屏蔽对策
1.涡流随频率升高而增大，这说明高频磁场屏蔽应选用导电材料。
2.在高频段，涡流大小与频率无关，即涡流随频率升高增大到一定程度后，继续升高频率其屏蔽效果就不再增强了。
3.在低频段，ω低，Is小，其屏蔽效果差；Rs小，Is大，屏蔽效果好，而且屏蔽损耗也少，这就要求屏蔽材料选用良导体。
由于高频集肤效应，涡流仅在屏蔽壳体表面薄层流过，因此，在设计高频屏蔽壳体时，与低频屏蔽壳体不同，无需做得很厚，只需保证一定的机械强度即可，一般为0.2~0.8mm。
对于屏蔽导线，通常采用多股线编织网，因其在相同体积下有更大的表面积
3．屏蔽常用分析
因同轴电缆线在实际中应用非常普遍,对它的屏蔽问题,单独进行讨论是非常必要的。
在电场中采用同轴电缆对抑制容性耦合是十分有效的,但在磁耦合中,同轴电缆线的抗干扰问题就复杂多了。
其复杂所在是同轴电缆线由中心导线与屏蔽层组成,在一定的条件下能形成屏蔽层与中心导线的磁耦合。
现进行分析如下:
（1）铜轴电缆的中心导线是受感器时,为分析方便,视中心导线无电流通过,而屏蔽层有均匀轴
向电流IS流过。
这时屏蔽层产生的自感为Ls=φ/Is,屏蔽层与中心导线之间产生的互感M=
φ/Is,由于IS所产生的磁通全部包围着中心导线,故上述两式中的φ相等。
Vs是外界因素在屏蔽层上感应的电压,Is是Vs所产生的电流,加之屏蔽层自感Ls和电阻Rs的存在,使得Is对中心导线产生了感应电压Vn。
反馈可能引起振荡。
对放大器造成极大干扰,屏蔽罩也不起作用,这种接法也不合理。
由上述分析,我们得出在信号源接地、放大器浮地时,要得到期望的屏蔽效果应做到:
第一,导线屏蔽层应在信号接地处与零信号参考电位点相连接;第二,必须将屏蔽罩内电路的零信号参考电位点与屏蔽罩相连接。
在信号源浮地、放大器接地时,也可相应得到:
导线屏蔽层应连接到放大器的输入参考端。
4．电子仪器的屏蔽
根据上述电磁屏蔽的原理,在设计中,应根据设备的具体要求和生产工艺条件对屏蔽进行整体设计。
考虑干扰源的性质、频率,区分是近场区还是远场区,分析仪器本身的辐射发射以及耦合方式,找出敏感组件,确定屏蔽要求,再开始电磁屏蔽的设计,对于电子仪器的屏蔽,主要考虑以下因素:
结构形式:
仪器结构采取哪种结构形式,应根据屏蔽要求进行选择,对于屏蔽要求较高的仪器,可选用双层屏蔽,仪器的结构应注意整体的电气连续性,在结构设计中,一些结构细节对仪器的力学性能也许没
有影响,但对屏蔽效果却很重要。
对中间装置,以前往往采用底板和盖板薄板形式,用螺钉将它们与框架连接起来,为了密封在它们与框架之间垫上橡胶垫,这样,不但底板和盖板与框架之间增加了一道缝,而且其间的电气连续性也只能通过螺钉来联系,大大降低了其屏蔽效果,如果底板与盖板之间采用金属接触,缝隙宽度会降到最小,屏蔽效果得以提高。
材料选择
材料的电导率、磁通率越高,屏蔽效果越好,但材料的选用还受到强度、重量、散热性、工艺性等因素的制约。
当屏蔽效果不太好时,可考虑对其进行表面处理。
壁厚的选择
壁厚增大,对电磁流的吸收损耗越大,屏蔽效果越好,但壁厚受重量等因素的制约,应综合权衡。
缝隙
缝隙引起电磁波的泄漏,缝隙越长,泄漏越多,设计时主要考虑:
1）减少缝隙数量。
采用合理的结构使缝隙数量最小。
2）增加缝隙深度。
增加缝隙深度可增大缝隙的传输损耗。
3）减少缝隙长度。
可以减少电磁波的泄漏。
4）改变缝隙的形式。
如将平缝改为坡缝,可增大电磁波的反射损耗和传输损耗。
5）用导电垫代替普通垫。
导电垫的变形量控制在15%左右,可发挥较好作用。
表面处理
表面处理直接影响到壳体表面的导电性,影响接触面的接触电阻,影响整体壳体的电气连续性,从而影响仪器的屏蔽效果,如果用化学导电氧化代替阳极氧化,既可防腐,又有较好的屏蔽效果。
