Notizie PCB - Materiale di schermatura elettromagnetica EMC

Materiali di schermatura elettromagnetica EMC e linee guida di progettazione

Le norme e gli standard attuali fissano il valore limite dell'intensità del campo elettrico irradiata dal prodotto a 3m, 10m o 30m. Per verificare se l'apparecchiatura di prova EMC soddisfa questi standard, è necessario un campo sufficientemente ampio in grado di fornire la distanza corrispondente tra il DUT e l'antenna. L'energia elettromagnetica di fondo del sito di prova EMC è molto inferiore all'intervallo di prova EMC. Lo stato dell'apparecchiatura da sottoporre a prova da EMC deve essere lo stesso dello stato di utilizzo effettivo e l'interfaccia I/O è collegata con periferiche appropriate. Il sistema in prova deve essere posizionato sul giradischi in modo che il segnale massimo di radiazione possa essere trovato ruotando. Il giradischi e l'antenna sono posizionati sullo stesso terreno. In questo modo, la radiazione quando il sistema funziona può essere misurata.

Questo tipo di prova può anche essere effettuato in una camera semi-riflettente, ma le dimensioni e il costo di una camera di prova adatta sono considerevoli. La maggior parte dei test di radiazione sono condotti in campo aperto. Il campo aperto è accuratamente selezionato. Lo sfondo elettromagnetico è molto basso e non ci sono riflettori intorno, come gli edifici.

Al fine di ottenere l'efficacia di schermatura di diversi materiali, vengono utilizzati alcuni altri metodi di prova. La scatola di schermatura è uno dei primi metodi sviluppati. Il dispositivo per posizionare l'antenna ricevente nella scatola di schermatura sigillata è mostrato nella Figura 1-5. C'è un'apertura quadrata in questa scatola. Posizionarlo in una stanza schermata per ridurre al minimo le interferenze esterne. Ci sono generatori di segnale e antenne di trasmissione nella stanza schermata. Il campione del materiale da testare è saldamente bloccato sull'apertura della scatola e la forza del campo all'antenna trasmittente e la forza del campo all'antenna ricevente sono registrati. L'efficacia di schermatura di questo materiale è il rapporto dei due valori. Le lastre di rame puro possono essere utilizzate come valori di riferimento. I quattro dispositivi schermati della stanza mostrati nella figura 1-6 possono essere utilizzati per migliorare la precisione di misura e ampliare la gamma di frequenza della misura.

Metodo teorico di schermatura

La teoria delle onde elettromagnetiche è una teoria classica. Maxwell, Faraday e altri stabilirono equazioni di base che descrivono i campi elettrici e magnetici prima dell'elettronica. Tuttavia, queste equazioni difficilmente possono essere applicate direttamente a hardware complesso nella pratica. L'attenuazione dei campi elettrici e magnetici può essere meglio espressa dalle equazioni ottenute dagli esperimenti, e queste equazioni sono ampiamente utilizzate nella progettazione di schermatura. Ci sono molti fattori che influenzano il campo intorno alla fonte di energia elettromagnetica. Il tipo di sorgente conferisce al campo alcune caratteristiche, come l'ampiezza della radiazione. La distanza dalla sorgente e le caratteristiche del mezzo di trasmissione delle onde elettromagnetiche influenzeranno l'interazione tra il campo e lo scudo. Nella schermatura elettromagnetica, l'impedenza d'onda Zw è un concetto utile che collega questi parametri. L'impedenza d'onda è definita come il rapporto tra il campo elettrico E e il campo magnetico H. La tensione di azionamento sulla sorgente determina le caratteristiche dell'interferenza. Ad esempio, la corrente che scorre nell'antenna loop corrisponde a una tensione di azionamento inferiore. Il risultato è un campo elettrico più piccolo e un campo magnetico più grande nelle vicinanze dell'antenna, con impedenza d'onda inferiore. D'altra parte, a un quarto di lunghezza d'onda, l'impedenza di tutte le onde sorgente si avvicina alla caratteristica impedenza dello spazio libero, 377 ohm. In questo momento, è chiamata onda piana, e come riferimento, la lunghezza d'onda di 1MHz è 300m. A seconda della distanza dalla sorgente, le onde elettromagnetiche possono essere ulteriormente divise in due tipi, campo vicino e campo lontano. Il confine tra i due campi è basato sulla lunghezza d'onda Î" divisa per la distanza di 2π come punto di confine. L'area vicino a Î"/2π è chiamata zona di transizione. La sorgente e la zona di transizione sono il campo vicino, e il punto oltre questo è il campo lontano. Le caratteristiche delle onde di campo vicino sono determinate principalmente dalle caratteristiche della sorgente, mentre le caratteristiche delle onde di campo lontano sono determinate dal mezzo di propagazione. Se la fonte è alta corrente, bassa tensione. Il campo vicino è dominato dalle onde di campo magnetico. Una sorgente ad alta tensione e bassa corrente genera onde dominate da campi elettrici. Questo concetto è molto utile quando si progetta schermatura per controllare le radiazioni. In questo momento, la distanza tra il guscio di schermatura e la sorgente è solitamente dell'ordine di centimetri, che è relativamente vicina al caso di schermatura delle onde elettromagnetiche. Nel campo lontano, sia i campi elettrici che magnetici diventano onde piane, cioè l'impedenza d'onda è uguale all'impedenza caratteristica dello spazio libero. Conoscere l'impedenza delle onde vicino-campo della radiazione di interferenza è molto utile per progettare metodi di controllo. Il materiale ferromagnetico ad alta permeabilità che può shunt flusso magnetico può schermare onde di bassa impedenza sotto 200KHz. Al contrario, il metallo ad alta conducibilità che può cortocircuito il vettore elettrico nelle onde elettromagnetiche può schermare le onde di campo elettrico e le onde piane. Maggiore è la differenza tra l'impedenza dell'onda incidente e l'impedenza superficiale dello scudo, maggiore è l'energia che lo scudo riflette. Pertanto, un sottile foglio di rame con alta conducibilità ha poco effetto sulle onde di bassa impedenza.

Quanto sopra è l'introduzione dei materiali di schermatura elettromagnetica EMC e delle linee guida di progettazione nella progettazione PCB. Ipcb è fornito anche ai produttori di PCB e alla tecnologia di produzione PCB.