王 龍

（渤海大學(xué)數(shù)理學(xué)院，遼寧 錦州121000）

電子技術(shù)在近幾年發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍不斷擴大，越來越多的人使用電子設(shè)備工作或生活，由于電子設(shè)備的增加，導(dǎo)致空間中設(shè)備散布密度變大，磁場變強，相互之間的干擾越來越嚴(yán)重，為了使電子設(shè)備在使用中更加精準(zhǔn)與穩(wěn)定，電子設(shè)備的屏蔽顯得越來越重要。我們需要消除其他設(shè)備電磁干擾，將之控制在一定范圍之內(nèi)，通過電路改進設(shè)備消除電子設(shè)備干擾需要付出高額的經(jīng)濟代價與時間代價，付出與回報不成比例。而屏蔽設(shè)計的采用能夠付出較少的代價從而回收較大的效果，在實踐中被較多使用。電子屏蔽設(shè)備不同于傳統(tǒng)電子設(shè)備，在設(shè)計中有許多問題需要思考，在設(shè)計之初就應(yīng)該對屏蔽問題進行構(gòu)思，滿足其電磁兼容的特殊要求。本文對電子屏蔽設(shè)備的設(shè)計原理與設(shè)計結(jié)構(gòu)進行分析，最后對安裝方法進行總結(jié)。

1 電子屏蔽類型與原理

根據(jù)電子屏蔽原理可以進行如下三種分類：

1.1 靜電屏蔽

靜電屏蔽的主要作用在于對靜電場影響的規(guī)避，應(yīng)用原理主要是將兩個電路之間的耦合干擾作用消除，防止電子設(shè)備互相干擾。靜電感應(yīng)在強電場中產(chǎn)生阻抗的高輸入來說是主要的干擾因素。

1.2 磁場屏蔽

磁場屏蔽在電子設(shè)備的屏蔽中主要應(yīng)用于避免寄生電感的耦合，通過高導(dǎo)磁率材料的選取和磁場分布的選擇，運用磁力線將寄生電感約束在磁屏蔽體中，通過磁場屏蔽的方法抑制磁場的擴散，形成電子設(shè)備的屏蔽干擾。

1.3 電磁屏蔽

在電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾中，往往不僅有電場的因素也有磁場的因素，因此在屏蔽中不僅需要對電場進行屏蔽也應(yīng)屏蔽磁場。電磁屏蔽的屏蔽體常常是導(dǎo)電率高的金屬材料，電磁屏蔽的原理是磁場的相互抵消，通過屏蔽金屬內(nèi)消除干擾產(chǎn)生的電流感應(yīng)與原有的電磁感應(yīng)相互抵消，通過這種模式將電子設(shè)備之間的干擾進行屏蔽，獲得預(yù)期效果。

2 幾種常用的屏蔽結(jié)構(gòu)

2.1 屏蔽線

同軸電纜線；其二為低頻屏蔽線，又被稱之為金屬隔離狀皮線。這兩種屏蔽線所用材料不同，在用途上也有所不同。高屏蔽線主要用在特定要求的波阻抗與嚴(yán)格顯著傳輸衰減的場合，而低頻屏蔽線主要運用于低頻信號流通的電路線路中，主要作用為負荷電流，不需要對特定匹配阻抗問題進行解決。

對屏蔽線的正確使用能夠產(chǎn)生更加顯著的抑制干擾作用，在操作實踐中使用屏蔽線應(yīng)注意以下問題：

（1）屏蔽線的電容分布大的情況下，使用高頻率電流回路連接屏蔽線，會導(dǎo)致回路中總電容量增大，降低回路中的諧振抗阻能力。

（2）假設(shè)屏蔽線的長度比最小波長的25%長，那么導(dǎo)線上則會產(chǎn)生駐波，出現(xiàn)輻射天線。因此在使用中，屏蔽線長度應(yīng)比信號25%波長小，高頻情況下應(yīng)比波長的5%小，除此之外，使用過長的屏蔽線會產(chǎn)生阻抗匹配的相關(guān)問題。

（3）使用高頻信號線進行屏蔽，可以將屏蔽線與其余導(dǎo)線進行合并捆扎，應(yīng)注意的是，高平信號線不應(yīng)該與低電平信號線相互合并，避免前者對后者的干擾，因此高平信號線一般應(yīng)單獨進行走線。

（4）同軸電纜在接地時不能隨意連接隔離皮，以免不恰當(dāng)連接導(dǎo)致的高頻低電流，產(chǎn)生電流會導(dǎo)致電子設(shè)備部件之間的耦合，產(chǎn)生噪聲源。實踐中避免干擾的方法是將隔離皮與部件屏蔽體進行連接。需要特別注意連接點的位置選擇。

2.2 屏蔽盒

屏蔽盒是一種特殊的盒式屏蔽體，一般擁有一個或多個腔體。屏蔽盒分為多種形式，分別為：單層或雙層屏蔽盒形式、多層屏蔽盒形式以及單腔屏蔽盒形式與多腔屏蔽盒形式。關(guān)于多腔屏蔽盒形式的屏蔽體，需要做到每個腔體均產(chǎn)生較好的屏蔽效果。

