第六章 抗干扰技术
6 －1 6－2 6－3 6－4 6－5 屏蔽技术 滤波技术 接地技术 其它抗干扰技术简介 频谱管理
干扰信号侵入设备的途径： ①、由天线侵入， ②、由等效天线侵入(电源线、输入、输出信号线)， ③、由机壳上的孔洞或缝隙侵入，图6－1
机箱一般是铁板或铝板，若无孔洞、缝隙（全焊接） 屏蔽效果可达100dB以上（对高频电场），由于缝隙、 通风口、表头、调节轴……屏蔽效果一般在60dB以下 （计算机机箱，实测20dB左右）。 ④、由电源线侵入 传导干扰 使用同一电源的其他设备产生的干扰信号，可沿电源 线侵入。 6－１屏蔽技术 屏蔽的概念和分类 1、屏蔽的概念：屏蔽是防止辐射干扰的主要手段，所谓屏 蔽就是采用一定的技术手段，把电磁场限 制在一定的空间范围之内。
３、主动屏蔽：屏蔽干扰源，导体壳接地。 原理：如图6－1－1所示， ⑴、对于静电场：导体壳接地B电 位为0，外表面没有电荷分布， 屏蔽是完全的。 。 ⑵、A所带的电荷变化时（变化缓 慢的交变电场），接地线中出 现电流，这时： ① B外表面出现电荷分布， ② 接地电阻不可能完全为0，B的 电位也不为零， ∴ B外仍有残留的电场，屏蔽是不完全的。
四、一些实用的屏蔽技术 １、金属网屏蔽 ①、金属网的屏蔽效果，主要是利用反射损耗，吸收损耗 比较小。 ②、屏蔽效果：不同的资料上介绍了好几种计算方法，下 面介绍一种计算比较简单的：当金属网的网眼的最大 尺寸b＜λ／2时， 1.5 104 S 20lg dB 6 1 21 b(cm) f (MHz ) 理论上：若网孔间间距60根／λ以上，孔隙率50％以 下，金属网与金属板的反射损耗近似相等。 实际上：由于网线之间接触电阻的影响，实际的屏蔽 效果要低得多，旧金属网，表面生锈，接触 电阻很大，屏蔽效果下降很多。 可采用拉制的金属网或双层金属网提高屏蔽效果。
屏蔽效能的计算
上式（6－1－7）中的各项可以视为相对于铜材 料的导电系数σ 和导磁率μ ，频率f（Hz） 以及所存在的各种物理参数的函数。
㈡、计算屏蔽效果： 1 设入射波为 E0
1 1 1、Er R1 E0
0 1 E0 0
反射系数 R1 =
0 0
(6 1 8)
４、被动屏蔽：屏蔽敏感设备， 原理上导体壳可以不接地， 实际上一般也接地，图6－ －1－2。 原理：……导体壳内是等位 体，场强为0，……， 不接地，导体上的缝隙，孔 洞都可能引起电力 线的泄漏，降低屏 蔽效果。 接地，导体壳内、外静电位都为０，可防止电力线的 泄漏，提高屏蔽效果。
５、屏蔽效果 干扰源A和被干扰设备B之间加 入屏蔽体S，如图6－1－3。 UA 、 C1 、 C2 ……, C3很 小, 可以忽略， 屏蔽体上的感应电压： jC1Z S US U A 6 1 1 1 jC1Z S 设备上的干扰电压：
磁屏蔽不可能把磁力线完全集中在屏蔽体内 (图6－1 －4)，总有一些泄漏，采用双层屏蔽，可以提高屏蔽效果。 6－1－3 电磁屏蔽 一、用于屏蔽高频电磁场 二、屏蔽体：导体壳(金属板、网、膜) 三、原理：以单层金属板为例，图6－1－5 ㈠、电磁波入射在导体板上。 1、在导体板表面发生反射（S2）和透射， 2、透射波在导体板中产生感应电流，引起电磁能量的损耗 （S1）， 3、透射波在导体板内发生多重反射（S3）， 所以，总的损耗（屏蔽效果）包括反射损耗S2、吸收损 耗S1和多重反射损耗S3 S＝ S1 ＋ S2 ＋ S3 dB （6－1－7）
电磁场屏蔽的机理
H0/E0
H1/E1
电磁场屏蔽的机理
• 电磁屏蔽体对电磁的衰减主要是基于电磁 波的反射和电磁波的吸收两种方式。
电磁场屏蔽的机理（续〕
• 与前面已讲述的电场屏蔽及磁场屏蔽的机理不同，电磁屏 蔽对于电磁波的衰减有三种不同的机理：
x 当电磁波在到达屏蔽体表面时，由于空气与金属的交界面上 阻抗的不连续，对入射波产生的反射。这种反射不要求屏蔽 材料必须有一定厚度，只要求交界面上的不连续； x 未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量，在体内向前传播的过 程中，被屏蔽材料所衰减。这种物理过程被称为吸收； x 在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量，传到材料的另一表面时， 在遇到金属与空气不连续的交界面时，会形成再次反射，并 重新返回屏蔽体内。这种反射在两个金属的交界面上可能有 多次的反射。
Rm l
0 r S
6 1 3
空气μr＝1，屏蔽壳μr＞103，
∴ Rm壳＜＜Rm空气，B线集中在屏蔽壳的壁内（聚磁作 用），壳内B≈0――磁场屏蔽。 ４、屏蔽效果 ①、定义：S B0 , 或 S H 0 6 1 4 , B0、H 0、B、H …… B H
②、磁场的屏蔽效果 S 1+
2 r t 3 R
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6 1 5
t：屏蔽体的厚度 R：与屏蔽体体积相等的球体的半径， 设屏蔽体的体积为V，则： V =4 R3/3, R= 3 3V/(4 ) 屏蔽效果常用分贝表示：S (dB) 20 lg(1
2 r t ) 3 R
6 1 6
jC2 Z B U S 6 1 2 1 jC2 Z B 可以看出，要使UB减小，必须使C1、 C2、ZS减小，只有使ZS＝0，才能使US＝0，UB＝0，即屏蔽 体必须良好接地，才能提高屏蔽效果。 UB
6－1－2 磁场屏蔽 １、屏蔽恒定磁场或变 化缓慢的交变磁场。 ２、屏蔽体：高磁导率 材料［例如：钢、 铁板（网）、坡莫 合金（含镍45～80 ％，少量钼、铜、 铬、钒、锰……）、 ３、屏蔽原理：图6－1－4，屏蔽壳壁与空气并联…，磁阻，
①、主动屏蔽：把干扰源置于屏蔽体之内，防止电磁能量 和干扰信号泄漏到外部空间。 ②、被动屏蔽：把敏感设备置于屏蔽体内，使其不受外部 干扰的影响。 2、屏蔽的分类（按场的类型可分为） ①、静电屏蔽 ②、磁场屏蔽 ③、电磁屏蔽 6－1－1 静电屏蔽 １、屏蔽静电场或变化缓慢的交变电场（例如工频电场， 高压带电作业的均压服） ２、屏蔽体：良导体壳（金属板、网）