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收藏词条   编辑词条 瞬时屏蔽

创建时间:2010-05-05

概述

将电气噪声分流入地的导电金属隔板、缠绕物或外护物;通常利用铜或铝等低阻材料或磁性材料制成的容器(需良好的接地)将需要隔离的部分全部包起来,将电力线或磁力线的影响限制在某一个范围内,或者使某个指定的空间内防止外部静电感应或电磁感应的影响。一般采用良好接地的金属网或罩实现电磁屏蔽,既可防止外来电磁场干扰,又可防止本身电磁场辐射对外界的干扰。采用高导磁材料罩实现磁屏蔽,可防止磁场干扰。

屏蔽分类

1、电磁屏蔽:防止或者减少电磁波侵入空间某些部位的措施。通常的办法是用金属网或者金属壳将产生电磁波的区域与需防止侵入的区域隔开。例如某些仪器或仪表常安装在金属箱中,又如高电压实验室的墙壁内及室顶中常埋设有金属的屏蔽网,以防止或减少它所受到的干扰及它对其余区域的干扰。常选择有较高的电导率和磁导率的导体作为屏蔽物的材料。因为高导电性材料在电磁波的作用下将产生较大的感应电流。这些电流按照楞次定律将削弱电磁波的透入。采用的金属网孔愈密,直到采用整体的金属壳,屏蔽的效果愈好,但所费材料愈多。高导磁性的材料可以引导磁力线较多地通过这些材料,而减少被屏蔽区域中的磁力线。屏蔽物通常是接地的,以免积累电荷的影响。

2、静电屏蔽:为了避免外界电场对仪器设备的影响,或者为了避免电器设备的电场对外界的影响,用一个空腔导体把外电场遮住,使其内部不受影响,也不使电器设备对外界产生影响,这就叫做静电屏蔽。空腔导体不接地的屏蔽为外屏蔽,空腔导体接地的屏蔽为全屏蔽。空腔导体在外电场中处于静电平衡,其内部的场强总等于零。因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。若空腔导体内有带电体,在静电平衡时,它的内表面将产生等量异号的感生电荷。如果外壳不接地则外表面会产生与内部带电体等量而同号的感应电荷,此时感应电荷的电场将对外界产生影响,这时空腔导体只能对外电场屏蔽,却不能屏蔽内部带电体对外界的影响,所以叫外屏蔽。如果外壳接地,即使内部有带电体存在,这时内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零,而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地。外界对壳内无法影响,内部带电体对外界的影响也随之而消除,所以这种屏蔽叫做全屏蔽。为了防止外界信号的干扰,静电屏蔽被广泛地应用科学技术工作中。例如电子仪器设备外面的金属罩,通讯电缆外面包的铅皮等等,都是用来防止外界电场干扰的屏蔽措施。

3、磁屏蔽:磁导率不同的两种介质放到磁场中,在它们的交界面上磁场要发生突变,这时磁场强度B的大小和方向都要发生变化,也就是说,引起了磁感线的折射。例如,当磁感线从空气进入铁时,磁感线对法线的偏离很大,因此强烈地收缩。如右图,是磁屏蔽示意图。图中A为一磁导率很大的软磁材料(如坡莫合金或铁铝合金)做成的罩,放在外磁场中。由于罩饿磁导率μ比μ。大得多,所以绝大部分磁场线从罩壳的壁内通过,而罩壳内的空腔中,磁感线是很少的。这就达到了磁屏蔽的目的。为了防止外界磁场的干扰,常在示波管、显像管中电子束聚焦部分的外部加上磁屏蔽罩,就可以起到磁屏蔽的作用。

