毕业设计（论文）微信号电路设计中电磁兼容影响分析.doc

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1、毕业设计报告（论文）报告（论文）题目：微信号电路设计中 电磁兼容影响分析 作者所在系部： 电子工程系 作者所在专业： 电子信息工程 作者所在班级： 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 2012年6月20日 北华航天工业学院教务处制北华航天工业学院毕业设计（论文）任务书（理工类）学生姓名： 王胜果 专 业：电子信息工程 班 级： B08213 学 号：20084021340 指导教师： 曹白杨 职 称： 教授 完成时间： 2012-06 毕业设计（论文）题目：微信号电路设计中电磁兼容影响分析题目来源教师科研课 题纵向课题（ ）题目类型理论研究（）注：请直接

2、在所属项目括号内打“”横向课题（）应用研究（）教师自拟课题（）应用设计（ ）学生自拟课题（）其 他（）总体设计要求及技术要点：对电子产品噪声的产生和传播途径进行了全面的分析，从而为设计、安装、调试和使用电子产品提供了技术支持。基本设计要求：1电场影响分析；2磁场影响分析；3辐射影响分析。较高设计要求： 分析典型案例，提出问题解决方案或方法。工作环境及技术条件：相关设备、计算机、相关仪器； 相关技术标准（如GBT 4 3 6 519 9 5等）。工作内容及最终成果：1. 学习相关仪器使用；2. 了解相关试验方法和标准；3. 写论文。时间进度安排：1、第七学期第六周，根据学生选择情况，完成双向选择

3、，下达毕业设计任务书；2、第七学期六十五周，教师指导学生查阅文献，撰写开题报告，准备外文译文、文献综述；3、第七学期第十六周，论证学生的开题报告，确定能否开始毕业设计；4、第八学期一十五周，学生进行毕业设计，完成毕业设计所有文档。答辩委员会验收；5、第八学期第十六周，毕业设计答辩，评定成绩，评选优秀毕业设计(论文)，汇总上报；6、第八学期第十七周，系、教研室进行毕业设计总结，汇总上报教务处；7、第八学期第十八周，毕业设计资料整理归档。指导教师签字： 年 月 日教研室主任意见：教研室主任签字： 年 月 日北华航天工业学院本科生毕业设计（论文）原创性及知识产权声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论

4、文）微信号电路设计中电磁兼容影响分析是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本设计（论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。本毕业设计（论文）成果归北华航天工业学院所有。本人遵循北华航天工业学院有关毕业设计（论文）的相关规定，提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本。本人同意北华航天工业学院有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以营

5、利为目的的前提下，可以公布非涉密毕业设计（论文）的部分或全部内容。特此声明毕业设计（论文）作者： 指导教师： 年 月 日 年 月 日摘 要电磁兼容(EMC)是一个新概念，它是抗干扰概念的扩展和延伸。从最初的设法防止射频频段内的电磁噪声、电磁干扰，发展到防止和对抗各种电磁干扰。进一步在认识上产生了质的飞跃，把主动采取措施抑制电磁干扰贯穿于设备或系统的设计、生产和使用的整个过程中。这样才能保证电子、电气设备和系统实现电磁兼容性。本文从各种电磁兼容产生的机理、危害和防护措施，系统地探究了工程中常遇到的接地、屏蔽以及滤波器设计等技术，并结合PCB设计中遇到的各种问题，论述了电磁兼容理论与射频电路PCB

6、设计。最后，本文对一些国际EMC标准的有关内容进行研究，找出它们的异同点，有助于提高我国的电子产品和电气设备在国际上的竞争力，是产品能够顺利地通过EMC指标测试。关键词 电磁干扰 接地技术 屏蔽技术 滤波技术 PCB设计 电磁兼容标准AbstractElectromagnetic Compatibility is a new concept, which is an extension of the concept of interference. The first to try to prevent it from within the radio frequency electromag

7、netic noise, electromagnetic interference, developed to prevent and combat all kinds of electromagnetic interference. Further understanding produced a qualitative leap, to take the initiative to take measures to suppress electromagnetic interference devices or systems throughout the design, producti

