电磁兼容培训杨继深教授讲稿4(屏蔽)
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最新[工学]第四章_电磁兼容课件屏蔽问题讲学课件
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电场反射损耗>磁场反射损耗, 当频率升高时，电场和磁场损耗趋向于一致，汇合 在平面波的反射损耗数值上。
距离电偶极源越近，则反射损耗越大（波阻抗越高）。磁偶极源，则正好相反。 频率影响：频率升高时，电场的波阻抗变低，磁场波的波阻抗变高。同时屏蔽材
料的阻抗发生变化（变大）。对于平面波，由于波阻抗一定（377），因此随 着频率升高，反射损耗降低。
说明： • B为负值，其作用是减小屏蔽效能 • 当趋肤深度与屏蔽体的厚度相当时，可以忽略 • 对于电场波，可以忽略
—对于电场波，反射损耗已很大了，进入屏蔽体的能量已经很小了， 所以可以忽略。
24
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板) EMC-4
屏蔽效能（dB）
250
150 平面波
高频时 电磁波种类 的影响很小
若 ZC （7.9/Df）（磁场源）
h
SE = 20lg ( D/l) + 20lg (1 + 2.3lg (l/h) )
EMC-4
屏蔽是利用感应涡流的反磁场排斥原骚扰磁场而达到屏蔽
的目的，涡电流的大小直接影响屏蔽效果。屏蔽体电阻越小
产生的感应涡流越大而且屏蔽体自身的损耗也越小。
所以高频磁屏蔽材料需用良导体。 注：因为高频时铁磁材料的磁性损耗(包括磁滞损耗和涡流
损耗)很大，导磁率明显下降。 铁磁材料的屏蔽不适用于高频磁场屏蔽。 屏蔽盒上缝的方向必须顺着涡流方向并且要尽可能地缩小缝
13
屏蔽效能
EMC-4
屏蔽前场强 E1, H1
屏蔽后场强 E2，H2
对电、磁场和电磁波产生衰减的作用就是电磁波屏蔽, 屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量:
SE = 20 lg ( E1/ E2 ) , SH = 20 lg ( H1/ H2 ) dB 衰减量与屏蔽效能的关系
距离电偶极源越近，则反射损耗越大（波阻抗越高）。磁偶极源，则正好相反。 频率影响：频率升高时，电场的波阻抗变低，磁场波的波阻抗变高。同时屏蔽材
料的阻抗发生变化（变大）。对于平面波，由于波阻抗一定（377），因此随 着频率升高，反射损耗降低。
说明： • B为负值，其作用是减小屏蔽效能 • 当趋肤深度与屏蔽体的厚度相当时，可以忽略 • 对于电场波，可以忽略
—对于电场波，反射损耗已很大了，进入屏蔽体的能量已经很小了， 所以可以忽略。
24
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板) EMC-4
屏蔽效能（dB）
250
150 平面波
高频时 电磁波种类 的影响很小
若 ZC （7.9/Df）（磁场源）
h
SE = 20lg ( D/l) + 20lg (1 + 2.3lg (l/h) )
EMC-4
屏蔽是利用感应涡流的反磁场排斥原骚扰磁场而达到屏蔽
的目的，涡电流的大小直接影响屏蔽效果。屏蔽体电阻越小
产生的感应涡流越大而且屏蔽体自身的损耗也越小。
所以高频磁屏蔽材料需用良导体。 注：因为高频时铁磁材料的磁性损耗(包括磁滞损耗和涡流
损耗)很大，导磁率明显下降。 铁磁材料的屏蔽不适用于高频磁场屏蔽。 屏蔽盒上缝的方向必须顺着涡流方向并且要尽可能地缩小缝
13
屏蔽效能
EMC-4
屏蔽前场强 E1, H1
屏蔽后场强 E2，H2
对电、磁场和电磁波产生衰减的作用就是电磁波屏蔽, 屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量:
SE = 20 lg ( E1/ E2 ) , SH = 20 lg ( H1/ H2 ) dB 衰减量与屏蔽效能的关系
电磁兼容培训(屏蔽).pptx
第三章 电磁屏蔽技术
• 屏蔽材料的选择 • 实际屏蔽体的设计
杨继深 2002年4月
电磁屏蔽
屏蔽前的场强E1
屏蔽后的场强E2
对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽, 电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量:
SE = 20 lg ( E1/ E2 )
dB
杨继深 2002年4月
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
场强
R1
通风口
键盘 指示灯
远场区孔洞的屏蔽效能
H
L
L
SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB 若 L / 2
杨继深 2002年4月
孔洞在近场区的屏蔽效能
