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时间:2018-10-03
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1、emc结构电磁兼容设计规范 篇一:结构设计规范(EMC) EMC) 结构设计规范( 一、简单介绍 电磁兼容(ElectromagneticCompatibility,EMC)主要包含两方面的内容:电磁干扰(Electromagneticinterference,EMI);电磁敏感度(Electromagneticsusceptibility,EMS)。电磁兼容设计基本目的: A产品内部的电路互相不产生干扰,达到预期的功能。B产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。C产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。 在整个工程项目中,必须在设计初期开始考虑电磁兼容设计。一方面,
2、这对整个工程项目是个效费比很高的措施,可以有效避免工程项目因为电磁兼容测试未通过而进行较大修改,产生不必要的成本增加。另一方面,设计初期可以采取相对较多的措施来满足电磁兼容要求,而后期可采取的措施比较少。在电磁兼容设计过程中,针对电磁兼容性设计中的重点和关键,分析并预测各种可能发生的电磁兼容问题,并从设计初期就采取各种技术措施,包括电路硬件与结构相结合、电路硬件与软件相结合的技术措施。 电磁兼容设计主要从三个方面进行:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。耦合途径主要是传导和辐射。 具体在工程措施上,电磁兼容设计可分为:信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合理布局。其中与结
3、构关系较大的有:屏蔽、接地与搭接、合理布局。但这并不代表其他措施与结构设计完全无关,结构设计亦需配合完成其他措施比如滤波。 二、常用测试项目 、在电磁兼容性设计中遇到的常用测试项目,从干扰源与被干扰对象角度可分为两类: EMI(电磁发射测试)和EMS(电磁敏感度测试)。 EMI(电磁发射):被测设备为干扰源,测试被测设备对外界发射的电磁干扰水平。EMS(电磁敏感度):被测设备为被干扰对象,通过测试仪器对其施加干扰,测试其抗干扰能力。 从干扰路径区分,又可分为传导测试与辐射测试两类。综合起来测试项目可分为四种测试模式:CE-传导发射测试,CS-传导敏感度测试;RE-辐射发
4、射测试,RS-辐射敏感度测试。、GJB151A-97常用测试项目表 其中与结构设计关系较大的有CE101、CE102、RE101、RE102、CS101、RS101、RS103。 、汽车电子设备常用测试项目表图1汽车电子常用测试项目 三、设计规范、屏蔽 电磁屏蔽的目的有两个:一个限制内部的辐射电磁能越出某一个区域;而是防止外来的辐射进入某一区域。即切断电磁波的传播途径。 电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一,绝大部分电磁兼容问题的最大好处是不会影响电路的工作。电磁屏蔽技术作为解决电磁兼容性问题的重点措施之一。 屏蔽按其机理可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种
5、。 需要注意的是,在实际工程中,通常将电磁场屏蔽与电场屏蔽合二为一。将屏蔽体接地即可实现电磁场屏蔽与电场屏蔽的统一。 、电场屏蔽和电磁场屏蔽设计、电场屏蔽主要作用是防止静电场和低频交变电场的影响,消除两个设备或两个电路之间由于分布电容耦合所产生的影响。在结构设计中通常为两个设备或两个模块之间的电场屏蔽。 若屏蔽的为交流源,则频率在10kHz以下时采用电场屏蔽,高于10kHz时屏蔽效果将会变差。 需要注意的是在电场屏蔽中,最重要的一点是屏蔽壳体的接地质量。在电场屏蔽的设计中,主要考虑以下三个方面的问题: a、屏蔽板尽量靠近CPU等被屏蔽元件,并且屏蔽板必须可靠接地,其作用
6、从理论上来看,屏蔽板相当于造就了分布电容,且越靠近被屏蔽元件其分布电容的容量越大,其屏蔽效果越好。 b、屏蔽板的形状对屏蔽效能的高低有明显影响,理论上全封闭的金属盒可以有最好的电场屏蔽效果。 c、屏蔽板的材料以良导体(铝、铜等)为好,屏蔽材料的厚度满足强度要求即可。 、电磁场屏蔽的有效性是用屏蔽效能来度量。它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。屏蔽体的屏蔽效能由两部分构成:吸收损耗和反射损耗。为了提高屏蔽材料的屏蔽效能,必须想办法提高吸收损耗和反射损耗。当电磁波入射到不同媒体的分界面时,就会发生反射,于是减小了继续传播电磁波的强度,于是构成反射损耗。 当电磁波在屏蔽材料中传播
7、时,同样会产生损耗,于是构成吸收损耗。吸收损耗的计算公 式: A=201g(E0/E1)=20lg(e^(t/δ))dB 式中趋肤深度δ=/(fμrσr)^,f单位为MHz。表2常用金属的趋肤深度表(单位为毫米) 从吸收损耗的公式可以得出以下结论: a、屏蔽材料的吸收损耗和屏蔽材料的厚度、磁导率、电导率成正比;b、屏蔽材料的吸收损耗和被屏蔽电磁波的频率成正比;c、屏蔽材料的厚度每增加一个趋肤深度,吸收损耗增加约9dB。反射损耗的因素: 电场反射损耗的计算公式:Re=3
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