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          電磁兼容30個常見問題匯總,你想了解的都在這!

          發布時間:2022-08-16 11:26

          Q:對產品做電磁兼容設計可以從哪幾個方面進行?
          A:電路設計(包括器件選擇)、軟件設計、線路板設計、屏蔽結構設計、信號線/電源線濾波設計、電路接地方式設計。
          Q:在電磁兼容領域,為什么總是用分貝(dB)的單位描述?10mV是多少dBmV?
          A:因為要描述的幅度和頻率范圍都很寬,在圖形上用對數坐標更容易表示,而dB就是用對數表示時的單位,10mV是20dBmV。
          Q:為什么頻譜分析儀不能觀測靜電放電等瞬態干
          A:因為頻譜分析儀是一種窄帶掃頻接收機,它在某一時刻僅接收某個頻率范圍內的能量。而靜電放電等瞬態干擾是一種脈沖干擾,其頻譜范圍很寬,但時間很短,因而頻譜分析儀在瞬態干擾發生時只能觀察到其總能量的一小部分,不能反映實際的干擾情況。
          Q:在現場診斷電磁干擾問題時,往往需要使用近場探頭和頻譜分析儀,怎樣用同軸電纜制作一個簡易的近場探頭?
          A:將同軸電纜的外層(屏蔽層)剝開,使芯線暴露出來,將芯線繞成一個直徑1~2厘米的小環(1~3匝),焊接在外層上。
          Q:一臺設備,原來的電磁輻射發射強度是300mV/m,加上屏蔽機箱后,輻射發射降為3mV/m,那么這個機箱的屏蔽效能是多少dB?
          A:這個機箱的屏蔽效能應為40dB。
          Q:設計屏蔽機箱時,應根據哪些因素選擇屏蔽材料?
          A:從電磁屏蔽的角度而言,主要考慮所屏蔽的電場波的種類。對于電場波、平面波或頻率較高的磁場波,一般金屬都可以滿足要求。對于低頻磁場波,要使用導磁率較高的材料。
          Q:機箱的屏蔽效能除了受屏蔽材料影響以外,還受哪些因素影響?
          A:受兩個因素影響,一是機箱上的導電不連續點,例如孔洞、縫隙等;另一個是穿過屏蔽箱的導線,如信號電纜、電源線等。
          Q:屏蔽磁場輻射源時要注意哪些問題?
          A:由于磁場波的波阻抗很低,因此反射損耗很小,主要靠吸收損耗達到屏蔽目的,因而要選擇導磁率較高的屏蔽材料。另外,在做結構設計時,要使屏蔽層盡量遠離輻射源(以增加反射損耗),盡量避免使孔洞、縫隙等靠近輻射源。
          Q:在設計屏蔽結構時,有一個原則是:盡量使機箱內的電纜遠離縫隙和孔洞。這是為什么?
          A:由于電纜近旁總是存在磁場,而磁場很容易從孔洞泄漏(與磁場的頻率無關),因此當電纜距離縫隙和孔洞很近時,就會發生磁場泄漏,降低總體屏蔽效能。
          Q:測量人體的生物磁信息是一種新的醫療診斷方法,這種生物磁的測量必須在磁場屏蔽室中進行,這個屏蔽室必須能屏蔽從靜磁場到1GHz的交變電磁場。我應該怎樣設計這個屏蔽室呢?
          A:首先要考慮屏蔽材料的選擇問題。由于要屏蔽頻率很低的磁場,因此要使用高導磁率的材料,比如坡莫合金。坡莫合金經過加工后,導磁率會降低,必須進行熱處理。因此,屏蔽室要做成拼裝式,由板材拼裝而成。事先將各塊板材按照設計加工好,然后進行熱處理,運輸到現場,小心地安裝。每塊板材的結合處要重疊起來,以便形成連續的磁通路。這樣構成的屏蔽室對低頻磁場有較好的屏蔽效能,但縫隙會產生高頻泄漏。為了彌補這個不足,需在坡莫合金屏蔽室的外層用鋁板焊接成第二層屏蔽,從而屏蔽高頻電磁場。
          Q:什么是截止波導板(蜂窩板)?需要在什么樣的場合下使用它?使用時要注意哪些問題?