8、on and use of the whole process. So as to ensure that the electronic, electrical equipment and systems to achieve EMC. In this paper, the mechanism producing a variety of EMC, hazards and protective measures, and systematically explore the engineering frequently encountered grounding, shielding and

9、filter design technology, combined with PCB problems encountered in the design, discusses the electromagnetic compatibility PCB design and RF circuit theory. Finally, some of the relevant international EMC standards for the content of research to identify their similarities and differences, will hel

10、p improve Chinas electronics and electrical equipment in the international competitiveness of the product can be successfully tested by EMC targets.Key words Electromagnetic Interference Grounding Technology Shielding Technology Filter Technology PCB Design Electromagnetic compatibility standards目 录

11、第1章 绪论1第2章 电磁兼容技术概述22.1 电磁干扰22.2 电磁兼容的含义32.3 电磁兼容技术术语32.4 电磁兼容性的实施与设计方法82.4.1电磁兼容性的实施82.4.2电磁兼容性的设计方法92.5小结9第3章 屏蔽技术103.1屏蔽原理及分类103.2电场屏蔽103.2.1静电屏蔽103.2.2交变电场的屏蔽113.3磁场屏蔽113.3.1低频磁场的屏蔽123.3.2高频磁场的屏蔽133.4电磁屏蔽153.5小结16第4章 接地技术174.1 接地的概念及要求174.1.1接地的概念174.1.2接地的要求184.2信号接地184.2.1单点接地184.2.2多点接地194.2.

12、3浮地204.2.4混合接地204.3 小结20第5章 耦合技术215.1 传导耦合215.1.1电容性耦合215.1.2电感性耦合215.1.3电容性耦合与电感性耦合的综合考虑225.2 辐射耦合225.3 干扰耦合的抑制措施225.3.1电容性耦合干扰抑制措施225.3.2电感性耦合干扰抑制措施225.4 小结23第6章 线路板设计246.1 元器件的选择246.2 线路板上的电磁骚扰辐射276.2.1差模辐射276.2.2共模辐射276.3 印制电路板（PCB）的设计276.3.1单面板286.3.2双面板286.3.3单面板和双面板几种地线的分析286.4 PCB中的元件布局及走线29

13、6.5 小结30第7章 结论31致 谢32参考文献33附 录34微信号电路设计中电磁兼容影响分析第1章 绪论电磁兼容是一门新兴复杂的综合性强的交叉学科，它的内容较为广泛，应用于许多领域。随着科学技术的发展，信息时代的到来以及电气化与自动化水平的不断提高，电磁干扰及电磁防护问题日益突出，世界各发达国家均对此予与广泛的重视，积极开展电磁兼容性的理论和应用研究，并已在军事装备，尖端技术产品和民用产品的研制和生产中获得很大利益。为了使民用和军用设备的性能达到可以接受的程度，必须严控技术，我国的电磁兼容性研究起步较晚，与国外先进水平相比尚有差距，因而更应该加强电磁兼容性技术的研究。电磁环境的不断恶化，引

14、起了世界各工业发达国家的重视，特别是20世纪70年代以来，进行了大量的理论研究及实验工作。进而提出了如何使电子设备或系统在其所处的电磁环境中，能够正常的运行，而对在该环境中工作的其他设备或系统也引入能承受的电磁干扰的新课题，这就是所谓的电磁兼容。随着现代科学技术的发展和人民生活水平的提高，电气及电子设备的数量及种类不断增加，从而导致空间电磁环境日益复杂。在这种复杂的电磁环境下，怎样减少设备间的电磁干扰，使每个系统能正常运转，是一个迫切需要解决的问题。这正是研究电磁兼容技术的宗旨。目前，电磁兼容已成为电子系统或设备的技术关键，为了保证电子系统的正常工作，必须进行严格的电磁兼容性设计，在系统研制、

