电子产品的电磁兼容性设计的基本要求

电子产品的电磁兼容性设计的基本要求

电子产品的电磁兼容性设计包括：限制干扰源的电磁发射，控制电磁干扰的传播以及增强敏感产品的抗干扰能力。

1．优化倍号设计

传结信息的电悟号密占用一定的额诺，为尽量威小干扰，对有用信号应规定必要的最小占有带宽，这有赖于优化信号波形。

2．完警线路设计

应设计和选用自身发射小、抗干扰能力强的电子线路(包括集成电路)作为电子产品

的单元电路。对于一般小信号放大器应尽可能增大放大器的线性动态范围，以提高电路

的过载能力，减少非线性失真。希迪电子晶闸管和工作于开关状态的三极管，工作时均产生电流脉

冲，发射频潜很宽的电磁能置，因此必须采取相应的抑制措施*利用铁包体痘环进行功率合成，可能由于磁饱和引起较严重的谐波失真，因此，也要采取相应的抑制措施。功率放大器工作在甲类状态时产生的谐波最少；工作在推挽形式的乙类状态时，只要电路结构对称就可以抑制二次谐波，但不对称就可能产生强的偶次谐波；丙类功率放大器仅用于射频放大，需采用锐谐调、高Q值滤波器抑制其谐波电平。

为了减小放大器因非线性失真而产生的谐波发射，可采用反馈和非线性补偿方法改

善放大器的线性。采用平衡电路(如差分放大器)传翰信号不但可减小共模电流产生的干扰，而且还能抑制共模干扰对放大器的影响。

3．屏蔽

用屏蔽体将干扰源包封起来，可以防止干扰电磁场通过空间向外传播。反之，用屏蔽体将感受据包封，就可使感受器免受外界空间电磁场的影响。屏蔽技术虽能有效地阻断

近地感应和远场辐射等电磁干扰的传播通道，但是它有可能使产品的通风散热困难，维修不使，并导致重量、体积和成本的增加。所以设计人员需权衡利弊，采用合理的措施，以最佳效果、费用比来满足电磁兼容性要求。

4．授地与搭接

不管是否与大地实际连接，只要为电源和信号电流提供了回路和基淮电位，就统称为

接地。设计中如能周密设计出地线系统，综合使用接地、滤波和屏蔽等措施，往往可事半功倍，有效地提高产品的电磁兼容性。事实证明，一个产品和分系统在金机时出现故障，多半是由接地系统不完善引起的。

5．滤波

滤波是借助抑制元件将有用信号频谱以外不希望通过的能量加以抑制。它既可以抑

制干扰源的发射，又可以抑制干扰源频谱分量对敏感产品、电路或元件的影响。滤波虽能十分有效地抑制传导干扰，但制造大容量、宽频带的抗干扰滤波器的代价是昂贵的。

6．合理布局

合理布局包括产品内各单元之间的相对位置和电缆走线等，其基本原则是使感受器

和干扰源尽可能远离，输入与输出端口妥善分割，高电干电缆及脉冲引线与低电乎电缆分别铺设。通过合理布局能使相互于扰减小到最低程度而又费用不多。

需要说明的是以上电磁兼容性设计都是针对电子产品工作中产生的“无意干扰”的，

至于对于有特定目的的“有意干扰”，已屑电子对抗范畴，采取的措施不尽一致。

5．3．3 电场屏蔽的原理及屏蔽物的结构要点

1．电场屏蔽厦理

电场屏蔽的最简单的方式是在干扰源与受感器之间加一块接地良好且导电性能良好

的金属板，就可以把感应电荷短接到地以达到屏蔽的目的。

从定性分析来看，因为屏蔽体是良导体，则其电阻忽略不计，钽电容而且屏蔽体与地良好接

触，则干扰源(带电体)通过分布电容在屏蔽体靠近干扰源那侧所感应的电荷能不受阻碍

地全部流到地。屏蔽体上没有剩余电荷，也就不会干扰受感器(不带电体)，起到了屏蔽作用。可见，对受感器的干扰程度决定于金属屏蔽体上有没有剽余电荷及剩余电荷的多少。而这又取决于屏蔽金属的导电性及金届与地之间的接触质量。理想状态下，金属本身无

电阻及接地阻抗为零，这样受感器不会受到干扰。如这两者的阻抗越大，电荷流到地就越困难，在金屈屏蔽体上剩下的感应电荷就越多，则对受感器的干扰就越严重。实验证明当金属屏蔽体与地之间接触不良．如它们之间存在间隙时，会使干扰变得比不屏蔽时更严重。可以用一个物体模型来定性模拟电场屏蔽原理，如图5—28所示。图5—阳(a)中，当

带正电荷十Q的导体A不屏蔽时，在导体与地之间就会形成一个电场。处在该范围内的电路就会受干扰；图5—28(b)中，用一个不带电的金后壳B格A屏蔽起来但不接地，则B 导体的内部会感应出负电荷lg B导体是电中性的，所以B导体的外部会感应出同样电

量的正电荷十Q。则在B导体外部与地之间同样存在电场，所以B不接地时没有屏蔽作用。图5—28(c)中，当B导体外接一良导体且M、N处接触良好，则B导体外部的感应电荷沿导体MN流到地，从而把电场限制在B导体的内部，起到了屏蔽效果。

综合上述讨论得出电场屏蔽的重要结论是

①屏蔽体必须用良导体，常用钢、铝等；

②屏蔽体必须良好接地。

屏蔽物的形状一般有板、壳、罩、栅等形状。无论哪种形状，都必须保证感应到屏蔽物上的电荷能顺利畅通地流人地，即要保证这条通道上的阻抗小，为此要尽量保证这条通道上各点的接触质量。

2．电场屏蔽物的结构要点

(1)减少益与盒体问的接触电阻

加图5—29所示，因5—29(a)为在众体上安装导电梳形簧片以提高盒盖与盒体之间的

接触质量，降低接触阻抗。因5—29(b)是将套有金属网的橡皮管填人益与盒的凹裕中，利用螺钉、螺母紧固，从而改善盖和盆体的接触

(2)用双层屏蔽盖结构可以进一步提高屏蔽效能

如图5—30(a)所示，贴片钽电容因为盒体的内表面与内层屏蔽盖构成了一个屏蔽盒，而盒体的外

表面与外层屏蔽盖又构成了一个屏蔽盒，因此可以大大提高屏蔽效能。

(3)在有隔板的屏蔽盒体上可采用共益和分盖结构

如图5—30(b)、5—30(c)所示，分盖结构比共盖的屏蔽效果好。

(4)变压器的电屏蔽

变压器的初次与绕组之间存在较大的分布电容，若在两绕组之间加

地，可以减少它们之间的寄生耙合。

(5)印制导线屏蔽

图5—31(a)为单面印制板，在两信号线之间设置接地的印制地线可以起到屏蔽作用

图5—31(b)为双面印制板，除在信号线之间设置印制地线外，其背面铜笛也接地。

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