          A:截止波導板是由許多截止波導管組成的陣列板,用于需要較高屏蔽效能和通風量的場合,使用時要注意蜂窩板與機箱之間要使用電磁密封襯墊安裝,或焊接起來。
          Q:有一臺塑料機殼的設備,電磁輻射超標,為了使其滿足電磁兼容標準的要求,開發人員在機殼內部用導電漆噴涂,結果并沒有明顯改善。請分析可能會是什么原因?
          A:可能原來的塑料機箱上孔洞過多、過大,產生過于嚴重的泄漏,也可能是縫隙不嚴(可能是接觸不緊,也可能是在結合處沒有噴導電漆),產生泄漏。另外,原來機箱上的電纜(信號線、電源線)往往沒有良好的濾波措施,這些電纜可能造成機箱電磁泄漏。
          Q:透明屏蔽窗有哪幾種?使用時要注意什么問題?
          A:有兩種,一種是玻璃夾金屬網構成的屏蔽窗,另一種是在玻璃上鍍上很薄的金屬膜構成的屏蔽窗。在使用時,要注意金屬網或導電鍍膜一定要與屏蔽機箱的基本導電件緊密接觸。
          Q:在CRT顯示器的屏幕上使用帶金屬網夾層的屏蔽玻璃時,會有令人討厭的條紋,怎樣減輕這種現象?
          A:將絲網的方向旋轉一下,使緯線與顯像管的掃描線之間形成15~20度夾角。
          Q:電磁密封襯墊的兩個關鍵特性是什么?列出盡可能多的電磁密封襯墊種類,并說明各種產品的適用場合。
          A:電磁密封襯墊必須具備的兩個特性是彈性和導電性。常用的電磁密封襯墊種類有:指形簧片、金屬網襯墊、導電橡膠、導電布包裹發泡橡膠、螺旋管等。除了有切向滑動接觸的場合外,應避免使用指形簧片;有環境密封要求時,應使用導電橡膠;其它場合可使用導電布襯墊,需要屏蔽的頻率不高時,也可用絲網襯墊;能夠確保不會過量壓縮時,可使用螺旋管。
          Q:使用電磁密封襯墊時要注意什么問題?
          A:面板的厚度要適當,防止在襯墊的反彈力作用下發生形變,造成更大的縫隙。面板厚度較薄時,緊固螺釘需采用較小的間隔。設置限位結構,防止過量壓縮。選擇適當的金屬材料,減小電化學腐蝕。
          Q:一個屏蔽機箱上,必須要穿過一根金屬桿,怎樣處理才不會破壞機箱的屏蔽效能?
          A:將金屬桿的周圍通過鈹銅簧片與屏蔽基體可靠地搭接起來。
          Q:電源線濾波器主要起什么作用?選型時主要考慮哪些參數?使用電源線濾波器時要注意什么問題?
          A:電源線濾波器的作用是抑制傳導發射電流沿著電源線傳播。選型時要考慮插入損耗(共模和差模)、額定電流、電壓、有效的頻率范圍等參數,使用時要注意安裝方法,必須確保射頻接地良好和輸入輸出隔離,防止濾波過的導線部分再次受到污染。
          Q:為什么電源線濾波器的高頻濾波特性十分重要?
          A:如果高頻濾波特性不好,會導致設備的輻射發射超標或對脈沖性干擾敏感。
          Q:進行結構電磁兼容設計時,有一個原則是:經過濾波的電源線要盡量遠離各種信號電纜。這是為什么?
          A:如果電源線與信號電纜靠得很近,信號電纜上的高頻信號會耦合到電源線上(特別是已經濾波過的部分),造成電源線上的傳導發射超標。
          Q:為什么選用電源線濾波器時,不能一味追求體積小巧?
          A:濾波器的體積主要由濾波器電路中的電感器決定,較小的濾波器內必須使用體積較小的電感器,而較小的電感器電感量也可能較小,會導致濾波器的低頻濾波性能較差。另外,濾波器的體積減小,必要讓內部器件相互靠得很近,這樣會降低濾波器的高頻性能。
          Q:什么叫濾波器的插入損耗?用什么方法測量濾波器的插入損耗可以得到最保險的結果?
