符合一點(diǎn)接地原則。在二次儀表與計(jì)算機(jī)相連接符合一點(diǎn)接地原則。在二次儀表與計(jì)算