若ZC （7.9/Df）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f
杨继深 2002年4月
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
B
吸收损耗A R2
距离
波阻抗的概念
波 阻 抗
E/H
电场为主 E 1/ r3 H 1 / r2 平面波 E 1/ r H 1/ r
377
磁场为主 H 1/ r3 E 1/ r2
杨继深 2002年4月
/ 2
到观测点距离 r
+ 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) 若ZC （7.9/Df）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) )
（注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）
杨继深 2002年4月
缝隙的泄漏
杨继深 2002年4月
• 屏蔽材料的选择 • 实际屏蔽体的设计
杨继深 2002年4月
电磁屏蔽
屏蔽前的场强E1
屏蔽后的场强E2
对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽, 电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量:
SE = 20 lg ( E1/ E2 )
dB
杨继深 2002年4月
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
场强
R1
通风口
键盘 指示灯
远场区孔洞的屏蔽效能
H
L
L
SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB 若 L / 2
杨继深 2002年4月
孔洞在近场区的屏蔽效能
若ZC （7.9/Df）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f
杨继深 2002年4月
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
B
吸收损耗A R2
距离
波阻抗的概念
波 阻 抗
E/H
电场为主 E 1/ r3 H 1 / r2 平面波 E 1/ r H 1/ r
377
磁场为主 H 1/ r3 E 1/ r2
杨继深 2002年4月
/ 2
到观测点距离 r
+ 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) 若ZC （7.9/Df）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) )
（注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）
杨继深 2002年4月
缝隙的泄漏
杨继深 2002年4月
电磁兼容培训-杨继深 ppt
0 -10
频率
杨继深 2002年4月
选择滤波器的保险方法
0.1Ω
滤 波 器
100Ω
100Ω
滤 波 器
0.1Ω
~
~
50Ω 0.1/100Ω
的 的
0
2002
4
器件距离对高频性能的影响
杨继深 2002年4月
滤波器安装在线路板的问题
机箱内干扰
电源线泄漏严重
杨继深 2002年4月
线路板上滤波的改进方法
杨继深 2002年4月
三端电容器的不足
寄生电容造成输入 端、输出端耦合
接地电感造成旁 路效果下降
杨继深 2002年4月
穿心电容更胜一筹
金属板隔离 输入输出端
一周接地 电感很小
杨继深 2002年4月
穿心电容的插入损耗
插入损耗
普通电容
理想电容 穿心电容
c 穿心电容的插入损耗
杨继深 2002年4月
1GHz
C ~
ZL
Zs
L
Fco = 1/(2π Rp C) π Fco = Rs/(2π L） π ）
Zs、ZL串联 、
杨继深 2002年4月
~
ZL
Zs、ZL并联 、
器件参数的确定
L
RCຫໍສະໝຸດ RL = R / 2πFC
C = 1 / 2πRFC
对于T形（多级T）和 π 形（多级π）电路，最外 边的电感或电容取 L/2 和 C/2，中间的不变。
PCB
电源
滤 波 器
PCB
滤波电路
杨继深 2002年4月
这样试一试
机箱内
机箱外 屏蔽箱
杨继深 2002年4月
EMC电磁兼容培训
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2002年7月 杨继深
0V
+++++
信号地
定义：信号电流流回信号源的低阻抗 路径
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2002年7月 杨继深
导线的阻抗
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2002年7月 杨继深
地线问题－地环路
I1 VN
I2
地环路 IG