15、设计、工艺、生产、试验、使用等各阶段均要采用电磁兼容技术，电磁兼容设计和管理应贯穿于从产品的研制到使用的过程。电磁干扰的传输有传导和辐射两种形式，归纳起来，任何电磁干扰都是由三个基本要素组合而产生的，如图1-1所示，它们是电磁干扰源(或发射机)、干扰体(或接受机)、传输通道(耦合机制)。相应地对抑制所有电磁干扰的方法也应由选三要素着手解决。敏感设备（接收机）干扰源（发射机）耦合机制（路径） 图1-1 电磁干扰模型图由于电子设备所处的电磁环境的特殊性，使这些设备在获取信息和传送信息的同时，不可避免地要感受到来自不同渠道的电磁干扰的影响。为了保证电子设备安全可靠地运行，在开发研制电子设备的同时，就

16、要分析其抗电磁干扰的可行性，并通过完善的试验、测试和分析研究来确立相关设备的电磁兼容技术。第2章 电磁兼容技术概述2.1 电磁干扰1. 电磁干扰的定义（1）电磁骚扰（EMD，Electromagnetic Disturbance）电磁骚扰是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。它可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化，它可能引起设备或系统降级或损害，但不一定会形成后果。（2）电磁干扰（EMI，Electromagnetic Interference）电磁干扰是指电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。它是由电磁骚扰引起的后果。2. 电

17、磁干扰源的分类电磁干扰的分类可以有很多种分法，例如，按传播途径分，有传导干扰和辐射干扰，其中传导干扰的传输性质有电耦合、磁耦合及电磁耦合；按辐射干扰的传输性质分，有近区场感应耦合和远区场辐射耦合；按频带分，有窄带干扰和宽带干扰；按实施干扰者的主观意向分，可分为有意干扰源和无意干扰源；按干扰源性质分，有自然干扰和人为干扰等等。如图2-1所示：核爆炸引起的噪声静电放电噪声外部无用信号引起的噪声各种放电现象引起的噪声太阳辐射引起的噪声来自大气的噪声（空间电）自然噪声人为噪声由感应产生的噪声系统固有的噪声系统内部噪声系统外部噪声噪声图2-1 噪声源的分类2.2 电磁兼容的含义电磁兼容（EMC, Ele

18、ctromagnetic Compatibility）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。换句话说，电磁兼容是指电子线路、设备、系统相互不影响，从电磁角度具有相容性的状态。相容性包括设备内电路模块之间的相容性、设备之间的相容性和系统之间的相容性。电磁兼容是研究在有限的空间，时间和频谱资源等条件下，各种用电设备（广义的还包括生物体）可以共存，并不致引起降级的一门学科。所谓电子设备的电磁兼容性，是指电子设备在预定的电磁环境中，能按一定设计要求正常工作的性能或能力。其能力包括以下三点：1)在给定

19、电磁环境中，电子设备具有抵御预定电磁干扰的能力，并能留有一定安全余量；2)电子设备不能产生超过规定限度的电磁干扰；3)电子设备可按设计的技术要求完成其预定功能使命。电磁兼容性设计要求可用下列不等式来说明：干扰源强度传播衰减因子设备抗干扰能力其称为“电磁兼容性不等式”，式中的三个因素可以分别或同时采取措施，使不等式成立。电磁兼容性设计就是要减小不等式左边两个因子，提高不等式右边的能力（即降低设备对干扰的敏感度），使效果最佳并且代价最小。2.3 电磁兼容技术术语电磁兼容术语标准GBT 4 3 6 519 9 51 基本概念11电磁环境 electromagnetic environment存在于给

20、定场所的所有电磁现象的总和。12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。13无用信号 unwanted signal，undesired signal可能损害有用信号接收的信号。14干扰信号 interfering signal损害有用信号接收的信号。15电磁骚扰 electromagnetic disturbance任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者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。16电磁干扰 electromagnetic interfere

21、nce（EMI）电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。17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。18（电磁）发射（electromagnet1c）em1ss1on从源向外发出电磁能的现象。19（无线电通信中的）发射 emission（in radiocommunication）由无线电发射台产生并向外发出无线电波或信号的现象。110（电磁）辐射（electromagnetic） radiationa能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。 b能量以电磁波形式在空

