лекции / 28.04.02 (МироновА.А

4.2.2 Электромагнитное экранирование

Переменное высокочастотное электромагнитное поле при прохождении ч/з металлический лист, либо перпендикулярно, либо под некоторым углом его пл-ти наводит в этом листе вихревые токи, после которых ослабляется внешнее поле, в этом случае лист – электромагнитный экран.

Примером таких экранов могут служить корпуса РЭУ (стенки, крышки). Расчет электромагнитных экранов различен для различного диапазона частот внешних полей.

Расчет электромагнитных экранов:

Исходными данными для расчета электромагнитной помехоустойчивости является:

1.Конструкционные параметры изделия, спектр частот f_i, соответственная напряженность электр. поля E(f_i) или магнитная индукция B(f_i).

2.Или их допустимые значения.

Следует отметить, что наибольшее влияние на работоспособность аппаратуры оказывает магнитная составляющая электромагнитного поля.

Если магнитное поле с f_i, будет пересекать пл-дь S, то получим: .

В случае анализа помехоустойчивости печатных узлов, наиболее чувствительными эл-ми явл. микросхемы, тогда S-наибольшая пл-дь замкнутого контура: - коэффициент экрана.

Последовательность расчета экрана:

1.Определяем тип поля помехи.

2.Выбираем конструктивную форму экрана, которая может быть выполнена в виде прямоугольной, цилиндрической и сферической. Форма экрана оказывает влияние на хар-ое сопротивление среды экрана.

Формы экранов:

R_Э=r_э

- резонансная частота.

3. Выбор материала и конструкций стенок экрана.

Наибольшее влияние на эффективность экранирования влияет материал. Количественно, величину характеризующую экранированное действие материала рассчитывают следующим образом:

- глубина проникновения (показывает, на какой глубине магнитное поле ослабнет в е-раз;

f-частота поля;

 - магнитная проницаемость;

 - удельная проводимость материала экрана.

Если экран работает в магнитном поле ближней зоны, то эффективность магнитных материалов значительно выше немагнитных, так как >>1.

В электромагнитном поле дальней зоны немагнитные материалы, обладающие большей проводимостью, по сравнению с магнитными обеспечивают более высокую эффективность экранирования.

Достоинство сеточных экранов:

Просты в изготовлении, удобны в сборке и эксплуатации, не препятствуют свободным конвективным потокам воздействия, светопрониц., позволяют получить высокую эффективность экранирования во всем диап. частот.

Недостаток: невысокая механическая прочность.

Экранирующие свойства сеток проявляются в рез-те отражения электромагнитной волны от ее пов-ти.

Основные параметры сетки: Шаг сетки S_с, радиус проволоки r_с, удельная проводимость материала .

4. Рассчитываем эффективность экранирования выбранного экрана, а при необходимости его величину.

Шунтирование – отвод лишней энергии.

_ф – длина фронта;

Электромагнитное экранирование заключается в шунтировании большей части или всей нарезной емкости на корпус. На Рис.1,2,3 изображены возможные случаи расположения источника помех А и приемника помех В.

Рис.1 – корпус удален от приемника помех на значительное расстояние и емкостью C_AB можно пренебречь.

Рис.2 – Экран, расположен вблизи проводников, паразитная емкость С_АВ уменьшается шунтирующей емкость С_В0.

Рис.3 – Экран располагают м/у приемником и источником, тем самым уменьшают паразитную емкость до значения С’_АВ.

С целью улучшения экранирования, на обеих сторонах ПП, сигн. и заземл. экранные проводники чередуют таким образом, чтобы против сигнальной линией, проходящей с одной стороны платы, всегда располагалась заземляющая линия с др. стороны платы, при этом каждая сигнальная линия оказывается окруженной 3-мя заземленными линиями. В рез-те чего достигается эффективная экранировка от внешних помех.