屏蔽技术

屏蔽就是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一区域感应和辐射传播的方法。屏蔽一般分为两种类型:一类是静电屏蔽,主要用于防治静电场和恒定磁场的影响,另一类是电磁屏蔽,主要用于防止交变电场、交变磁场以及交变电磁场的影响。静电屏蔽应具有两个基本要点,即完善的屏蔽体和良好的接地。电磁屏蔽不但要求有良好的接地,而且要求屏蔽体具有良好的导电连续性,对屏蔽体的导电性要求要比静电屏蔽高得多。因而为了满足电磁兼容性要求,常常用高导电性的材料作为屏蔽材料,如铜板、铜箔、铝板、铝箔、钢板或金属镀层、导电涂层。在实际的屏蔽中,电磁屏蔽效能更大程度上依赖于机箱的结构,即导电的连续性。机箱上的接缝、开口等都是电磁波的泄漏源。穿过机箱的电缆也是造成屏蔽效能下降的主要原因。解决机箱缝隙电磁泄漏的方式是在缝隙处用电磁密封衬垫。电磁密封衬垫是一种导电的弹性材料,它能够保持缝隙处的导电连续性。常见的电磁密封衬垫有导电橡胶、双重导电橡胶、金属编织网套、螺旋管衬垫、定向金属导电橡胶等。机箱上开口的电磁泄漏与开口的形状、辐射源的特性和辐射源到开口处的距离有关。通过适当的设计开口尺寸和辐射源到开口的距离能够改善屏蔽效能的要求。通风口可使用穿孔金属板,只要孔的直径足够小,就能够达到所要求的屏蔽效能。当对通风量的要求高时,必须使用截止波导通风板(蜂窝板),否则不能兼顾屏蔽和通风量的要求。如果对屏蔽要求不高,并且环境条件较好,可以使用铝箔制成的蜂窝板。这种产品的价格低,但强度差,容易损坏。如果对屏蔽的要求高,或环境恶劣(如军用环境),则要使用铜制或钢制蜂窝板,这种产品各方面性能优越,但价格高昂。诸如计算机显示屏等,即要满足视觉需要,又要满足防电磁泄漏要求。通常在显示屏前加装高性能屏蔽视窗。屏蔽机箱上绝不允许有导线直接穿过。当导线必须穿过机箱时,一定要使用适当的滤波器,或对导线进行适当的屏蔽。干扰抑制滤波技术滤波技术的基本用途是选择信号和抑制干扰,为实现这两大功能而设计的网络都称为滤波器。通常按功用可把滤波器分为信号选择滤波器和电磁干扰(EMI)滤波器两大类。信号选择滤波器是以有效去除不需要的信号分量,同时是对被选择信号的幅度相位影响最小的滤波器。电磁干扰滤波器是以能够有效抑制电磁干扰为目标的滤波器。电磁干扰滤波器常常又分为信号线EMI滤波器、电源EMI滤波器、印刷电路板EMI滤波器、反射EMI滤波器、隔离EMI滤波器等几类。线路板上的导线是最有效的接收和辐射天线,由于导线的存在,往往会使线路板上产生过强的电磁辐射。同时,这些导线又能接受外部的电磁干扰,使电路对干扰很敏感。在导线上使用信号滤波器是一个解决高频电磁干扰辐射和接收很有效的方法。脉冲信号的高频成分很丰富,这些高频成分可以借助导线辐射,使线路板的辐射超标。信号滤波器的使用可使脉冲信号的高频成分大大减少,由于高频信号的辐射效率较高,这个高频成分的减少,线路板的辐射将大大改善。电源线是电磁干扰传入设备和传出设备主要途径。通过电源线,电网上的干扰可以传入设备,干扰设备的正常工作。同样,设备的干扰也可以通过电源线传到电网上,对网上其它设备造成干扰。为了防止这两种情况的发生,必须在设备的电源入口处安装一个低通滤波器,这个滤波器只容许设备的工作频率(50Hz,60Hz,400Hz)通过,而对较高频率的干扰有很大的损耗,由于这个滤波器专门用于设备电源线上,所以称为电源线滤波器。电源线上的干扰电路以两种形式出现。一种是在火线零线回路中,其干扰被称为差模干扰。另一种是在和火线、零线与地线和大地的回路中,称为共模干扰。通常200Hz以下时,差模干扰成分占主要部分。1MHz以上时,共模干扰成分占主要成分。电源滤波器对差模干扰和共模干扰都有抑制作用,但由于电路结构不同,对差模干扰和共模干扰的抑制效果不一样。所以滤波器的技术指标中有差模插入损耗和共模插入损耗之分。

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创建者:陶琬

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