22、间传播。注：“电磁辐射”一词的含义有时也可引申，将电磁感应现象也包括在内。111无线电环境 radio environment国家技术监督局 19 9 5 0 8 2 5批准 19 9 6 0 3 01实施 a无线电频率范围内的电磁环境。 b在给定场所内所有处于工作状态的无线电发射机产生的电磁场总和。112无线电（频率）噪声 radio (frequency) noise具有无线电频率分量的电磁噪声。113无线电（频率）骚扰 radio （frequency） disturbance具有无线电频率分量的电磁骚扰。114无线电频率干扰 radio frequency interference （

23、RFI）由无线电骚扰引起的有用信号接收性能的下降。115系统间干扰 intersystem interference由其它系统产生的电磁骚扰对一个系统造成的电磁干扰。116系统内干扰 intrasystem interference系统中出现的由本系统内部电磁骚扰引起的电磁干扰。117 自然噪声 natural noise来源于自然现象而非人工装置产生的电磁噪声。118 人为噪声 manmade noise来源于人工装置的电磁噪声。119（性能）降低 degradation (of performance）装置、设备或系统的工作性能与正常性能的非期望偏离。120（对骚扰的）抗扰性 immuni

24、ty （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。121（电磁）敏感性（electromagnetic) susceptibility在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。注：敏感性高，抗扰性低。122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。2骚扰波形21瞬态（的） transient （adjective and noun）在两相邻稳定状态之间变化的物理量或物理现象，其变化时间小于所关注的时间尺度。22脉冲Pulse在短时间内突变，随后又迅速

25、返回其初始值的物理量。23冲激脉冲 impulse针对某给定用途，近似于一单位脉冲或狄拉克函数的脉冲。24尖峰脉冲 spike持续时间较短的单向脉冲。2. 5（脉冲的）上升时间 rise time （of a pluse）脉冲瞬时值首次从给定下限值匕升到给定上限值所经历的时间。注：除特别指明外，下限值及上限值分别定为脉冲幅值的10和90。26上升率 rate of rise一个量在规定数值范围内，即从峰值的10到90，随时间变化的平均速率。27 猝发（脉冲或振荡） burst （of pluses or oscillations）一串数量有限的清晰脉冲或一个持续时间有限的振荡。2. 8脉冲噪声

26、 impulsive noise在特定设备上出现的、表现为一连串清晰脉冲或瞬态的噪声2. 9脉冲骚扰 impulsive disturbance在某一特定装置或设备上出现的、表现为一连串清晰脉冲或瞬态的电磁骚扰。2. 10连续噪声 continuous noise对一个特定设备的效应不能分解为一串能清晰可辨的效应的噪声。2. 11连续骚扰 continuous disturbance对一个特定设备的效应不能分解为一串能清晰可辨的效应的电磁骚扰。2. 12准脉冲噪声 quasiimpulsive noise等效于脉冲噪声与连续噪声的叠加的噪声。2. 13非连续干扰discontinuous In

27、terference出现于被无干扰间歇隔开的一定时间间隔内的电磁干扰。2. 14随机噪声 radom noise给定瞬间值不可预测的噪声。2. 15喀呖声 Click用规定方法测量时，其持续时间不超过某一规定值的电磁骚扰。2. 16喀呖声率 click rate单位时间（通常为每分钟）超过某一规定电平的喀呖声数。2. 17基波（分量） fundamental （component）一个周期量的博里叶级数的一次分量。2. 18谐波（分量） harmonic （component）一个周期量的傅里叶级数中次数高于1的分量。2. 19谐波次数 harmonic number谐波频率与基波频率的整数比

28、。注：谐波次数又称谐波阶数（harmonic order）。2. 20第n次谐波比 nth harmonic ratio第n次谐波均方根值与基波均方根值之比。2. 21谐波含量 harmonic content从一交变量中减去其基波分量后所得到的量。2. 22基波系数 fundamental factor基波分量与其所属交变量之间的均方很值之比。2. 23（总）谐波系数（total） harmonic factor谐波含量与其所属交变量之间的均方根值之比。2. 24脉动 pulsating用来表述具有非零平均值的周期量。2. 25交流分量 alternating component从脉动量中去

