屏蔽設計是電磁兼容設計中非常重要的一個(gè)方面。屏蔽是抑制所有無(wú)關(guān)信號的重要手段,一般可分為磁屏蔽、電磁屏蔽、靜電屏蔽、三種類(lèi)型。
1.磁屏蔽
當電流流過(guò)電感線(xiàn)圈和變壓器時(shí),周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)通過(guò)電路中的互感傳播,電流產(chǎn)生的磁線(xiàn)通過(guò)互感感應到其他電路中的電壓。
特別是在3KH以下的低頻條件下,主要干擾是由磁場(chǎng)引起的,但解決磁屏蔽往往既昂貴又困難。在雷達中,磁屏蔽主要用于電源變壓器和高壓調節器。一般來(lái)說(shuō),低紋波電源的變壓器通常用坡莫合金屏蔽,否則效果不好。
2.電磁屏蔽
任何交流電路都會(huì )產(chǎn)生交變電場(chǎng)和磁場(chǎng)。電磁屏蔽與電磁場(chǎng)的性質(zhì)、變化頻率、輻射源與受感器之間的距離有關(guān)。在雷達電子電路系統中,工作頻率一般較高,在IKHz以上,一般可選擇鋁作為電磁屏蔽材料。300MHz信號屏蔽隔離超過(guò)100dB。當頻率低于KHz時(shí),磁場(chǎng)主要屏蔽,應選擇導磁性高的材料。
在電子電路系統中,為了方便內部布線(xiàn)和取出放置電路,屏蔽裝配箱有蓋板,有時(shí)為了通風(fēng)。冷卻等需要,在屏蔽板上打孔,打開(kāi)接縫,導致屏蔽斷點(diǎn),造成信號泄漏,形成干擾,設計師應認真考慮。正確布置元件的位置,使接頭和孔不切斷感應電流,必要時(shí)可改為截止波導管,進(jìn)一步削弱孔輻射。
3.靜電屏蔽
空間中的任何兩個(gè)帶電物體都可以產(chǎn)生靜電場(chǎng),其中一個(gè)電壓的變化必然會(huì )導致另一個(gè)變化和靜電災難。靜電蓮花的機制是由電路之間的電容笨拙合作引起的。
克服靜電荊合的最好方法是使用金屬板作為靜電屏蔽。用金屬板隔離干擾的兩個(gè)源,或將電路上的所有部件安裝在金屬板的一側,就像表面安裝電路一樣,可以獲得良好的靜電屏蔽。在設計初期應充分考慮具體的屏蔽方法,特別是雜散電容災害的屏蔽。
屏蔽方法:將一塊金屬板放置在兩個(gè)被屏蔽的電路中間,并將每個(gè)金屬板連接到地面上,如圖所示。這樣,從一點(diǎn)發(fā)出的電源線(xiàn)就被屏蔽板堵塞,即靜電屏蔽。
增加A.B距離,以減少分散電容,也可以減弱電容災難的合作,但該方法受體積限制,一般不能使用。特別注意靜電屏蔽與地面之間的接觸必須良好。如果接觸不良,屏蔽與地面之間會(huì )有電位差,影響屏蔽效果。因此,屏蔽盒應進(jìn)行導電腐蝕處理,螺釘、鉚釘等固定不應太薄,盡量使電接觸良好,降低接地電阻,降低接地電感。
4.屏蔽裝配設計:
除屏蔽設計外,裝配技術(shù)也非常重要,特別是對于射頻系統的裝配,更應精心設計。
一般要注意以下幾點(diǎn):
a.采取措施防止電路級和級別之間不必要的反饋和災難。
b.內部電路的屏蔽設計不僅要防止電子線(xiàn)路本身的射頻能量泄漏,還要防止外部電磁能量對其的影響。
c.射頻接地電阻越小越好。
d.在電子組合內部和電子組合與組合之間傳輸射頻信號。
當然也要考慮體積、重量、成本等要求。
5.結語(yǔ)
當電路對寄生場(chǎng)的衰減要求較高時(shí),最好采用裝配箱結構形式。它可以作為一個(gè)隔離室或多個(gè)隔離室的形式,即一個(gè)屏蔽盒,分為幾個(gè)隔離室。這樣的裝配箱可以更好地隔離靜電場(chǎng)和電磁場(chǎng)。鋁是制造裝配箱的最佳材料。它既便宜又輕。對于雷達電路系統,隔離效果一般都很好。
在組裝這些屏蔽體時(shí),經(jīng)常會(huì )遇到長(cháng)縫泄漏,應采取必要的措施,使長(cháng)縫上有許多接觸點(diǎn)??刹扇≡黾勇葆?、增加彈性板和襯里導電墊等措施。但必須注意防腐,特別是電化學(xué)防腐,否則不能長(cháng)期保持滿(mǎn)意的效果。
還應考慮射頻導線(xiàn)的干擾,合理選擇傳輸信號的范圍,正確安排系統電纜方向和脈沖信號線(xiàn)。交流信號線(xiàn)不應相互綁定,特別是大脈沖信號在傳輸過(guò)程中應與高純度信號嚴重不同。
簡(jiǎn)而言之,在電磁兼容設計中屏蔽設計是一種更復雜的設計,它不僅需要機械設計知識,而且還需要熟悉所涉及的電尸和各種知識。
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