接插件与电缆
接插件和电缆是传导干扰的重要途径,插座孔还是电磁泄漏的重要部位。
因此对于电磁兼容要求主的仪器,除选用屏蔽电缆外,还应选用具有屏蔽效果和滤波能力的接插件。
接地
仪器壳体要具有完好的屏蔽效果,还必须接地良好,这对电屏蔽来说尤为重要。
当抑制外界对同轴电缆线的干扰时,应采取屏蔽层一端接地,另一端悬空的连接方法。
当同轴电缆中心导线是干扰源时,应采取屏蔽层一端接地,另一端串联一个电阻的方法。
这时无论是高频还是低频,对磁屏蔽都能收到良好的效果。
接地技术讨论
1.1地的概念
“地”是电子技术中一个很重要的概念。
由于“地”的分类与作用有多种
“接地”有设备内部的信号接地和设备接大地，两者概念不同，目的也不同。
“地”的经典定义是“作为电路或系统基准的等电位点或平面”。
信号“地”又称参考“地”，就是零电位的参考点，也是构成电路信号回路的公共端。
（1）直流地：
直流电路“地”，零电位参考点。
（2）交流地：
交流电的零线。
应与地线区别开。
（3）功率地：
大电流网络器件、功放器件的零电位参考点。
（4）模拟地：
放大器、采样保持器、A/D转换器和比较器的零电位参考点。
（5）数字地：
也叫逻辑地，是数字电路的零电位参考点。
（6）“热地”：
开关电源无需使用工频变压器，其开关电路的“地”和市电电网有关，即所谓的“热地”，它是带电的。
（7）“冷地”：
由于开关电源的高频变压器将输入、输出端隔离；又由于其反馈电路。
常用光电耦合器，既能传送反馈信号，又将双方的“地”隔离；所以输出端的地称之为“冷地”，它不带电。
1.2接地的方法
在复杂的大系统中,既有高频信号,又有低频信号;既有强电电路,又有弱电电路;既有频繁开关动作的设备,又有极为敏感的弱信号装置.这样的综合性系统,仅仅将电路按需要设置接地方式是不能满足电磁兼容性要求的,还必须采用分门别类的方法将不同类型的信号电路分成若干类型,以同类电路构成接地系统.一般有两种分类法:
四类法和三类法.
四类法是将所有电路按信号特性分成四类,分别接地,形成四个独立的接地系统,每个“地”系统可能采用不同的接地方式.
四类法的第一类是敏感信号和小信号“地”系统.包括低电平电路、弱信号检测电路、传感器输入电路、前级放大电路、混频器等,由于这些电路工作电平低,信号幅度弱项,特别容易受到干扰而失效或降级,因此它们的地线应避免混杂于其他电路中.
第二类是不敏感信号和大信号电路的的线系统.它包括高电平电路、末级放大器、大功率电路等.因为在这些电路中,工作电流都比较大,地线系统中的电流也比较大,因此必须和小信号电路的地线分开设置,否则通过地线的耦合作用必然对小信号电路造成干扰,使电路不能正常工作.第三类是干扰源设备地系统,它包括电动机、继电器、接触器等.由于这类元件在工作时产生火花或冲击电流等,往往对电子电路产生严重的干扰,除了要采取屏蔽隔离技术外,地线必须和电子电路分开设置.
第四类是金属构件地.它包括机壳、底板、机门、面板等.为了防止发生人身触电事故、雷击事故、外界电磁场的干扰以及摩擦产生静电等,必须将机壳等接地.
由于“四类法”中四种电路的地都分别设置,因此可以较完善地达到接地的设计要求.“三类法”与“四类法”的分类原则相同,只是将上述第一类和第二类的地线分别集中连接到机壳,并略去第四类,成为三类地系统.
在工程实践中,按电路性质分类接地的措施还包括数字信号地和模拟信号地分别设置,交流电源的地和直流电源的地分开等分门别类的措施.它们都是抑制干扰行之有效的方法.
在同类电路中,有一个共同的接地导线系统（或接地面）,根据各种电路接地点的连接方式不同,通常可以分成四种接地系统.
