二、理論基礎(chǔ)
電子設(shè)備結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的電磁干擾方式主要有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。因此，電磁兼容（EMC）設(shè)計(jì)的主要方法包括屏蔽、濾波和接地。
2.1 盾牌
電磁屏蔽是利用金屬板、網(wǎng)、罩、蓋、盒等屏蔽體，為防止或減少電磁能量傳播而采取的結(jié)構(gòu)性措施。常用的方法有靜電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽。在設(shè)計(jì)電磁兼容時(shí)，電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者必須根據(jù)產(chǎn)品提出的抗干擾要求，進(jìn)行有針對(duì)性的電磁屏蔽設(shè)計(jì)。屏蔽通常分為三種：靜電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽。
2.2 過(guò)濾
電路中的干擾信號(hào)往往通過(guò)電源線、信號(hào)線、控制線等進(jìn)入電路造成干擾。因此，公用電力線和穿過(guò)干擾環(huán)境的電線一般都需要濾波電路。
2.3 接地
接地也是電磁兼容設(shè)計(jì)中極為重要的問(wèn)題。正確的接地方法可以減少或避免電路之間的相互干擾。可根據(jù)不同的電路采用不同的接地方式。通常組合單元電路接地接地方式有串聯(lián)接地、單點(diǎn)并聯(lián)接地和多點(diǎn)接地三種。整機(jī)的接地方式也是保證產(chǎn)品電磁兼容性的主要措施之一。由于它們的功能不同，電路有很大的不同，接地條件也不一樣。常用的方法是：將模擬電路、數(shù)字電路、機(jī)箱分開(kāi)，分別單獨(dú)接地，避免相互干擾。最后，將三個(gè)地連接到地。這種方法可以更好地抑制電磁噪聲，減少數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)之間的干擾。
3、機(jī)箱EMC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
電子設(shè)備中的機(jī)箱。機(jī)箱有電源線、信號(hào)線、控制線等，進(jìn)出，還有散熱用的通風(fēng)孔、調(diào)節(jié)用的調(diào)節(jié)孔、顯示窗等。同時(shí)機(jī)箱還由多個(gè)部分。難免會(huì)在各個(gè)部分的連接處出現(xiàn)泄漏。如何抑制上述因素造成的電磁能量泄漏，成為電磁兼容的關(guān)鍵。這里僅介紹幾種簡(jiǎn)單可行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法：
3.1 間隙的屏蔽
縫隙是指連接后要拆卸的連接處，如底盤(pán)上下蓋板、前后面板與箱體的連接縫。這種連接通常用螺釘固定。在這種情況下提高屏蔽效果的方法如下：
(1)加大縫隙深度，即加大箱體與蓋板的配合寬度。
(2)在接合處加導(dǎo)電墊或提高接合面的加工精度，即減小間隙長(zhǎng)度。通常在接合面安裝導(dǎo)電墊更經(jīng)濟(jì)。這樣不僅可以減少間隙泄漏，而且對(duì)接合面的加工精度要求不高。
(3)接合面涂導(dǎo)電漆：在用螺釘和鉚釘緊固的搭接接頭處，由于接合面微觀凹凸不平，接合面只能部分接觸；而導(dǎo)電漆是一種流體狀的液體，很容易流入縫隙，填充接合面的凹凸不平的部分，可以顯著改善連接。使用接頭處金屬間的電接觸時(shí)，應(yīng)先去除接頭表面的非導(dǎo)電物質(zhì)。該涂層還可用于減少那些易受腐蝕的接頭的腐蝕。如果接頭配合面太粗糙，氣孔大，應(yīng)先用導(dǎo)電填料填充氣孔。導(dǎo)電間質(zhì)具有油灰般的稠度，可以像劃痕底漆一樣嵌入。
(4)縮短螺絲間距：接合面不加導(dǎo)電墊片時(shí)，在結(jié)構(gòu)條件下應(yīng)盡量增加連接螺絲的數(shù)量，減少螺絲間距，間隙長(zhǎng)度相應(yīng)減少。
3.2 通風(fēng)孔的屏蔽 [3]
