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《電磁兼容性基礎(chǔ)知識(shí)及其實(shí)現(xiàn)-接地(連載5)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、電磁兼容性基礎(chǔ)知識(shí)及其實(shí)現(xiàn)-接地(連載5)3.1屏蔽的理論方法3.1.1電纜選擇原則選擇導(dǎo)線電纜，是根據(jù)傳輸信號(hào)電平或功率電平，頻率范圍，敏感情況，隔離要求確定，只有分析信號(hào)電平與波形，才能正確規(guī)定選用導(dǎo)線電纜。一般原則如下：·電源線，如此等380伏交流，220伏交流，27伏直流，一般不用屏蔽電纜，但電源線干擾大時(shí)例外?！さ皖l信號(hào)線，隔離要求很嚴(yán)格的多點(diǎn)接地和單點(diǎn)接地線路，用屏蔽雙絞線?！吸c(diǎn)接地的音頻線路和內(nèi)部電源線，用雙絞線?！ぴ谥匾l(fā)射射頻脈沖、高頻、寬頻帶內(nèi)阻抗匹配等處，用同軸線?！?shù)字電路
2、，脈沖電路，用絞合屏蔽電纜，有時(shí)需要單獨(dú)屏蔽?！じ唠娖诫娫淳€，用鍍鋅鋼管屏蔽?！ざ帱c(diǎn)接地的音頻或電源線，需要用屏蔽線。·對(duì)低頻儀表，可用單芯、單屏蔽導(dǎo)線。當(dāng)傳輸中等信號(hào)電平并有良好接地系統(tǒng)時(shí)，效果比較好。3.1.2屏蔽的理論方法電磁波理是經(jīng)典的理論。麥克斯威爾、法拉第和其它人在電子學(xué)之前就建立了描述電場(chǎng)和磁場(chǎng)的基本方程式。然而，對(duì)實(shí)際中的復(fù)雜硬件幾乎不能直接應(yīng)用這些方程式。電場(chǎng)和磁場(chǎng)的衰減用從試驗(yàn)中得到的方程式能夠更好的表達(dá)，這些方程式在屏蔽的設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。有許多因素會(huì)影響電磁能量源周圍的場(chǎng)。源的
3、種類賦予了場(chǎng)一些特征，如輻射幅度。距離源的距離和電磁波傳輸?shù)拿浇榈奶匦远紩?huì)影響場(chǎng)與屏蔽之間的相互作用。在電磁屏蔽中，波阻抗Zw是聯(lián)系這些參數(shù)的有用的概念。波阻抗定義為電場(chǎng)E與磁場(chǎng)H的比值。源上的驅(qū)動(dòng)電壓決定了干擾的特性。例如，環(huán)天線中流動(dòng)的電流與較低的驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)。結(jié)果是在天線附近產(chǎn)生較小的電場(chǎng)和較大的磁場(chǎng)，具有較低的波阻抗。另一方面，四分之一波長(zhǎng)的距離上，所有源的波的阻抗趨近于自由空間的特征阻抗，377歐姆。這時(shí)，稱為平面波，作為參考，1MHz的波長(zhǎng)是300m。按照到源的距離，電磁波可以進(jìn)一步分為
4、兩種，近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。兩種場(chǎng)的分界以波長(zhǎng)λ除以2π的距離為分界點(diǎn)。λ/2π附近的區(qū)域稱為過渡區(qū)。源與過渡區(qū)是近場(chǎng)，超過這點(diǎn)為遠(yuǎn)場(chǎng)。近場(chǎng)波的特性主要由源特性決定，而遠(yuǎn)場(chǎng)波的特性由傳播媒介決定。如果源是大電流、低電壓。則在的近場(chǎng)以磁場(chǎng)波為主。