電磁兼容設計注意的問題

屏蔽體要起到屏蔽作用應具備下述3個要素：

a.屏蔽體是一個完整的電連續(xù)體；

b.有完善的濾波措施；

c.對于電屏蔽還要有良好的接地。

以微機產(chǎn)品為例，由于其結構比較特殊，要得到很好的屏蔽效能確實比較困難。微機產(chǎn)品屏蔽效能不理想的主要因素為：
①微機系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生騷擾的功率器件、開關器件及電流突變的信號線未加濾波、屏蔽措施，使其機殼內(nèi)部騷擾場較大。
②許多微機為塑料機殼，表面沒有涂覆導電材料，或雖涂覆但涂料性能不佳，屏蔽效能很低。
③微機機殼由于設通風孔、安裝開關及其它部件，開有許多孔縫，上下機蓋及側板之間由于沒有專門處理，接觸不是很好，造成機箱本身不是一個電連續(xù)體，因而影響屏蔽效能。
④電源進線和出線的濾波不當，也是影響屏蔽效能的一個因素。
影響屏蔽效能的因素并非不能消除，但要下功夫，如提高導電涂料的性能，合理布置孔、縫的位置及開口方向，加裝濾波器連接器、屏蔽銅網(wǎng)及導電襯墊，提高裝配工藝水平?？傊鉀Q這一問題需企業(yè)重視，設計人員努力。

1.4.5搭接
搭接是把一定的金屬部件機械地連接在一起的過程，目的是實現(xiàn)低電阻的電氣接觸，保證系統(tǒng)電氣性能的穩(wěn)定，幫助實現(xiàn)對射頻騷擾的抑制。
⑴盡可能用同樣的金屬搭接。
⑵保證搭接的直流電阻不大于25毫歐。不能用歐姆表來評估射頻搭接或射頻墊圈。
⑶對不同金屬進行搭接要注意各種金屬在電化學序列表中的相對位置。電位差要盡可能小，并有合適的防腐蝕措施。
⑷修整搭接表面，以便得到最大的接觸面積。搭接后立即涂復保護層。
⑸搭接前清洗所有配接表面。為防止氧化，在清除了保護層之后就搭接配合表面。
⑹對于永久性搭接應盡可能用熔焊或銅焊、錫焊連接所有的接合面。射頻搭接應優(yōu)先采用永久性搭接。
⑺不允許用螺栓或螺釘?shù)穆菁y來完成射頻搭接。
⑻不允許用導電漆來實現(xiàn)電的或射頻搭接。導電膠連接處必須提供大約700g/cm2的壓力，以保證導電涂復處的高導電率。導電膠的導電性要求大約為2~5mΩ/cm。
⑼壓緊所有的射頻襯墊。

1. 5布線設計準則
布線是指導線和電纜的布置。布線實際上包含了分開、隔離、分類捆扎和電纜安置等一系列的內(nèi)容。
1.5.1電纜的連接器
電纜的連接能使電子/電氣分系統(tǒng)的性能變壞。不僅因為外來騷擾信號會通過相互作用或耦合進入系統(tǒng)/分系統(tǒng)中的連接電纜，對敏感設備構成嚴重威脅；還可能因設計、分類（隔離）、捆扎和走線等不當而產(chǎn)生問題。
⑴應盡量避免在現(xiàn)場更換電纜；應使用經(jīng)生產(chǎn)單位測試或檢查過的替換電纜。
⑵設備艙里面的連接電纜難以更換。為此應確定適當?shù)陌踩嗔浚员阍谙到y(tǒng)壽命期允許
連接電纜的性能有所變壞。
⑶設計時要特別注意用于低電平信號和低阻抗電路的連接器，以及由于阻抗增大會引起誤差而又不能探測的連接器。
⑷分系統(tǒng)間的連接電纜和連接器的設計要協(xié)調一致。（例如，不能一端要求其所有屏蔽層彼此隔開，而另一端卻只給一個連接器留1根插針供屏蔽層端接。不能一端用屏蔽線控制騷擾輻射，而另一端卻選用非導電涂層的連接器。）
⑸不要讓主電源線和信號線通過同一連接器。
⑹盡量不要讓輸入輸出信號線通過同一連接器。
⑺根據(jù)導線分類，正確進行連接器屏蔽層端接。