為了滿足機(jī)箱內(nèi)部的通風(fēng)散熱要求，有時(shí)必須在機(jī)箱上開(kāi)通風(fēng)孔。因此，還必須對(duì)通風(fēng)孔進(jìn)行電磁屏蔽。在這種情況下提高屏蔽效果的方法如下：
（1）窗上覆蓋金屬絲網(wǎng)：金屬絲網(wǎng)覆蓋通風(fēng)孔有兩種結(jié)構(gòu)形式。一是焊接安裝。這種方法使金屬網(wǎng)和屏蔽體之間有良好的電接觸。但工藝復(fù)雜，性能變差后金屬網(wǎng)難以更換，焊接時(shí)易損壞周圍保護(hù)層，因此很少采用這種方法。另一種是用環(huán)形壓環(huán)通過(guò)擰緊螺釘將金屬網(wǎng)安裝在屏蔽體的通風(fēng)孔上。安裝前，應(yīng)清除配合面上的絕緣層、氧化層、油脂等非導(dǎo)電物質(zhì)，并安裝足夠數(shù)量的螺釘，以獲得連續(xù)接觸。這種安裝方式，只要仔細(xì)考慮結(jié)構(gòu)和工藝，就能在金屬網(wǎng)和屏蔽層之間獲得良好的電接觸，因此被廣泛使用。
(2) 使用穿孔金屬板作為通風(fēng)孔：用許多小孔代替大直徑的通風(fēng)孔是提高屏蔽效率的有效方法。可以直接在屏蔽體上開(kāi)很多小孔，也可以做成穿孔金屬板安裝。到防護(hù)罩的通風(fēng)孔。與金屬網(wǎng)相比，穿孔金屬板的特點(diǎn)關(guān)鍵是屏蔽性能穩(wěn)定，因?yàn)樗淮嬖诮饘倬幙椆逃械木W(wǎng)狀線交叉點(diǎn)接觸電阻不穩(wěn)定的問(wèn)題。在屏蔽墻上直接開(kāi)小直徑通風(fēng)孔具有結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用。
（3）使用截止波導(dǎo)式通風(fēng)窗：金屬絲網(wǎng)和穿孔金屬板的屏蔽效果在較高頻率下會(huì)降低，特別是當(dāng)孔的尺寸與電磁波的波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，孔會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的泄漏.在更高的頻率以上，如果想要有高屏蔽性能和良好的通風(fēng)，可以使用截止波導(dǎo)通風(fēng)板（如蜂窩通風(fēng)板）。與金屬絲網(wǎng)和穿孔金屬板相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：工作頻段寬，即使在微波頻段也具有很高的屏蔽性能；空氣阻力小，風(fēng)壓損失小；機(jī)械強(qiáng)度高，運(yùn)行可靠穩(wěn)定。
3.3 封頭孔的屏蔽
電子設(shè)備的機(jī)箱面板上往往裝有指示電氣參數(shù)的儀表，面板上需要開(kāi)一個(gè)相應(yīng)尺寸的孔來(lái)安裝儀表。為防止電磁能從表頭孔外泄，有兩種結(jié)構(gòu)方式可供選擇：
(1)儀表背面進(jìn)行附加屏蔽，在面板與屏蔽之間加導(dǎo)電墊片，以減小間隙，改善電接觸。穿過(guò)屏蔽層的儀表引線由安裝在屏蔽層上的饋通電容器引入。 ，使引線感應(yīng)的干擾信號(hào)繞過(guò)到地。
(2)表面覆蓋導(dǎo)電玻璃：表面覆蓋導(dǎo)電玻璃蓋板時(shí)，必須保證導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電層與面板有良好的電接觸，通常在表面加導(dǎo)電墊片。聯(lián)系。由于導(dǎo)電玻璃主要對(duì)電場(chǎng)和高頻電磁場(chǎng)有屏蔽作用，所以最好是儀表本身有屏蔽作用，或者為導(dǎo)電撥動(dòng)開(kāi)關(guān)和指示燈加一塊屏蔽玻璃金屬網(wǎng)夾層，對(duì)磁場(chǎng)也有一定的影響。屏蔽效能。
3.4 開(kāi)關(guān)和指示燈的屏蔽
