2. 接地与搭接

2.1 接地

在电子设备中，接地是抑制电磁噪声和防止干扰的重要手段之一。在设计中如果能把接地和屏蔽正确地配合使用，对实现电子设备的电磁兼容性将起着事半功倍的作用。机壳的接地，通过接地柱连接大地。

电路板的接地，电路板螺钉连接处即是电路板的大地连接点。

低频电路一般采用单点接地方式。射频、中频放大部分采用多点接地。信号地与电源地要分开。

电缆屏蔽层的接地。以同轴电缆为例，在传输高频信号（大于100kHz）时，屏蔽层应采用两点或多点接地；传输低频信号时，屏蔽层应单点接地。实际经验表明，在100kHz以下，电缆屏蔽层单点接地具有最佳的磁场抑制作用。另外，电缆屏蔽层不要在屏蔽盒体内部接地，否则容易在屏蔽盒体造成干扰，从而使屏蔽盒体的屏蔽效能降低。

2.2 搭接

搭接是将设备、组件、元件的金属外壳或构架用机械手段连接在一起，形成一个电气上连续的整体。这样可避免在不同金属外壳或构架之间出现电位差，而这电位差往往是电磁干扰的诱发原因之一搭接类型分为直接搭接和间接搭接。

直接搭接可以利用螺栓等固定装置将一些经机加工的表面或带有导电衬垫的表面进行固定，也可利用铆接、熔焊、钎焊等工艺将搭接对象连接。

间接搭接是借助中间过渡导体（搭接条或片）把两金属构件在电气上连接在一起，性能不如直接搭接好。搭接片的固定方法有：螺栓连接、铆钉、熔焊或钎焊。

搭接条最好用导电性能好的扁平薄板料（铜或铝）制造。为减小搭接条的阻抗，推荐长宽比不超过5：1。一般而言，随着频率的增高，搭接效能将下降。

搭接条之间的搭接要注意防止电化学腐蚀。

搭接表面应进行处理，不留非导电物质，保持良好连接。

3. 合理布局

合理布局包括系统设备内各单元之间的相对位置和电缆走线等，其基本原则是使敏感设备和干扰源尽可能远离，输出与输入区妥善分隔，高电平电缆及脉冲引线与低电平电缆分别敷设。通过合理布局能使相互干扰减小到最小程度而又费用不多。

在结构设计中，大部分设备内的布局属近场范围，有意识的利用空间距离衰减，就可以降低对屏蔽设计的要求。在近场区的电磁干扰，对距离十分敏感。在工程实施上就是尽可能的将电磁干扰源远离敏感设备，远离通风孔。
常见的滤波器安装问题。滤波器的安装质量对实际衰减性能影响很大，只有把滤波器正确地安装到设备或设施上，才能获得预期的衰减特性。其应遵循以下几点：

a、电源供电线的滤波器应安装在设备或屏蔽壳体的电源入口处，并予以屏蔽。屏蔽体应与设备壳体良好搭接。

b、焊接在同一插座上的每根导线都必须进行滤波，否则会破坏滤波器滤波的有效性。

c、滤波器的电源输入线不能在屏蔽箱体内暴露。

4.  滤波技术简单分析

单纯的屏蔽措施往往不能解决完整的电磁干扰防护问题，因为设备或系统上的电缆是典型的干扰接收和发射天线。采用滤波技术而解决这个问题最有效的方法是在电缆的端口采用滤波技术。
滤波技术在设计中的重点主要在二个方面：

A 电源滤波技术分析

B 信号滤波技术分析

解决电磁兼容的一个关键问题就是来自工作电源方面的干扰信号，为此，在电源方面的处理需予以特别重视。

首先在电源输入端口设置反向截止大容量的存储电路和双极性瞬态电压抑制器（即TVS），其作用时增加产品承受来自外电瞬态高压尖峰脉冲的冲击，从而提高抗电源冲击和抗尖峰脉冲干扰的能力。