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
搭接
电子设备中，金属部件之间的低阻抗 连接称为搭接。例如： •电缆屏蔽层与机箱之间搭接 •屏蔽体上不同部分之间的搭接 • 滤波器与机箱之间的搭接 • 不同机箱之间的地线搭接
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2002年7月 杨继深
搭接不良的滤波器
实际干扰电流路径
预期干扰电流路径
滤波器接地阻抗
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
面板上安装滤波器的方法
焊接
螺装加垫片 电磁密封衬垫
电磁密封衬垫 隔离舱
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2002年7月 杨继深
滤波阵列板或滤波连接器
共模扼流圈的构造
共模扼流圈中的负载电流产生的磁场相互抵销 ，因此磁芯不会饱和。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2002年7月 杨继深
电源线滤波器的特性
VIN = VOUT+ ISRS
噪声
电缆屏蔽层接地位置
~
屏蔽双绞线
~
屏蔽双绞线
~
屏蔽双绞线
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2002年7月 杨继深
~
屏蔽同轴线
~
屏蔽同轴线
~
电磁兼容技术课件
线路板（减少了屏蔽内容） • 2001年， “实践电磁技术 ” 两天，目前教材内容 • 200杨2继年深，200“2年实4月践电磁技术 ” 三天，增加试验和诊断内容
课程内容
电磁兼容要求（标准）与试验方法 地线造成的干扰问题与解决方法 电磁屏蔽与搭接 电磁干扰滤波技术 线路板设计 电缆设计 瞬态抑制技术 电磁干扰问题诊断
干扰发射
敏感度
传导
辐射
传导
电源线/信号线
辐射
静 电放电 磁场 电场
天线端口
瞬态 射频 磁场 电场 天线端口 信号/控制线 电源线
杨继深 2002年4月
电磁兼容标准体系
电磁兼容标准
基础标准
通用标准
被引用到 被引用到
杨继深 2002年4月
产品标准
标准编号的识别
国家或组织 制订单位
标准编号
IEC IEC 欧共体 美国
V
辐射高于单极
常见的等效天线
VG PCB 接地线
机箱
子板 电缆
主板
PCB电缆
杨继深 2002年4月
笔记本 没接地散热片
电磁兼容标准
分析环境中的各 种电磁干扰
分析设备受电磁 干扰的机理
编成电磁兼 容标准
保证各类电 子设备的正 常工作及良 好的电磁环
境
杨继深 2002年4月
电磁兼容标准的内容
电磁兼容标准
•
可持续竞争的惟一优势来自于超过竞 争对手 的创新 能力。 。07:35: 5807:3 5:5807: 35Monday, August 10, 2020
•
学到很多东西的诀窍，就是一下子不 要学很 多。。2 0.8.102 0.8.100 7:35:58 07:35:5 8Augus t 10, 2020
课程内容
电磁兼容要求（标准）与试验方法 地线造成的干扰问题与解决方法 电磁屏蔽与搭接 电磁干扰滤波技术 线路板设计 电缆设计 瞬态抑制技术 电磁干扰问题诊断
干扰发射
敏感度
传导
辐射
传导
电源线/信号线
辐射
静 电放电 磁场 电场
天线端口
瞬态 射频 磁场 电场 天线端口 信号/控制线 电源线
杨继深 2002年4月
电磁兼容标准体系
电磁兼容标准
基础标准
通用标准
被引用到 被引用到
杨继深 2002年4月
产品标准
标准编号的识别
国家或组织 制订单位
标准编号
IEC IEC 欧共体 美国
V
辐射高于单极
常见的等效天线
VG PCB 接地线
机箱
子板 电缆
主板
PCB电缆
杨继深 2002年4月
笔记本 没接地散热片
电磁兼容标准
分析环境中的各 种电磁干扰
分析设备受电磁 干扰的机理
编成电磁兼 容标准
保证各类电 子设备的正 常工作及良 好的电磁环
境
杨继深 2002年4月
电磁兼容标准的内容
电磁兼容标准
•
可持续竞争的惟一优势来自于超过竞 争对手 的创新 能力。 。07:35: 5807:3 5:5807: 35Monday, August 10, 2020
•
学到很多东西的诀窍，就是一下子不 要学很 多。。2 0.8.102 0.8.100 7:35:58 07:35:5 8Augus t 10, 2020
电磁兼容技术全面培训(杨继深)
V2 V1
电流增益的分贝数 ＝ 20lg I2 I1
杨继深 2002年4月
用分贝表示的物理量
电压：用1V、1mV、1µV 为参考（例如：1µV = 0dBµV） 则单位为：dBV、dBmV、dBµV 等，
电流：用1A、1mA、1µA 为参考，则：dBA、dBmA、dBµA 场强：用1V/m、1µV/m 为参考，则：dBV/m、dBµV/m 等， 功率：用1W、1mW 为参考，则：dBW、dBm等，
