你了解EMI屏蔽嗎?它有什么作用?噪聲和輻射是電子工程師所研究的主要對象，也就是我們口中所說EMI的電磁屏蔽，究竟EMI屏蔽背后隱藏這怎樣的真面目?
干擾輻射的來源
麥克斯韋方程顯示，每當電流經(jīng)流導體時，都會產(chǎn)生磁場，而磁場將會產(chǎn)生電場。電場和磁場的輻射特性被稱之為輻射發(fā)射。這些輻射發(fā)射將會在電路或整個印刷電路板(PCB)中引發(fā)一些問題。在理想電路之中，電路本身發(fā)射的信號只包括電流和電壓，而在現(xiàn)實世界中，噪音是繞不開的問題。當電路信號受到任何干擾時，就會發(fā)生這種情況。
由于電磁信號的性質，并不能避免噪聲的存在，但是可以大大降低其影響。需要注意的是，設備在運行時不會受到其他設備的影響，正如設備不會受到其他設備影響一樣，電磁敏感性是電路系統(tǒng)受到干擾仍然保持正常工作的能力。這種敏感性將取決于施加的噪聲水平，而不同的應用諸如車載、醫(yī)療、軍事等領域，擁有不同的程度磁化率。每個電路、設備或系統(tǒng)都必須經(jīng)過適當?shù)脑O計，盡可能減少輻射水平，來達到只對高水平的電磁場敏感。
EMC認證
電磁兼容性(EMC)認證是任何產(chǎn)品上市必須經(jīng)過的步驟，每個產(chǎn)品都必須通過EMC測試，以確保安裝時不會影響任何其他設備(例如輻射測試)，并且即使周圍存在其他系統(tǒng)(例如，敏感性測試)。
通常來說，電子設備都會安裝在外殼內(nèi)，金屬外殼非常擅長限制電磁屏蔽，但相對來說并不完美。PCB和外殼之間的結合處會出現(xiàn)孔或槽，并且電磁場可以穿過它們，簡言之EMI屏蔽就是要覆蓋這些孔或槽。此外，許多產(chǎn)品設計中存在一個普遍問題：僅在設計周期的最新階段才去考慮EMC認證的問題，在此情況下，整體的設計就被凍結到了這個階段，EMC工程師并沒有空間去修改產(chǎn)品設計解決電磁相關的問題。因此，一整套的工具與生態(tài)，并無需再次修改PCB對于EMI屏蔽起著至關重要的作用。小型化和高效能一直以來是電子產(chǎn)品發(fā)展的全球趨勢，PCB具有越來越短的上升時間和越來越快的數(shù)字電路。上升時間越短，帶寬越大，而在此同時波長則會越小。當電路中波長與PCB的物理尺寸相當時，就會出現(xiàn)一定問題。如果這些波長足夠小，可能會到達外部并與其他設備產(chǎn)生干擾。
可以使用EMI屏蔽(即采用有助于覆蓋這些小孔并改善機械外殼的法拉第籠效應的磁性材料)封閉這些開口。
計算EMI屏蔽效果和趨膚深度
無數(shù)種的EMI屏蔽擁有不同的材料和形狀，但總的來說最終的目標都是限制電磁場。屏蔽元件充當阻擋電磁輻射的屏障，事實上，這種屏蔽方式的過程擁有巨大的衰減，這將取決于電磁波和屏蔽元件的材料。當波撞擊屏蔽材料時，會生成兩種新的波，包括反射波和透射波。因此，入射波的能量將分裂為這兩種波。所傳輸?shù)慕M件是關鍵的相關組件，波將穿過屏蔽材料而到達外面。屏蔽的有效性將決定其衰減該分量的能力。趨膚深度是波在其幅度降低到1/e之前可以傳播的距離，該參數(shù)取決于材料磁導率，頻率和電阻率的因素，可通過以下表達式近似表示：
注：σ表示電導率，μ表示磁導率，F(xiàn)表示頻率
使用屏蔽材料的目的是在波通過后盡可能減小波的幅度。因此，選擇合適的材料類型及其厚度t是極其重要的，以確保系統(tǒng)的所有頻率都被衰減。屏蔽材料在此任務中的表現(xiàn)如何，取決于屏蔽效果(S.E)，如下所示：
注：第一項代表反射損耗，第二項代表吸收損耗。
EMI屏蔽的類型
EMI屏蔽類型將很大程度上取決于產(chǎn)品的類型、電磁要求和環(huán)境條件。最常見的EMI屏蔽如下：-EMI墊片-EMI屏蔽膠帶-金屬夾-屏蔽柜EMI墊片EMI墊片用于覆蓋兩個機械表面間不規(guī)則但又存在的微孔，這些墊片還可用來改善接地連接。它們具有粘性部分和許多輪廓，因此可以輕松地安裝在不同類型的機械接頭之中。
EMI屏蔽膠帶
想要確保所有微孔都被蓋住，但對于像EMI墊片之類的選件并沒有太多垂直空間時，EMC膠帶就是首選了。這些膠帶的頂部具有高導電性的材料(例如鎳或銅)，另一側具有粘合劑。
金屬夾
任何設備都需要短而寬且直連的接地線，如果這項連接做不好，將會形成不需要的單極子，這將會產(chǎn)生輻射電磁場。金屬夾改善了這種連接并加強了機械連接。屏蔽柜如CPU、存儲IC和射頻(RF)級之這類的干擾源來說，選擇PCB層上利用屏蔽柜單獨屏蔽是極佳的選擇。
結論：所有電路均會發(fā)出電磁輻射，并且容易被其他電路輻射。獲得將您的產(chǎn)品推向市場所需的認證可能是一個痛苦的測試過程。各種形式和類型的EMI屏蔽都是解決EMI問題的基礎。以上就是EMI屏蔽解析，希望能給大家?guī)椭?
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