同时在电源输入端口设置直流滤波器，滤波器主要由无源集中参数元件（电感、电容及电阻）构成。在设计中，考虑其不仅在所需阻带范围内有着良好的抑制性，而且在其通带和过度频带不应产生明显的阻尼震荡。其中电感和电容主要作用于抑制电源线上传输的电磁干扰脉冲，以尽可能地抑制和减少电磁干扰脉冲向控制器内部侵入。

对电源滤波器的一个设计要点时要求其当大电流时，其电感不能发生饱和，为此电源滤波器中二组电感线圈必须同时绕在一个磁芯上，这二个电感在电流的方向上互补，这种方式对于差模电流和电流所产生的磁通时互相抵消的，因此不会引起磁芯的饱和。而对共模电流则可以体现为相当大的电感值，从而获得最大的滤波效果。

为了进一步隔绝外电源电网对系统的干扰，在设计中可以选用DC/DC功率变化模块作为产品的直流电源的转换和配置，该模块采用将外电源网与内部电源进行隔离的结构，因而此电源对输入电网波动具有很强适应性能，且具有相当的抗干扰能力。

为提高高频段的滤波性能，同时也充分考虑到结构和工艺上的合理性及批产的可制造性，对使用穿芯电容的可以按照方式进行分析研究，选用符合技术标准的电磁兼容型接插件，在信号滤波技术方面可以采取的措施主要有：

a、在所有的输入信号接口均采用单电容型滤波结构；

b、在所有的输入输出接口与系统均采用光电耦合隔离措施。

c、为防止输入、输出信号线引起的干扰信号串入主机，在所有的插口引线根部均串入具有吸收静电脉冲能力的EMI吸收磁环。

在低成本方面应用较多的就是铁氧体磁环的使用。

铁氧体磁环又称吸收磁环，亦可以称之为共模扼流圈。它可以衰减较高频同时让较低频几乎无阻碍地通过。它吸收所在线路上的高频干扰信号，但却不会在系统中产生新的零极点，不会破坏系统的稳定性。它与电源滤波器配合使用，可很好的补充滤波器高频端性能的不足，改善系统中滤波特性。

磁环的匝数选择。将整束电缆穿过一个铁氧体磁环就构成了一个共模扼流圈，根据需要，也可以将电缆在磁环上面绕几匝。匝数越多，对频率较低的干扰抑制效果越好，而对频率较高的噪声抑制作用较弱。在实际工程中，要根据干扰电流的频率特点来调整磁环的匝数。通常当干扰信号的频带较宽时，可在电缆上套两个磁环，每个磁环绕不同的匝数，这样可以同时抑制高频干扰和低频干扰。从共模扼流圈作用的机理上看，其阻抗越大，对干扰抑制效果越明显。而共模扼流圈的阻抗来自共模电感Lcm=jwLcm，从公式中不难看出，对于一定频率的噪声，磁环的电感越大越好。但实际情况并非如此，因为实际的磁环上还有寄生电容，它的存在方式是与电感并联。当遇到高频干扰信号时，电容的容抗较小，将磁环的电感短路，从而使共模扼流圈失去作用。

磁环材料的选择。根据干扰信号的频率特点可以选用镍锌铁氧体或锰锌铁氧体，前者的高频特性优于后者。锰锌铁氧体的磁导率在几千---上万，而镍锌铁氧体为几百---上千。铁氧体的磁导率越高，其低频时的阻抗越大，高频时的阻抗越小。所以，在抑制高频干扰时，宜选用镍锌铁氧体；反之则用锰锌铁氧体。或在同一束电缆上同时套上锰锌和镍锌铁氧体，这样可以抑制的干扰频段较宽。

磁环的尺寸选择。 磁环的内外径差值越大，纵向高度越大，其阻抗也就越大，但磁环内径一定要紧包电缆，避免漏磁。

磁环的安装位置。磁环的安装位置应该尽量靠近干扰源，即应紧靠电缆的进出口。