電子設(shè)備的機(jī)箱面板上裝有電源開(kāi)關(guān)或工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。常用的有兩種，一種是撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，一種是按鈕開(kāi)關(guān)。它們都可以泄漏電磁能量。撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的防漏安裝結(jié)構(gòu)是在面板與開(kāi)關(guān)端面之間插入導(dǎo)電墊片。額外的屏蔽罩可用于按鈕開(kāi)關(guān)和指示燈的防漏電。在引線的穿透處應(yīng)使用饋通電容器或針式濾波器連接器，以防止電磁能量通過(guò)引線泄漏。更簡(jiǎn)單的指示燈護(hù)罩可以在燈罩上覆蓋導(dǎo)電玻璃。并使導(dǎo)電玻璃與面板保持良好接觸。
3.5 顯示屏的屏蔽
和陰極射線管的電子設(shè)備，如示波器、計(jì)算機(jī)終端顯示器等，很容易在陰極射線管的開(kāi)口處泄漏電磁能量，陰極射線管的屏蔽罩與機(jī)箱連接作為一個(gè)整體，并保持電氣連續(xù)性。 .如果陰極射線管的屏蔽罩由鐵磁材料制成，可以有效地實(shí)現(xiàn)磁屏蔽，使顯示的圖像不受周圍雜散磁場(chǎng)的影響。對(duì)于信息處理設(shè)備的終端顯示器，由于其主要目的是防止信息泄露，上述屏蔽措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。對(duì)于信息設(shè)備的顯示，防止周圍磁場(chǎng)干擾并不是主要目的。關(guān)鍵是要防止信息從顯示屏的開(kāi)口處泄露到外界，所以顯示屏一定要屏蔽。還要求屏蔽層有一定的透光率，不影響觀察。常用的方法有兩種：
(1) 屏幕上覆蓋有導(dǎo)電玻璃或?qū)щ娝芰希箤?dǎo)電玻璃的導(dǎo)電層與機(jī)箱有連續(xù)的電接觸。這種方法對(duì)屏蔽電場(chǎng)和平面波場(chǎng)比較有效，但對(duì)磁場(chǎng)幾乎沒(méi)有屏蔽作用。
(2) 屏幕上覆蓋有金屬網(wǎng)或?qū)щ姴ＡШ徒饘倬W(wǎng)的復(fù)合層。要求金屬網(wǎng)不影響觀察。為了提高屏蔽效果，最好將交叉點(diǎn)焊接起來(lái)。金屬網(wǎng)和導(dǎo)電玻璃復(fù)合層不僅可以屏蔽磁場(chǎng)（交變），還可以屏蔽電場(chǎng)和平面波場(chǎng)。
3.6 電源線的處理
屏蔽機(jī)箱的電源線必須經(jīng)過(guò)電源濾波器才能引入機(jī)箱，濾波器要做好屏蔽。安裝時(shí)要注意兩點(diǎn)：
(1) 過(guò)濾器應(yīng)安裝在電源線的入口處。
(2)電源濾波器的安裝不能破壞機(jī)箱的屏蔽，所以濾波器屏蔽必須與機(jī)箱壁有連續(xù)良好的電接觸。
3.7 保險(xiǎn)絲座的屏蔽
單個(gè)保險(xiǎn)絲座的屏蔽層用金屬帽蓋住保險(xiǎn)絲座彈性彈簧安裝在蓋子中，使其與底盤(pán)有良好的電接觸。多個(gè)保險(xiǎn)絲座的屏蔽將設(shè)備的所有保險(xiǎn)絲聚集在一起，并用一個(gè)額外的屏蔽罩對(duì)其進(jìn)行屏蔽。附加屏蔽罩的結(jié)構(gòu)和安裝與儀表孔附加屏蔽類似。
4.總結(jié)
電磁兼容性（EMC）是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可忽視的問(wèn)題，它直接影響系統(tǒng)設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性和質(zhì)量指標(biāo)。本文介紹的方法是從設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考慮的，涉及到屏蔽、濾波、接地等問(wèn)題，與電路設(shè)計(jì)相輔相成，缺一不可。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)各干擾源的性質(zhì)和設(shè)備的工作環(huán)境，與電路設(shè)計(jì)人員一起采取相應(yīng)的措施。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分注意所采取措施的穩(wěn)定性和耐久性，避免代價(jià)高昂、費(fèi)時(shí)的返工，以達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果。