1）单点接地：
单点接地是为许多在一起的电路提供公共电位参考点的方法，这样信号就可以在不同的电路之间传输。
若没有公共参考点，就会出现错误信号传输。
单点接地要求每个电路只接地一次，并且接在同一点。
该点常常一地球为参考。
实际上接地的三条连接导线会有两种布线方案:
1.三条线各自引向接地点;2.三条线串联后连向接地点.不管怎么布线,导线上均有一定电阻,分析这些电阻的影响,会有两种可能的实际等效电路.
当三条线分别引到接地点焊接时,其等效电路如图（a）所示,图中R1,R2,R3分别为三条引线的电阻,此时各电路的电位分别为UA=R1I1,UB=R2I2,UC=R3I3.这种情况下,各设备（或各支路）的地电位仅与各自的地电流I及地线电阻有关,不受其他电路影响,对防止各电路之间的相互干扰及地回路干扰是很有效的.特别是当电路频率较低、连接导线比较短的场合,经常采用这种接地方式.它的缺点是不适用于高频电路.对于并列设备（或支路）很多的情况,需要很多根连接地线,结构笨重.设备越多,势必布局分散,就会使地线导线加长,引起阻抗增加,还会由于各地线间相互耦合,使线间电感耦合和电容耦合增大.
单点接地的另一种实际布线的等效电路如图（b）所示.图中接地点至A点的一段线为电路1、电路2、电路3的共用地线,AB段为电路2和电路3的共用地线.
设R1为接地点至A点的等效电阻,R2,R3分别为AB和BC段的等效电阻,I1,I2,I3分别为电路1、电路2、电路3的电流,则各接地点之地电位为:
A点UA=（I1+I2+I3）R1B点UB=（I1+I2+I3）R1+（I2+I3）R2C点UC=（I1+I2+I3）R1+（I2+I3）R2+I3R3
由此可见,A,B,C各点的电位不仅不为零,且受其它电路的影响.因此,从防止噪声和抑制干扰角度,这种接地方式不适用.但这种接地方式的结构比较简单,各电路的接地线短电阻较小,所以在设备机柜中是常用的一种接地方式.当然,如果各电路的地线中电流相差很大时就不能使用,因为各电路会通过接地线相互影响.在采取这种接地方式时还必须注意要把最低电平电路放在最靠近接地点的A处,以使B点及C点的电位受影响最小
2）多点接地：
设备内电路都以机壳为参考点，而各个设备的机壳又都以地为参考点。
这种接地结构能够提供较低的接地阻抗，这是因为多点接地时，每条地线可以很短；并且多根导线并联能够降低接地导体的总电感。
在高频电路中必须使用多点接地，并且要求每根接地线的长度小于信号波长的1/20。
多点接地的等效电路如图（b）所示.设每个电路接至机壳或地线系统的地线电阻为Ri,电感为Li,地电流为Ii,则电路对地的电位Ui为:
Ui=（Ri+jwLi）Ii.
为了降低电路的地电位,每个电路的地线应尽可能缩短,以便降低地线阻抗.在导体截面积相同的情况下,矩形截面之周边较圆形截面之周边长.为了减少电阻,常用矩形截面导体作地线带,通常还在地线上镀银,以提高其表面电导率.
多点接地系统的优点是电路构成比单点接地简单,而且由于接地线短,接地线上可能出现的高频驻波现象显著减小.但由于多点接地后,设备内部会增加许多地线回路,它们对较低电平的电路会引起干扰,带来不良影响.