          A:由于濾波器接入電路而產生的電流、電壓損耗叫做濾波器的插入損耗,干擾濾波器應對干擾頻率的信號有盡量大的插入損耗。測量濾波器的插入損耗應采用源和負載阻抗的比值為0.1:100(或反過來)的條件來測,這時可以得到最壞條件下的結果,也就是最保險的結果。
          Q:一般而言,交流線濾波器可以用在直流的場合,但是直流線濾波器絕對不能用在交流的場合,這是為什么?
          A:直流線濾波器中使用的旁路電容是直流電容,用在交流條件下可能會發生過熱而損壞,如果直流電容的耐壓較低,還會被擊穿而損壞。即使沒有發生這兩種情況,由于一般直流濾波器中的共模旁路電容的容量較大,因而用在交流的場合會發生過大的漏電流,違反安全標準的規定。
          Q:信號線濾波器主要起什么作用?從安裝方式上講有哪些種類?怎樣確定使用什么安裝方式的信號線濾波器?
          A:減小信號線上不必要的高頻成分(主要是共模的),從而減小電纜的電磁輻射,或防止電纜作為天線接收空間電磁干擾,并傳導進機箱。有線路板上安裝和面板上安裝兩種方式,需要濾波的頻率較低時,使用線路板上安裝的結構;需要濾波的頻率較高時,使用面板上安裝的結構。
          Q:某根信號線上傳輸的信號最高頻率為30MHz,測量表明,這根導線上有120MHz的共模干擾電流,用共模輻射公式預測,只要將這個共模電流抑制30dB,就可以滿足電磁兼容標準的要求,此時需要幾階的低通濾波電路?
          A:按照題意,低通濾波器的截止頻率為30MHz,而在120MHz的插入損耗要大于30dB。由于N階濾波器的插入損耗增加速率為每倍頻程6N(dB),30MHz至120MHz為兩個倍頻程,因此,N階濾波器的截止頻率若在30MHz,則在120MHz時插入損耗為程12N(dB)。若要使程12N > 30,則可取N=3,即低通濾波器的階數至少為3。
          Q:三端電容器為什么更適合于干擾濾波?
          A:電磁干擾的頻率往往很高,因此干擾濾波器的高頻特性至關重要,三端電容器巧妙地利用一個電極上的兩根引線電感構成了T型低通濾波器,而消除了傳統電容器中引線電感的不良影響,提高了高頻濾波特性,因此三端電容器更適合于干擾濾波。
          Q:為什么說穿心電容器是干擾濾波的理想器件?
          A:穿心電容器是一種三端電容器,但與普通的三端電容器相比,由于它直接安裝在金屬面板上,因此它的接地電感更小,幾乎沒有引線電感的影響。另外,它的輸入輸出端被金屬板隔離,消除了高頻耦合。這兩個特點決定了穿心電容具有接近理想電容的濾波效果。
          Q:電磁干擾抑制用的磁芯與傳統上用做電感的磁芯有什么不同?如果兩者用錯,會發生什么現象?
          A:傳統上用做電感磁芯的材料具有很小的損耗,用這種磁芯做成的電感損耗很小。而電磁干擾抑制用的磁芯損耗很大,用這種磁芯制作的電感具有很大的損耗,其特性更接近電阻。如果兩者用錯,均達不到預期的目的。如果將電磁干擾抑制用的磁芯用在普通電感上,電感的Q值會很低,會使諧振電路達不到要求,或對需要傳輸的信號損耗過大。如果將普通制作電感用的磁芯用在電磁干擾抑制的場合,則由于電感與電路中的寄生電容會發生諧振,可能使某個頻率上的干擾增強。
          Q:若一個旁路濾波電容的容量為470pf,兩根引線的長度均為2mm,這個電容在什么頻率上濾波效果最好(提示:引線的電感按1nH/mm估算)?
          A:當電容發生串聯諧振時,其阻抗最小,具有最好的濾波效果。這個電容的諧振頻率為

          因此,這個電容在116MHz的頻率處濾波效果最好。

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