1.5.2導線分類及成束
EMI控制的一個主要方面是把導線和電纜分成和處理功率電子類似的等級。按30dB功率電平分組的分類表如表2所示：
表2電纜束分類
類別 功率范圍 特點
A >40dBm 高功率DC、AC和RF（EMI）源
B 10~40dBm 低功率DC、AC和RF（EMI）源
C -20~10dBm 脈沖和數(shù)字電路源 視頻輸出電路（音頻、視頻源）
D -50~-20dBm 音頻和傳感器敏感電路 視頻輸入電路（音頻敏感電路）
E -80~-50dBm RF、IF輸入電路、安全電路（RF敏感電路）
F -80dBm 天線和RF電路（RF敏感電路）

這種分類的好處是：
①EMI源和接收器分別以功率分類
②在同一線束或線扎中，鄰近導線功率電平相差不會超過30dB。
1.5.3敷設電纜用的導線標記
①在導線每端距接頭、或被接設備不大于15厘米處制作標記，每根線上的標記間隔為40厘米。
②實際捆扎時，可把標記相同的導線捆扎在同一線束內(nèi)。未征得EMI控制負責人批準，不可把不同標記的導線捆扎在同一線束內(nèi)。
1.5.4屏蔽端接
⑴屏蔽導線
①屏蔽導線用于防止產(chǎn)生不必要的輻射或保護導線免受雜散場的影響。
②把屏蔽層隔離開來，以防發(fā)生不必要的接地。
③不要把屏蔽層用于信號回線。
④雙絞線有類似電磁屏蔽作用。
⑵敏感電路的保護
①用于保護音頻敏感電路的屏蔽層僅一端接地。永遠不要把屏蔽層用作音頻敏感電路的回線。
②用于射頻敏感電路的屏蔽層兩端要接地。
③對于既屬音頻敏感又屬射頻敏感的電路，要選用緊密的屏蔽線對。扭絞間距離越短屏蔽效果越好。屏蔽層兩端要接地。

1.6接地設計準則
在產(chǎn)品設計時，從安全角度或從功能上考慮接地的多，而從抑制騷擾的角度考慮按地設計的少，因而在選擇接地方式、接地點、接地線時，就會出現(xiàn)一些本可以避免的錯誤。此外，良好的接地設計必需有良好的裝配工藝作保障，才能達到預期的目的。
1.6.1在接地設計時，要根據(jù)實際情況選擇接地方式及接地點。
例如，微機輻射騷擾超過極限值的頻率集中在30~200MHz范圍之內(nèi)，因此微機內(nèi)部各單元及屏蔽電纜相對機殼應采用多點就近接地的方式。使用單點接地，會增加接地線的長度，如果接地線長度接近或等于騷擾信號波長的l/4時，其幅射能力將大大增加，接地線線將成為天線。一般來講，接地線的長度應小于2.5cm。屏蔽電纜的接地如圖1所示。

