顺利通过EMC试验（二十四）文字版

预习思考题

请列举屏蔽机箱可能影响的电磁兼容实验项目。

过去一提到电磁兼容，人们首先就想到屏蔽。我记得我刚工作时，为了降低计算机的辐射发射，当时的研究室主任告诉我，做一个金属机箱，然后接地，就可以了。我和一些同事照做了，结果如何大家可以想象。

实际上，大部分人都认为只要用金属制作一个机箱，并把他接地，就可以起到屏蔽作用，就可以解决一切辐射相关的电磁兼容问题，理如辐射发射、辐射敏感性。

正是这些误解，导致大部分设计师不能妥善处理电磁兼容问题，并对电磁兼容充满了神秘感。他们发现，良好接地金属机箱似乎并不能改善电磁兼容性。

实际上，一个机箱或者机柜要起到电磁屏蔽作用，金属材料，或者确切的说，导电材料，仅仅一个必要条件。机箱/机柜是不是具有屏蔽作用，还取决与两个因素，这就是机箱/机柜的表面导电连续性和穿过屏蔽体表面的导体。

经常看到一些设计师，在遇到了电磁干扰问题时，总是千方百计地改善机箱的接地，会将原来的接地导体换成更粗的导体，或者多股编制的导体。但是这往往并不会使电磁干扰问题有所改善。因为，一个电磁屏蔽体与接地没有关系。如果，接地的状态确实影响了电磁干扰现象，那是因为有其他因素，例如共模电流的问题。

大部分设计师把一切希望寄托于屏蔽机箱/机柜，认为只要做好了屏蔽，一切辐射问题都可以解决。因此，一旦出现了电磁干扰问题，例如，辐射发射超标，他们就拼命查找屏蔽体上的缺陷，并弥补这些缺陷，但是结果往往令人失望。因为，屏蔽对于解决设备辐射相关的电磁兼容问题，仅起到一部分作用，并且通常并不是主要的作用。

屏蔽机箱的第一个作用就是阻断电磁波的传播路径。

对于外部的电磁场骚扰，屏蔽机箱可以保护内部电路，不受到骚扰电磁场的影响。外部电磁场包括来自各种天线的无线电发射，也包括临近一些强骚扰设备产生的骚扰，例如，电机驱动器是一类最强的骚扰源。还有一种较强的辐射骚扰，就是在做ESD试验时，在垂直、水平耦合板上进行放电时产生的电磁场。由于距离很近，因此，场强值还是很大的。

对于内部电磁场骚扰，屏蔽机箱可以阻止骚扰辐射出设备，是设备顺利通过辐射发射的试验。内部电磁场主要来自内部的一些包含较大du/dt和di/dt的电路。也包括PCB之间的互连电缆。

实际上，通过前面的学习，我们知道，PCB的外拖电缆往往是更强的辐射源。

屏蔽机箱的第二个作用是，为滤波器提供一个清晰的界面。

很多设计师对于电磁干扰滤波器还是比较陌生的，更不知道怎样发挥电磁干扰滤波器的效能。为了便于大家理解，我们做一个比喻。

一个生活小区，或者一个公司，为了保证安全，需要一个围墙。但是围墙上必须保留门口。如果门口没有门卫，大家认为，这个围墙还有必要吗？

所以，为了保证安全，在门口必须有门卫。那么，反过来，如果没有围墙，你认为门卫的作用大吗？

回到我们的问题，屏蔽机箱就是围墙，电源线、I/O电缆线就是大门口，滤波器就是门卫。如果没有屏蔽机箱，滤波器的作用也不能充分发挥。

当然，如果没有滤波器，屏蔽机箱也是枉然。

屏蔽机箱的第三个作用，是为滤波器提供一个共模滤波的“地”。

对于电磁兼容的三个措施，屏蔽、滤波、接地，恐怕接地是最令人困惑的问题了。实际上，也是这样，所以，在我们的电磁兼容培训中，接地这个专题要用两个小时的时间来讲解。关于接地不是一两句话能说清楚的，大家有机会可以参加我们的培训课程。

图中，我们看到，无论内部的骚扰源（红色）还是外部的骚扰源（黄色），他们都是通过产生共模电流来对影响设备的EMC特性的。

因此，我们解决共模骚扰的一个思路就是，改变共模电流的路径，使共模电流局限在较小的范围内。

一个简单的方法就是用电容提供一个共模电流的路径。也就是，电容的一端与电缆中的导线连接，另一端连接到骚扰源的“地”。

那么哪里是骚扰源的地呢？我们注意到，无论哪种方式产生的共模电流，都是以金属机箱为路径的一部分，因此，可以用金属机箱作为共模骚扰源的“地”。

有些设备，没有金属机箱，那么共模电容就没有“接地点”，也就不能发挥作用。