2.3 屏蔽室

針對效果而言，采用金屬板作為屏蔽室的屏蔽體效果最好，然而從通風(fēng)角度與采光方面進行分析，綜合采用金屬網(wǎng)材料做屏蔽體較為合適，金屬網(wǎng)孔洞越小，屏蔽效果越好，一般實踐中采用1.3～1.5mm孔洞的金屬網(wǎng)最為合適。單層屏蔽的效果不如雙層屏蔽產(chǎn)生的效果，雙層屏蔽中可以使用絕緣襯墊，將兩層金屬網(wǎng)之間的間距控制在10cm左右最為合適。

3 屏蔽體的設(shè)計

根據(jù)電子設(shè)備的屏蔽要求，設(shè)計屏蔽體的材料選擇與厚度大小，從而確定其結(jié)構(gòu)與形式。可以利用屏蔽效能公式分析屏蔽效果，測量是否達到屏蔽要求。由于客觀條件的限制，屏蔽體的效能要差于理論結(jié)果，因此在設(shè)計中應(yīng)對這部分效果進行驗證后進行補充。

3.1 屏蔽體的材料選擇原則

對于屏蔽材料的選擇，應(yīng)在測量屏蔽效果后選擇銅、鋁或鐵等材料，對于有特殊要求的屏蔽體應(yīng)選擇效果更好的坡莫合金進行設(shè)計制作。對于低頻電子干擾設(shè)備的屏蔽，在選擇上應(yīng)傾向于反射損耗較大的金屬，對于高頻電子干擾設(shè)備的屏蔽，應(yīng)傾向于吸收損耗大的金屬材料，在選擇上可以考慮金屬材料的重量與機械強度等因素。在屏蔽體材料的選擇上應(yīng)盡量選擇電化次序排列相近的金屬進行制作，防止出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象與有害噪電壓現(xiàn)象，影響屏蔽設(shè)備的使用時間與降低屏蔽效果。

3.2 屏蔽體結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

（1）設(shè)計屏蔽體應(yīng)盡可能減少孔洞設(shè)計，以免降低屏蔽效能，在開口時應(yīng)盡量避免開口為矩形。

（2）在屏蔽體結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)使屏蔽體內(nèi)部縫隙與內(nèi)部線圈之間的軸線相互垂直。

（3）屏蔽體設(shè)計中應(yīng)控制縫隙之間的直線尺寸，將大小控制在10%的最小波長內(nèi)，將孔洞直徑控制在20%的工作波長內(nèi)，否則會出現(xiàn)天線效應(yīng)，影響屏蔽體的屏蔽效能。減少屏蔽體縫隙的方法有以下幾種：通過減少屏蔽室單元結(jié)構(gòu)的劃分來減少縫隙，減少屏蔽盒子與蓋板大小，縮短屏蔽體縫隙；增加屏蔽體蓋板上的螺絲釘數(shù)量，減少固定艱間距，縮短縫隙大小，同時也可以采用增加接觸板壓力的方式縮短縫隙大??；選用梳形接觸片的彈簧結(jié)構(gòu)，代替螺絲釘固定蓋板，減少屏蔽體縫隙大?。环胖脤?dǎo)電墊圈裝置；使用多層復(fù)合式蓋板，嚴(yán)合蓋板縫隙；改善蓋板結(jié)構(gòu)，使用彈性蓋板結(jié)構(gòu)，改變接觸機制。

4 屏蔽體的安裝方法

對于屏蔽設(shè)備的安裝，重點在于安裝屏蔽盒體以及屏蔽隔板，安裝正確直接影響電子設(shè)備的屏蔽效能，安裝中應(yīng)本著最小縫隙的原則，即在安裝屏蔽體時應(yīng)盡量做到減小縫隙、減小接觸電阻。連接屏蔽隔板與屏蔽盒體時使用熔焊技術(shù)或釬焊技術(shù)比螺絲釘、鉚釘連接會取得更加優(yōu)越的效果，因為螺絲釘電氣連接為不連續(xù)連接，且由于氧化與或腐蝕等原因會造成電阻加大，接觸不良。加工屏蔽體最好的方法是銑削，通過這種方式可以將屏蔽能效達到最高，在400～500MHz時，屏蔽體效果可以高達100dB以上，銑削的缺點是加工成本較高，加工不便。

5 總結(jié)

電子屏蔽設(shè)備在電子應(yīng)用領(lǐng)域研究十分廣泛，屏蔽技術(shù)是運用電磁兼容技術(shù)的重要技術(shù)，主要解決電子設(shè)備的電磁干擾現(xiàn)象，在屏蔽設(shè)備應(yīng)用中，電子設(shè)備能夠長期穩(wěn)定、精準(zhǔn)工作運轉(zhuǎn)，結(jié)合電子屏蔽技術(shù)能夠解決電磁兼容問題，使應(yīng)用電子技術(shù)變得更加簡單可靠。

［1］顧金良,王松巖,李安源.電子設(shè)備的屏蔽效能分析及設(shè)計方法[J].情報指揮控制系統(tǒng)與仿真技術(shù),2004,04：76-80.

［2］楊明冬.電子設(shè)備的電磁屏蔽設(shè)計[J].電子工業(yè)專用設(shè)備,2010,05：46-49.

［3］曲澤超,張玲玲.電子設(shè)備的電磁屏蔽設(shè)計與技術(shù)探討[J].科技信息,2010,30：348-349+351.

［4］劉尊建.電子設(shè)備的屏蔽設(shè)計[J].集成電路通訊,2007,03：49-52.