EUT与参考地平面 之间的距离大于 100mm
静电放电
＋ ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
放电电流 I
杨继深 2002年4月
静电枪电原理路
人体模型电路
放电端
放电开关
放电枪核心
接地端
杨继深 2002年4月
静电放电试验装置
水平耦合板 >1.6×0.8m
EUT绝缘垫
直接对EUT放电
水平板间接放电
垂直耦合板 500mm正方形，距EUT100mm
产品标准
标准编号的识别
国家或组织 制订单位
标准编号
IEC
CISPR
CISPR Pub. × ×
IEC 欧共体 美国 日本 中国
TC77
CENELEC FCC，DOD
VCCI
质量技术监督 局, 国防部门
IEC × × × × × EN × × × × ×
FCC Part × ×, MIL-STD. × ×
电磁兼容试验场地
电磁发射试验
开阔场（民用标准） 屏蔽暗室(半无反射室)
可在普通环境中，但
敏感度或抗扰度试验： 是注意对周围设备的
影响
杨继深 2002年4月
电磁兼容瞬态脉冲干扰的抑制培训课件
out
V2(f)df =
V2(t)dt
0
0
= 1 / fco
fco
out
(2VIN)2df =
V
2 OUT
dt
0
0
fco
杨继深 2002年8月
(2VIN)2 fco
=
V
2 OUT
/
fco
V / V OUT = 2 fco
低通滤波器对瞬态干扰的抑制
VOUT / VIN
-40 -30 -20 -10
放电管与压敏电阻组合
杨继深 2002年8月
用低通滤 波器消除
优点： • 没有跟随电流 • 没有漏电流 • 钳位电压低
作用在开关电源上的浪涌
kV 6
浪涌电压
4
2 电源上电压
0
6kV, 3kA
开关电源等效电路
1.2 50 s
浪涌波形
杨继深 2002年8月
kA 3
流进电源的电流
2
1
0
0 20 40 60
80 100 s
浪涌抑制器件的保护作用
kV
6
浪涌电压
4
2 抑制后的电压
0
6kV, 3kA
kA
3 开关电源等效电路
2
流进电源的电流 流进抑制器的电流
1.2 50 s
浪涌波形
大部分电流
杨继深 2002年8月流进了电源
1
0
0 20 40 60
80 100 s
TVS增容问题
不行
杨继深 2002年8月
R
R
可以
R = V / Ipeak V = 两管钳位差 Ipeak = TVS的峰值电流
电磁兼容讲座2010702
IEC61000-4-4 GB17626.4 IEC62236-3-2 TB/T3021 TB/T3034 EN50121-3-2
3.2试验要求
端口 电源端口 信号端口 严酷等级 2KV（3级） A 2KV（4级） 性能评定
3.试验布置
4.浪涌抗扰度试验 4.1执行标准 IEC61000-4-5 GB17626.5 IEC62236-3-2 TB/T3021 TB/T3034 EN50121-3-2 4.2试验要求
（2）对于感应产生的干扰电压，应尽量 减少回路面积，另外加磁环，即共模电感， 以减少共模电流干扰。
E=1.26IfL/d
I——共模电流
f——共模电流频率
L——导线长度
d——测量距离
8.磁场辐射干扰抑制 （1）减少回路面积。 （2）改变方向，使通过回路面积的磁通量 减少。 （3）加屏蔽滤波措施，通过吸收与反射， 将电磁辐射能量减少。
5.2低频辐射现象
——电场 ——磁场
5.3低频传导现象
——感应连续（CW）波电压和电流 ——单向瞬态 ——振荡瞬态
5.4高频辐射现象
——磁场 ——电场 ——电磁场 ——连续波 ——瞬态
第二部分：干扰的类型
1.共电源干扰：
电路1与电路2共用一路电源，电路1与电路2之 间会产生相互影响.严重时，将使电路1或2不能 正常工作。
2.3混合接地
当一个设备既要满足低频工作状态，又 需要满足高频工作时，一般采用混合接地。
（1）
我们知道：电感的感 抗为：RL=ωL,当ω足 够大时，RL→∞，相 当于开路；而当ω很 小时， RL→0，相当 于短路。
我们也知道：电容的 容抗为：Rc=1/ωc,当 ω足够大时，Rc→ 0 ， 相当于短路；而当ω 很小时， Rc→∞，相 当于开路。
3.2试验要求
端口 电源端口 信号端口 严酷等级 2KV（3级） A 2KV（4级） 性能评定
3.试验布置
4.浪涌抗扰度试验 4.1执行标准 IEC61000-4-5 GB17626.5 IEC62236-3-2 TB/T3021 TB/T3034 EN50121-3-2 4.2试验要求
（2）对于感应产生的干扰电压，应尽量 减少回路面积，另外加磁环，即共模电感， 以减少共模电流干扰。
E=1.26IfL/d
I——共模电流
f——共模电流频率
L——导线长度
d——测量距离
8.磁场辐射干扰抑制 （1）减少回路面积。 （2）改变方向，使通过回路面积的磁通量 减少。 （3）加屏蔽滤波措施，通过吸收与反射， 将电磁辐射能量减少。
5.2低频辐射现象
——电场 ——磁场
5.3低频传导现象
