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EMI/EMC屏蔽效能的测量
用以测量任何屏蔽系统效能的技术差异极大,而且有时无法再制或毫无可比性。 更复杂的因素之一,如规章中所述,这是如商业机械或计算机般的已完成项目,您必须测试其整体效能,而不是测试带有涂料或屏蔽系统的个别部份。 |
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EMI 的测量是一个极为复杂的主题,而且本文件的目的不是要完全涵盖环绕此技术的所有不同问题。 这里将讨论基本的测量原理与几个不同的测量技术,但并不涉及细节部分。 |
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有数种不同的技术可用来测量电磁能量,但是目的通常是测量其「衰减」。 衰减是指电磁信号强度因屏蔽介质的传导而减少的数量。 在实际的术语上,衰减是以分贝 (dB) 为测量单位,以及无屏闭之场强度与有屏闭之场强度的比率。 若以数学方式来表达,其公式可写成: |
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电场强度效能 (dB) = 20 log Ei/Et 此处: |
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Ei = 入射的电场强度,单位为 V/m(或接受的信号) |
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以及 |
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Et =传送的电场强度,单位为 V/m(或传送的信号) |
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磁场强度效能 (dB) = 20 log Hi/Ht 此处: |
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Hi = 入射的磁场强度,单位为 amps/m,以及 |
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Ht = 传送的磁场强度,单位为 amps/m |
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电磁总屏蔽效能 (dB) = 10 log Pi/Pt 此处: |
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Pi = 入射的功率,单位为 watts/m2 以及 |
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Pt = 传送的功率,单位为 watts/ m2 |
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以分贝为测量单位的屏蔽效能是一种对数标度,意即是 50 dB 的衰减测量,其效能为 40 dB 测量单位的 10 倍。 图 17 所示为以衰减角度所描述的各种效能层级。 表 14 所展示为典型的屏蔽值,该值可指出产生有效防护所需的层级。
屏蔽效能和衰减之间的关系 (图17)
屏蔽衰减层级 表14
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屏蔽效能测量FCC 开放式磁场技术(图18)
传导放射测试可测量电源线本身所传送的信号,但此时的开关必须是开启的,且线路有连结至噪声测量器上。 |
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其它测试技术 |
其它测量屏蔽效能的测试技术包括「屏蔽盒技术」、「同轴传导线技术」和「屏蔽空间技术」。 这些测试所使用的方法及设备需求量非常多样而且复杂。 虽然这些测试提供了特殊基底及图层组合之屏蔽效能的初步指示,但这些测试无法视为与经营商一致的指针。 这些测试与在组合装置上执行开放式磁场测试不同,通常仅在测试试样上执行(举例来说,已涂上涂料的薄片、环圈状的样本、或大片的板子)。 他们主要的目的是在快速比较两种或多种潜在的屏蔽机制。 |
屏蔽盒技术 |
屏蔽盒技术是第一个开发出来的测试方法,此方法需用到一个剪去一边的封闭盒子,如图 19 所示。所有必要的记录和传送设备,都安装在外部的法拉第笼里,以确保合理的精确度。 这是一个近场的测试。 |
屏蔽效能测量屏蔽盒技术(图19)
此技术只是记录从盒子外部传送之 EMI 信号,然后将此信号与盒子内部所记录的信号作比较。 屏蔽效能就是这两种信号的比率。 |
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已涂上涂料的薄片被夹紧在缝隙中,并同时记录传送和接收的放射能。 如有必要的话,可以使用纯铜或铝板为参考测量。 |
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非常重要的一点是,「盒子」要密封成像一个法拉第笼,任何泄漏都会严重影响测量结果。 当薄片被夹紧在缝隙中后,必须使用密封剂来确保能维持最大的系统动态范围。 |
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此技术的限制之一是频率测量需低于 500 MHz,但相对的,此方式比较简易、且只需要小的薄片。 |
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此测试技术的范例之一为美国测试与材料协会 (ASTM) ES7-83 所定义的双重室测试。双重室是一个具屏蔽的矩形盒子,背部装有绞链,其传送和接收天线由舷窗 (port window) 隔开。 测试样本为一个 3 英吋 x 6 英吋 x 0.125 英吋的薄片,将放置在舷窗上方的盒子中。 |