29、掉直流分量后所得到的量。注：交流分量有时又称纹波含量（ripple content）。2. 26纹波峰值系数 peakripple factor脉动量纹波峰谷间差值与直流分量绝对值之比。2. 27纹波均方根系数 r m sripple factor脉动量纹波含量的均方很值与直流分量的绝对值之比。3干扰控制3. 1（时变量的）电平 level （of a time varying quantity）用规定方式在规定时间间隔内求得的诸如功率或场参数等时变量的平均值或加权值。注：电平可用对数来表示，例如相对于某一参考值的分贝数。32电源骚扰 mainsborne disturbance经由供电电源线

30、传输到装置上的电磁骚扰。3. 3电源抗扰性 mains immunity对电源骚扰的抗扰性。3. 4电源去耦系数 mains decoupling factor施加在电源某一规定位置上的电压与施加在装置规定输入端且对装置产生同样骚扰效应的电压值之比。3. 5机壳辐射 cabinet radiation由设备外壳产生的辐射，不包括所接天线或电缆产生的辐射。3. 6内部抗扰性 internal immunity装置、设备或系统在其常规输入端或天线处存在电磁骚扰时能正常工作而无性能降低的能力。3. 7外部抗扰性 external immunity装置、设备或系统在电磁骚扰经由除常规输入端或天线以外的

31、途径侵入的情况下，能正常工作而无性能降低的能力。3. 8骚扰限值（允许值） limit of disturbance对应于规定测量方法的最大电磁骚扰允许电平。3. 9干扰限值（允许值） limit of interference电磁骚扰使装置、设备或系统最大允许的性能降低。3. 10（电磁）兼容电平（electromagnetic） compatibility level预期加在工作于指定条件的装置、设备或系统上的规定的最大电磁骚扰电平。注：实际上电磁兼容电平并非绝对最大值，而可能以小概率超出。3. 11（骚扰源的）发射电平 emission level （of a disturbance s

32、ource）用规定方法测得的由特定装置、设备或系统发射的某给定充磁骚扰电平。3. 12（来自骚扰源的）发射限值 emission limit （from a disturbing source）规定的电磁骚扰源的最大发射电平。3. 13发射裕量 emission margin装置、设备或系统的电磁兼容电平与发射限值之间的差值。3. 14抗扰性电平 immunity level将某给定电磁骚扰施加于某一装置、设备或系统而其仍能正常工作并保持所需性能等级时的最大骚扰电平。3. 15抗扰性限值 immunity limit规定的最小抗扰性电平。3. 16抗扰性裕量 immunity margin装置

33、、设备或系统的抗扰性限值与电磁兼容电平之间的差值。3. 17（电磁）兼容裕量（electromagnetic） compatibility margin装置、设备或系统的抗扰性电平与骚扰源的发射限值之间的差值。3. 18耦合系数 coupling factor 给定电路中，电磁量（通常是电压或电流）从一个规定位置耦合到另一规定位置，目标位置与源位置相应电磁量之比即为耦合系数。3. 19 耦合路径 Coupling path部分或全部电磁能量从规定源传输到另一电路或装置所经由的路径。3. 20地耦合干扰 earthcoupled interference，groundcoupled interf

34、erence电磁骚扰从一电路通过公共地或地口路耦合到另一电路从而引起的电磁干扰。3. 21接地电感器 earthing inductor，grounding inductor与设备的接地导体串联的电感器。3. 22骚扰抑制 disturbance suppression削弱或消除电磁骚扰的措施。3. 23干扰抑制 interference suppression削弱或消除电磁干扰的措施。3. 24抑制器 suppressor，suppression component专门设计用来抑制骚扰的器件。3. 25屏蔽 screen用来减少场向指定区域穿透的措施。用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的