综上所述,可以把低频和高频接地系统选择准则归纳如下:
对于低频（<1MHz）和公共接地面尺寸小的情况（l<λ/20）,要选用单点接地方式.对于高频（>10MHz）和公共接地面尺寸大的情况（l>λ/20）,要选用多点接地方式.频率为1MHz-10MHz及接地面尺寸为l≈λ/20时,一般可采用单点和多点的混合接地方式.3）混合接地：
混合接地既包含了单点接地的特性，又包含了多点接地的特性。
例如，系统内的电源需要单点接地，而射频信号又要求多点接地，这时就可以采用混合接地。
对于直流，电容是开路的，电路是单点接地，对于射频，电容是导通的，电路是多点接地。
混合接地使接地系统在低频和高频时呈现不同的特性，这在宽带敏感电路中是必要的。
电容对低频和直流有较高的阻抗，因此能够避免两模块之间的地环路形成。
当将直流地和射频地分开时，将每个子系统的直流地通过10～100nF的电容器接到射频地上，这两种地应在一点有低阻抗连接起来，连接点应选在最高翻转速度（di/dt）信号存在的点。
在工程实践中，除认真考虑设备内部的信号接地外，通常还将设备的信号地，机壳与大地连在一起，以大地作为设备的接地参考点。
设备接大地的目的是
1）保护地，保护接地就是将设备正常运行时不带电的金属外壳（或构架）和接地装置之间作良好的电气连接。
为了保护人员安全而设置的一种接线方式。
保护“地”线一端接用电器外壳，另一端与大地作可靠连接。
2）防静电接地，泄放机箱上所积累的电荷，避免电荷积累使机箱电位升高，造成电路工作的不稳定。
3）屏蔽地，避免设备在外界电磁环境的作用下使设备对大地的电位发生变化，造成设备工作的不稳定。
4）浮地：
即该电路地与大地无导体连接。
（虚地:
没有接地，却和地等电位的点）其优点是该电路不受大地电性能的影响。
浮地可使功率地（强电地）和信号地（弱电地）之间的隔离电阻很大，所以能阻止共地阻抗电路性耦合产生的电磁干扰。
其缺点是该电路易受寄生电容的影响，而使该电路的地电位变动和增加了对模拟电路的感应干扰。
一个折衷方案是在浮地与公共地之间跨接一个阻值很大的泄放电阻，用以释放所积累的电荷。
注意控制释放电阻的阻抗，太低的电阻会影响设备泄漏电流的合格性。
1）交流电源地与直流电源地分开
一般交流电源的零线是接地的。
但由于存在接地电阻和其上流过的电流，导致电源的零线电位并非为大地的零电位。
另外，交流电源的零线上往往存在很多干扰，如果交流电源地与直流电源地不分开，将对直流电源和后续的直流电路正常工作产生影响。
因此，采用把交流电源地与直流电源地分开的浮地技术，可以隔离来自交流电源地线的干扰。
2）放大器的浮地技术
对于放大器而言，特别是微小输入信号和高增益的放大器，在输入端的任何微小的干扰信号都可能导致工作异常。
因此，采用放大器的浮地技术，可以阻断干扰信号的进入，提高放大器的电磁兼容能力。
3）浮地技术的注意事项
i.尽量提高浮地系统的对地绝缘电阻，从而有利于降低进入浮地系统之中的共模干扰电流。
ii.注意浮地系统对地存在的寄生电容，高频干扰信号通过寄生电容仍然可能耦合到浮地系统之中。
iii.浮地技术必须与屏蔽、隔离等电磁兼容性技术相互结合应用，才能收到更好的预期效果。
iv.采用浮地技术时，应当注意静电和电压反击对设备和人身的危害。
1.3接地的原因
当许多相互连接的设备体积很大（设备的物理尺寸和连接电缆与任何存在的干扰信号的波长相比很大）时，就存在通过机壳和电缆的作用产生干扰的可能性。
当发生这种情况时，干扰电流的路径通常存在于系统的地回路中。
在考虑接地问题时，要考虑两个方面的问题，一个是系统的自兼容问题，另一个是外部干扰耦合进地回路，导致系统的错误工作。
由于外部干扰常常是随机的，因此解决起来往往更难。
要求接地的理由很多，下面列出几种：
1）安全接地：
使用交流电的设备必须通过黄绿色安全地线接地，否则当设备内的电源与机壳之间的绝缘电阻变小时，会导致电击伤害。
2）雷电接地：
设施的雷电保护系统是一个独立的系统，由避雷针、下导体和与接地系统相连的接头组成。
该接地系统通常与用做电源参考地及黄绿色安全地线的接地是共用的。
雷电放电接地仅对设施而言，设备没有这个要求。
3）电磁兼容接地：
出于电磁兼容设计而要求的接地，包括：
a）屏蔽接地：
为了防止电路之间由于寄生电容存在产生相互干扰、电路辐射电场或对外界电场敏感，必须进行必要的隔离和屏蔽，这些隔离和屏蔽的金属必须接地。
b）滤波器接地：
滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容，当滤波器不接地时，这些电容就处于悬浮状态，起不到旁路的作用。
c）噪声和干扰抑制：
对内部噪声和外部干扰的控制需要设备或系统上的许多点与地相连，从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
d）电路参考：
电路之间信号要正确传输，必须有一个公共电位参考点，这个公共电位参考点就是地。
因此所有互相连接的电路必须接地。
电磁兼容接地:
出于电磁兼容设计而要求的接地,它包括:
（1）屏蔽接地为了防止电
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