——感应连续（CW）波电压和电流 ——单向瞬态 ——振荡瞬态
5.4高频辐射现象
——磁场 ——电场 ——电磁场 ——连续波 ——瞬态
第二部分：干扰的类型
1.共电源干扰：
电路1与电路2共用一路电源，电路1与电路2之 间会产生相互影响.严重时，将使电路1或2不能 正常工作。
2.3混合接地
当一个设备既要满足低频工作状态，又 需要满足高频工作时，一般采用混合接地。
（1）
我们知道：电感的感 抗为：RL=ωL,当ω足 够大时，RL→∞，相 当于开路；而当ω很 小时， RL→0，相当 于短路。
我们也知道：电容的 容抗为：Rc=1/ωc,当 ω足够大时，Rc→ 0 ， 相当于短路；而当ω 很小时， Rc→∞，相 当于开路。
电磁兼容知识杨广帅
1.电磁兼容性 electromagnetic compatibility（EMC）设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作又互不干扰，达到“兼容”状态。
换言之，电磁兼容是指电子线路、设备、系统相互不影响。
电磁兼容所要求的两个基本方面：在共同的电磁环境中，不受干扰且不干扰其他设备2.电磁骚扰 Electromagnetic Disturbance任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。
注：电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。
电磁干扰 Electromagnetic Interference-EMI：由电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。
注：电磁骚扰是原因，电磁干扰是后果。
3.(电磁)发射 (electromagnetic)emission从源向外发出电磁能的现象。
4.电磁环境 electromagnetic environment存在于给定场所的所有电磁现象的总和。
注：通常，电磁环境是与时间相关的，对它的描述可能需要用统计的方法。
5.电磁噪声 electromagnetic noise一种明显不传送信息的时变电磁现象，它可能与有用信号叠加或组合。
“电磁”现象包括所有的频率，除包括无线电频率（10kHz以上）之外，还包括直流在内的所有的低频电磁现象。
6.（对骚扰的）抗扰度Immunity（to a Disturbance）：装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。
7.静电放电electrostatic discharge(ESD)具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。
指两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。
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4500 R ＝ 20 lg D f Zs
2Df R ＝ 20 lg Zs
dB
Zs = 屏蔽体阻抗， D = 屏蔽体到源的距离（m） f = 电磁波的频率（MHz）
杨继深 2002年4月
影响反射损耗的因素
R(dB)
靠近辐射源
150
r = 30 m
平面波
靠近辐射源
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M 100M
电缆插座
指示灯
远场区孔洞的屏蔽效能
H L SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB
杨继深 2002年4月
L
若L /2
孔洞在近场区的屏蔽效能
若ZC （7.9/Df）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) 若ZC （7.9/Df）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) )
入射电磁波E0 0.37E0
t
剩余电磁波E1 E1 = E0e-t/ dB dB dB
A ＝ 20 lg ( E0 / E1 ) = 20 lg ( e t / ) A ＝ 8.69 ( t / )
杨继深 2002年4月
A = 3.34 t f rr
趋肤深度举例
杨继深 2002年4月
f
杨继深 2002年4月
3 108 / 2r
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
屏蔽效能 （dB） 250
平面波
150
高频时 电磁波种类 的影响很小
0
杨继深 2002年4月
0.1k
1k
10k
100k
1M
10M 频率
多次反射修正因子的计算
电磁波在屏蔽体内多次反射，会引起附加的电 磁泄漏，因此要对前面的计算进行修正。
杨继深 2002年4月
指形簧片
杨继深 2002年4月
螺旋管电磁密封衬垫