高電壓、小電流的源產(chǎn)生電場(chǎng)為主的波。在設(shè)計(jì)屏蔽控制輻射時(shí)，這個(gè)概念十分有用。由于這時(shí)屏蔽殼與源之間的距離通常在厘米數(shù)量級(jí)，相對(duì)于屏蔽電磁波為近場(chǎng)的情況。在遠(yuǎn)場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)都變?yōu)槠矫娌?，即，波阻抗等于自由空間的特性阻抗。知道干擾輻射的近場(chǎng)波阻抗對(duì)于設(shè)計(jì)控制方法是十分有用的
5、。用能將磁通分流的高導(dǎo)磁率鐵磁性材料可以屏蔽200KHz以下的低阻抗波。反過來，用能將電磁波中電矢量短路的高導(dǎo)電性金屬能夠屏蔽電場(chǎng)波和平面波。入射波的波阻抗與屏蔽體的表面阻抗相差越大，屏蔽體反射的能量越多。因此，一塊高導(dǎo)電率的薄銅片對(duì)低阻抗波的作用很小。屏蔽效能SE等于吸收因子A加上反射因子R，加上多次返射修正因子B，所有因子都以dB表示。SE=A+R+B表3.1和表3.2給出了不同的屏蔽效能，吸收損耗的計(jì)算公式如下：對(duì)于任何電磁干擾，屏蔽作用由三種機(jī)理構(gòu)成。入射波的一部分在屏蔽體的前表面反射，另一
6、部分被吸收，還有一部分在后表面反射.表3.1信號(hào)強(qiáng)度的衰減表3.2屏蔽衰減極限值dB衰減的百分比109020993099.94099.995099.9996099.99997099.99999dB評(píng)價(jià)0～10屏蔽很少10～30有意義的屏蔽的下限30～60平均屏蔽量60～90屏蔽較好90～120屏蔽很好120以上現(xiàn)有技術(shù)的極限表3.3給出了一些常用屏蔽材料的相對(duì)導(dǎo)電率和導(dǎo)磁率。如果吸收因子6dB以上，多次反射因子B可以忽略，僅當(dāng)屏蔽層很薄或頻率低于20KHz時(shí)，B才是重要的。在設(shè)計(jì)磁屏蔽時(shí)，特別是14
7、KHz以下時(shí)，除了吸收損耗外，其它因素都可以忽略。同樣，在設(shè)計(jì)電場(chǎng)或平面波屏蔽時(shí)，只考慮反射因子。當(dāng)一束電磁波碰到屏蔽體時(shí)，在表面上感應(yīng)出電流。屏蔽的一個(gè)作用是將這些電流在最小擾動(dòng)的情況下送到大地，如果在電流的路徑上有開口，電流受到擾動(dòng)要繞過開口。較長(zhǎng)的電流路徑帶來附加阻抗，因此在開口上有電壓降。這個(gè)電壓在開口上感應(yīng)出電場(chǎng)并產(chǎn)生輻射。當(dāng)開口的長(zhǎng)度達(dá)到λ/4時(shí)，就變成效率很高的輻射體，能夠?qū)⒄麄€(gè)屏蔽體接收到的能量通過開口發(fā)射出去。為了限制開口效應(yīng)，一個(gè)一般的規(guī)則是，如果屏蔽體的屏蔽效能要達(dá)到60dB，
8、開口長(zhǎng)度在感興趣的最高頻率處不能超過0.01λ。每隔一定間隔接觸的復(fù)合或用指形簧片連接的縫隙可以作為一系列開口來處理。值得指出的是，材料本身的屏蔽特性并不是十分重要的，相比之下縫隙開口等屏蔽不連續(xù)性是更應(yīng)該注意的因素。表3.3用于屏蔽的金屬特性金屬相對(duì)收導(dǎo)率σr相對(duì)磁導(dǎo)率μr銀1.051銅1.001鋁0.611鋅0.291黃銅0.261鎳0.201鐵0.171000銅0.101000化學(xué)鍍鎳0.021·最少保證２４小時(shí)的粘接時(shí)間。鉚釘安裝鉚釘安裝可以提供緊固長(zhǎng)久的接觸