1.6.2接地線的選用
經(jīng)?？梢钥吹竭@樣的產(chǎn)品，其內(nèi)部的接地線是很細的單股線，這種在其內(nèi)部通過高頻電流時，由于高頻阻抗很大，接地效果可想而知。因此，考慮到趨膚效應，接地線需要選用帶狀編織線。如果對接地要求很高，還可在其表面鍍銀，這主要是減小導線的表面電阻率，因而達到減小接地線高頻阻抗的目的。
1.6.3接地線應與接地面良好搭接
標準中一般規(guī)定，接地線與接地面的直流搭接阻抗應小于2.5mW為了高質量的接地，接地面應經(jīng)過表面處理，避免氧化、腐蝕。在接地線與接地平面之間不應有鎖緊墊圈、襯墊，而且不應使用襯墊、螺栓、螺母作為接地回路的一部分。
1.6.4三種接地方式：浮地、單點接地和多點接地
浮地的目的是將電路或設備與公共地線或可能引起環(huán)流的公共線路隔離開來。
缺點：由于設備不與大地直接相連，容易出現(xiàn)靜電積累，達到一定程度后會產(chǎn)生擊穿，這是一種破壞性很強的騷擾源。折衷處理的辦法是在浮地與大地之間接一個阻值很大的泄放電阻，以消除靜電積累的影響。實現(xiàn)浮地的辦法：變壓器隔離、充電隔離。浮地除了使地線“浮”起來以外，還解決了單地系統(tǒng)中電位不一致帶來的麻煩。
單點接地是指接地只有一個物理點被定義為接地參考點，其他各需要接地的點都直接接到這一點。如果系統(tǒng)工作頻率很高，達到接地線長度可以與工作頻率（信號的波長）相比擬的程度時就不能再用單點接地的方式了（接地效果已經(jīng)不理想了），而要用多點接地的概念了。
多點接地是指一個系統(tǒng)中各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上，使接地線的長度為最短。接地點可以是設備的底板，也可以是貫通整個系統(tǒng)的地導線，還可以是設備的結構框架等。多點接地的優(yōu)點是電路結構比單點接地簡單。由于采用了多點接地，就形成了許多接地回路，因此提高接地系統(tǒng)的質量就變得十分重要，需要經(jīng)常維護，保持良好的導電性能。
混合接地：只對需要高頻接地的地方采用多點接地，其余用單點接地。接地長度以0.05λ~0.15λ來衡量，超出此值的應采用多點接地。
另外，以繼電器等有大電流突變的場合，要用單獨接地以減少對其他電路的瞬變耦合。
負載直接接地是不合適的。用緊繞的雙絞線也能獲得極好的屏蔽性能。
當屏蔽電纜傳輸高頻信號時，電纜外層屏蔽應采用多點接地，典型的分界點是100KHz，高于此值用多點接地，低于此值用單點接地，多點接地時要做到每隔0.05λ~0.1λ有一個接地點。
屏蔽層接地不能用辮狀接地，而應當讓屏蔽層包裹芯線，然后再讓屏蔽層360度接地。
1.6.5地設計準則
電路尺寸小于0.05λ時可用單點接地，大于0.15λ時可用多點接地。
對工作頻率很寬的系統(tǒng)要用混合接地。
出現(xiàn)地線環(huán)路問題時，可用浮地隔離（如變壓器，光電）。
所有接地線要短。
接地線要導電良好，避免高阻性。
對信號線，信號回線，電源系統(tǒng)回線以及底板或機殼都要有單獨的接地系統(tǒng)，然后可以將這些回線接到一個參考點上。
對于那些將出現(xiàn)較大電流突變的電路，要有單獨的接地系統(tǒng)，或者有單獨的接地回線以減少對其他電路的瞬態(tài)耦合。
低電平電路的接地線必須交叉的地方，要使導線互相垂直。
使用平衡差分電路，以盡量減少接地電路的騷擾影響。
對于最大尺寸遠小于λ/4的電路，使用單點接地的緊絞合線（是否屏蔽視實際情況而定），以使設備敏感度最好。
交直流線不能綁扎在一起。交流線本身要絞合起來。
端接電纜屏蔽層時，避免使用屏蔽層辮狀引出線。
需要用同軸電纜傳輸信號時，要通過屏蔽層提供信號回路。低頻電路可在信號源端單點接地；高頻電路則采用多點接地。
高頻、低電平傳軸線要用多層屏蔽，各屏蔽層用單點接地。
從安全出發(fā)，測試設備的地線直接與被測設備的地線聯(lián)接；還是從安全出發(fā)，要確保接地聯(lián)接裝置能夠應付意外的故障電流，在室外終端接地時，能夠應付雷電電流的沖擊。