杨继深 2002年4月
电磁密封衬垫的主要参数
屏蔽效能 (关系到总体屏蔽效能)
回弹力（关系到盖板的刚度和螺钉间距）
最小密封压力（关系到最小压缩量）
最大形变量（关系到最大压缩量）
压缩永久形变（关系到允许盖板开关次数）
用隔离舱 将操作器 件隔离出
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通风口的处理
穿孔金属板
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截止波导通风板
贯通导体的处理
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屏蔽电缆穿过屏蔽机箱的方法
在内部可将电缆延伸
屏蔽互套 表面做导电清洁处理，保持360度连接 注意防腐 屏蔽体边界
与电缆套360度搭接
屏蔽电缆
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IV
III
搭接点的保护
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V
I
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搭接阻抗的测量
搭接阻抗
I
V
机柜
Z=V/I
~
频率
寄生电容
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导线电感
并联谐振点
不同的搭接条
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频率不同搭接方式不同
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搭接面的腐蚀
I II
金属 电极电位 金属 电极电位 镁 / 镁合金 - 2.37 铍 铜 - 1.85 + 0.34 铝 蒙乃尔合金 - 1.66 锌 不锈钢 - 0.76 铬 银 - 0.74 + 0.799 铁/钢/铸铁 铂 - 0.44 + 1.200 镉 金 - 0.4 + 1.420 镍 - 0.25 锡 - 0.14 铅 - 0.13
B = 20 lg ( 1 - e -2 t / )
说明：
• B为负值，其作用是减小屏蔽效能
• 当趋肤深度与屏蔽体的厚度相当时，可以忽略 • 对于电场波，可以忽略
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怎样屏蔽低频磁场？
低频 低频磁场 吸收损耗小 反射损耗小
磁场
高导电材料 高导电材料
高导磁材料
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磁通密度 B = B / H 饱和 最大磁导率 起始磁导率
磁场强度 H
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强磁场的屏蔽
高导磁率材料：饱和 低导磁率材料：屏效不够
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低导磁率材料
高导磁率材料
加工的影响
100 跌落前
80
60 跌落后
40
20 10
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100
1k
10k
良好电磁屏蔽的关键因素
屏蔽体 导电连续 没有穿过屏 蔽体的导体
不要忘记： 选择适当的屏蔽材料
你知道吗： 与屏蔽体接地与否无关
屏蔽效能高的屏蔽体
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实际屏蔽体的问题
实际机箱上有许多泄漏源：不同部分结合处的缝隙通风 口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等 缝隙 电源线
通风口
显示窗
键盘
调节旋钮
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高导磁率材料的磁旁路效果
H0
R0 Rs
H1
Rs
H0
SE = 1 + R0/RS
H1
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R0
低频磁场屏蔽产品
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磁屏蔽材料的频率特性
r 10 3
15 10 镍钢 5 金属 坡莫合金
冷轧钢
1
0.01
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0.1
1.0
10
100
kHz
磁导率随场强的变化
电化学相容性（关系到屏蔽效能的稳定性）
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电磁密封衬垫的安装方法