35、屏蔽。2.4 电磁兼容性的实施与设计方法2.4.1 电磁兼容性的实施为了实现系统内、外的电磁兼容，需从技术和组织两方面采取措施。所谓技术措施，就是从分析电磁干扰三要素(即干扰源、耦合途径和敏感设备)入手，采取有效的技术手段：抑制干扰源，减少不希望有的发射；消除或减弱干扰耦合；增加敏感设备的抗干扰能力，削弱不希望的响应。这就要利用各种抑制干扰技术，包括合适的接地，良好的搭接，合理的布线、屏蔽、滤波和限幅等技术以及这些技术的组合使用，还包括电磁干扰的分析与预测、电磁兼容设计和电磁干扰测量技术等。除了用技术措施来实现电磁兼容外，还必须采取组织上的措施。为了抑制干扰实现电磁兼容，国际上已成立一系列的组

36、织，还有各国政府及军事部门等，他们制定一系列电磁兼容标准、规范与频谱分配，规定了干扰发射的极限值，限制各种设备发射出超出标准的干扰，并使各种系统在指定的频域、时域及空域上工作，尤其是推行强制性电磁兼容认证，以保证电磁兼容的有效实施。2.4.2 电磁兼容性的设计方法在电磁兼容发展过程中，先后出现了三种设计方法。1问题解决法这种方法是先进行研制，然后根据研制成的设备和系统在测试中出现的电磁干扰问题，运用各种抑制干扰的技术去逐个解决。但是为了解决问题，可能要进行大量的拆卸和修改，也许还要重新设计。不但会造成人力物力的浪费，还延误研制周期。2规范法这种方法按颁布的电磁兼容性标准和规范进行设备和系统设计

37、制造，比起问题解决法能够在一定程度上预防电磁干扰问题的出现。为了适应规范采取很多规定措施，它们要解决的问题却不一定真正存在，这就往往导致预防过量，而使系统成本增加。3系统法系统法是用计算机技术按预测程序针对某个特定系统的设计方案进行电磁兼容性预测和分析。系统法从设计开始，并在制造，组装和试验过程中不断对电磁兼容性进行预测分析和测试验证。这样基本上可以避免一般出现的电磁干扰问题并且避免了过量的电磁兼容性设计。2.5 小结本章主要是了解电磁兼容的相关内容，对一些相关的术语加以解释。然后分析电磁干扰源，提出一些抑制干扰的方法。第3章 屏蔽技术3.1 屏蔽原理及分类屏蔽是以某种导电材料或导磁材料制成的

38、屏蔽体将需要防护的区域封闭起来，形成电磁隔离，达到阻隔或减少电磁能传播的一种有效的电磁抗干扰技术。屏蔽的原理是利用屏蔽体对干扰电磁波的吸收、反射来达到减弱干扰能量的作用。屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗） 、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电

39、磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。屏蔽按机理可以分为：电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。其中，电场屏蔽包含静电屏蔽和交变电场屏蔽；磁场屏蔽包含低频磁场屏蔽和高频磁场屏蔽。3.2 电场屏蔽电场屏蔽又称静电屏蔽，电场屏蔽的作用是消除容性耦合，适用于对静电场和准稳态电场的屏蔽。3.2.1 静电屏蔽1. 电磁场理论表明，置于静电场中的导体在静电平衡的条件下，具有下列性质：导体内部任何一点的电场为零；导体表面任何一点的电场强度矢量的方向与该点的导体表面垂直；整个导体是一个等位体；导体内部没有静电荷存在，电荷只能分布在导体的表面上。2. 如果把有空腔

40、的导体引入电场，由于导体的内表面无净电荷，空腔空间中也无电场，所以该导体起了隔绝外电场的作用，使外电场对空腔空间并无影响。反之，如果把导体接地，即使空腔内有带电体产生电场，在腔体外面也无电场，这就是静电屏蔽原理。3.2.2 交变电场的屏蔽电子设备中所涉及的电场一般均是交变电场。交变电场的屏蔽原理采用电路理论加以解释较为方便、直观，因为干扰（骚扰）源与接收器之间的电场感应耦合可用他们之间的耦合电容进行描述。这样，可把电位不同的两个单元间的电场感应看作是两者间分布电容的耦合，如图3-1所示，图中干扰源A的电位为， 受感物B上的感应电压为 。由图3可知： ( 1 )式中：为A、B间的分布电容，为感受