绝缘漆
环境密封
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截止波导管
损 耗
截止区
截止频率
fc
频率
频率高的电磁波能通过波导管，频率低的电磁波损耗 很大！工作在截止区的波导管叫截止波导。
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截止波导管的屏效
吸收损耗 反射损耗： 圆形截止波导：
（注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）
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缝隙的泄漏
低频起主要作用
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高频起主要作用
缝隙的处理
电磁密封衬垫
缝隙
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电磁密封衬垫的种类
• 金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的) •导电橡胶(不同导电填充物的) •指形簧片(不同表面涂覆层的) •螺旋管衬垫(不锈钢的和镀锡铍铜的) •导电布
搭接
电子设备中，金属部件之间的低阻抗 连接称为搭接。例如： •电缆屏蔽层与机箱之间搭接 •屏蔽体上不同部分之间的搭接 • 滤波器与机箱之间的搭接 • 不同机箱之间的地线搭接
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搭接不良的滤波器
实际干扰电流路径
预期干扰电流路径
滤波器接地阻抗
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搭接不良的机箱
航天飞行器上的搭接阻抗要小于2.5m!
反射损耗
远场：377
R ＝ 20 lg
ZW 4 Zs
近场：取决于源的阻抗
ZS = 3.68 10-7 f r/r
同一种材料的阻 抗随频率变
反射损耗与波阻抗有关，波阻抗越高，则反射损耗 越大。
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不同电磁波的反射损耗
远场: 377 R ＝ 20 lg 4 Zs
电场:
磁场:
确 定 要 屏 蔽 的 最 高 的 频 率 f
5f
确 定 波 导 管 的 截 止 频 率 fc
计 算 截 止 波 导 管 的 截 面 尺 寸
由 SE 确 定 截 止 波 导 管 的 长 度
显示窗/器件的处理
滤波器 屏蔽窗
隔离舱
滤波器
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操作器件的处理
屏蔽体上 开小孔
屏蔽体上 栽上截止 波导管
截止波导管
屏蔽效能
=
远场区计算公式
近场区计算公式
+
32 t / d
矩形截止波导：
27.2 t / l
孔洞计算屏蔽效能公式
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截止波导管的损耗
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截止波导管的设计步骤
孔 洞 的 泄 漏 不 能 满 足 屏 蔽 要 求 SE
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确 定 截 止 波 导 管 的 截 面 形 状
场强
B
吸收损耗A R1 R2
距离
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波阻抗的概念
波 阻 抗 E/H 377
电场为主 E 1/ r3 H 1 / r2
平面波 E 1/ r H 1/ r
磁场为主 H 1/ r3
E 1/ r2
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/ 2
到观测点距离 r
吸收损耗的计算
第三章 电磁屏蔽技术
• 屏蔽材料的选择
• 实际屏蔽体的设计
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电磁屏蔽
屏蔽前的场强E1 屏蔽后的场强E2
对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽, 电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2 )
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dB
实心材料屏蔽效能的计算
入射波
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B