41、物B对地的分布电容。 图3-1 电场感应示意图由上式知，为减小电场感应，可采取以下措施：(1) 增加干扰源A与受感物B之间的距离，以减小分布电容；(2) 将受感物B尽可能贴近地面(即底板、地线)安装，以增大；(3) 在A与B之间加入金属屏蔽。作用是减小 ，如图3-2所示。 图3-2 金属板屏蔽屏蔽体必须接地，最好直接接地。对于屏蔽体的形状，最好是盒形和全封闭的，孔洞泄漏越小，屏蔽效果越好。3.3 磁场屏蔽磁场屏蔽通常指对直流磁场或甚高频磁场的屏蔽。其屏蔽的效果比电场屏蔽和电磁场屏蔽要差得多。磁屏蔽体一般选用钢、铁、坡莫合金等高导磁率的铁磁性材料，这种磁屏蔽体在空气中可使大部分磁通量从中流过，从

42、而达到了减弱磁场的目的。被屏蔽物要放在屏蔽体中位置，尽可能不让磁通经过被屏蔽物，避免降低屏蔽效果。在工程上抑制磁场干扰是一个十分棘手的问题。磁场屏蔽主要是利用高磁导率、低磁阻特性的屏蔽体对磁通所起的磁分路作用，使屏蔽体内部的磁场大大减小，如图3-3所示。 图3-3 磁场屏蔽磁场屏蔽设计应遵循如下原则： (1) 磁屏蔽体应选用高磁导率的铁磁性材料。防止磁饱和； (2) 被屏蔽物与屏蔽体内壁应留有一定间隙。防止磁短路现象发生； (3) 可增加屏蔽体壁厚，单层屏蔽体壁厚不宜超过2.5mm。若单层屏蔽体的屏蔽效果不好。可采用双层屏蔽或多层屏蔽，也可防止磁饱和； (4) 应使屏蔽体的接缝与孔洞的长边平行

43、于磁场分布的方向，圆孔的排列方向要使磁路增加量最小。目的是尽可能不阻断磁通的通过； (5) 屏蔽体加工成型后都要进行退火处理； (6) 从磁屏蔽的机理而言，屏蔽体不需接地，但为了防止电场感应，一般还是要接地。 3.3.1 低频磁场的屏蔽这里所指低频一般在100kHz以下。原理：利用铁磁材料的高磁导率对干扰磁场进行分路。 由于铁磁材料的磁导率比空气的磁导率大得多，所以铁磁材料的磁阻很小。将铁磁材料置于磁场中时，磁通将主要通过铁磁材料，而通过空气的磁通将大为减小，从而起到磁场屏蔽作用。如图3-4所示：图3-4 低频磁场屏蔽如图3-5所示，设相近的两平行导线1和导线2。导线1对导线2的磁场耦合干扰为

44、： （ 2 ）图3-5 导线的磁耦合【式中：M为两导线间的分布互感，M/I1；I1为导线1流过的电流；为电流I1产生的对导线2交链的磁通。为抑制磁场耦合干扰，应尽量减少分布互感M，也就是减少干扰源与被干扰电路之间的交链磁通。】若屏蔽此类干扰，最好选用具有高导磁率的铁磁材料做成屏蔽壳体，将干扰源屏蔽起来，这样能使干扰源产生的磁通被引导至铁磁材料中，从而不与被干扰的电路交连。同理，也可将被干扰的电路屏蔽起来。对于有关屏蔽壳体的制作，需要注意以下事项：所选用材料磁路的磁阻Rm越小越好，RmL/S（L为磁路长度；S为磁路横切面积；为导磁率）。从上式可知：选用值高的铁、硅钢片、坡莫合金等；在屏蔽壳体设计时，应使壳体有足够的厚度以增大S，达到增加屏蔽效果的目的；在垂直于磁通方向不能开口，以