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电磁干扰屏蔽

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来源:莱尔德官网 


电磁干扰 (EMI) 屏蔽技术对于我们每天使用的许多设备的可靠功能至关重要,包括计算机、手机和各种电子产品。要选择如何满足您的 EMI 外壳需求,您需要基本了解什么是电磁干扰阻断器、它们的工作原理以及如何使用它们。


什么是电磁干扰屏蔽?

EMI屏蔽是指使用特定材料来减少空间内的电磁场。在电气工程的背景下,您可以通过使用磁性或导电材料阻挡电磁波来实现这种保护。


什么是电磁学,为什么需要屏蔽?

电来自原子之间电子的运动。当电子移动时,它们可以点燃灯光,为手持设备和计算机供电,运行电机等。当电子运动时,它们会产生电磁场。通常,这是一件好事。例如,电磁场是:

• 由地球核心产生,在地球周围形成一种力场,保护人类免受太空中流动的有害辐射

• 调谐以形成无线电波,传输您的AM和FM以及手机信号

• 微波炉用来加热食物

• 用于X光机,因为这些频率可以穿过人体


然而,电磁场也会干扰人们日常需要的设备和系统的运行。这是因为除非另一根导体或磁铁挡住,否则电磁场无法停止。否则,它会干扰其他电磁场。此外,某些设备依赖于一定频率的电磁波,包括收音机,手机,电视和无线扬声器。如果引入的电磁场具有这些设备正在寻找的频率之一,则您期望的声音或图像可能包括相当于电磁污染的内容:哔哔声,哔哔声,尖叫声等。


为什么需要EMI屏蔽?

EMI外壳对于确保关键设备按预期工作是必要的,如果没有发生这种情况,可能会出现重要的功能甚至安全问题。我们的设备和身体几乎 24/7 全天候不断接收电磁波,但大多数时候,振幅和频率不是问题。例如,手机产生的电磁波频率与某些微波炉产生的电磁波相似,但它们不足以带来任何危险。


另一方面,由于在如此多的频率中存在如此多的EMI,因此干扰有时会造成严重的问题。以手机的使用为例。一些国家规定手机制造商制造使用某些电磁频率的手机是非法的。当公司遵守时,人们可以在电子设备附近使用这些手机而没有任何问题,因为这些手机使用安全频率。这确保了从汽车收音机到心脏起搏器的所有设备的安全运行。但是,一些制造商不遵守规则。此外,由于规则因国家/地区而异,因此某些设备在一个司法管辖区合法生产,但是当它们进入另一个地区时,它们可能会干扰该国家/地区的设备。


如果没有 EMI 外壳来保护对产品运行至关重要的电气组件,您很容易受到此类非法或工程不足的设备的影响。例如,一家制造假冒或非法手机的公司可以生产干扰音响系统的设备。虽然在大多数情况下,这只是一种麻烦,但其他类型的设备的问题会变得更加严重。例如,非法或假冒的移动设备充电器可能会爆炸或引起火灾,从而危及用户和无辜旁观者的生命。当设备发出可能干扰业务或任务关键型组件的EMI时,会出现更常见的问题。这就是为什么飞机不允许在飞行的某些阶段使用手机的原因 - 飞机制导系统依赖于不间断的无线电波,这些无线电波使用与某些手机相同的频率。


EMI 屏蔽的法律要求

除了许多安全和操作方面的考虑因素外,由于国家法规,EMI屏蔽是必要的。例如,在美国,联邦通信委员会要求所有能够进行大众通信的设备都必须配备EMI屏蔽。军事装备也是如此。内部电路必须屏蔽可能损害其运行的外部辐射。一些电路还需要EMI外壳,因为它们可能会发出干扰战场上另一个电子元件运行的频率。


EMI屏蔽如何工作?

EMI屏蔽可能并不总是能够完全阻挡波,但它可以降低它们的振幅,使它们无害。振幅是指波的“强”程度,而不是其频率。例如,在录音软件中,由具有波峰和谷值的锯齿状线表示的声波在波较大时声音更大。这就是振幅。与耳塞降低声波的幅度或响度类似,EMI屏蔽降低了电磁波的严重程度。


射频屏蔽:射频屏蔽可阻挡电磁辐射引起的射频。这是通过使用导电化合物将信号拉入材料中来实现的,防止其以足够高的振幅通过以引起问题。磁屏蔽:磁屏蔽的工作原理是将磁铁放置在不相互干扰的其他两个磁铁之间。中间的磁铁将本来是干扰的东西发回启动它的磁铁。


这两种方法通常结合使用,以提供更全面的保护或适应保护组件或信号所需的特定参数。


EMI 屏蔽的常见应用

几乎任何发送或接收电磁信号的设备都可以从EMI屏蔽中受益。此外,任何传输电信号的东西,无论是为设备供电还是传输数据,都需要EMI屏蔽。一些例子包括:


个人电脑

由于 PC 既产生又接收电磁辐射,因此您需要屏蔽来限制接收和泄漏的干扰。如果 PC 使用数字数据链路(例如宽带 Wi-Fi 信号),则尤其如此。


手机

手机的内部组件依赖于不间断的电信号和磁信号。任何这些过程中的干扰都可能显著影响手机的功能。


计算机外围设备

虽然一些计算机外围设备(如键盘和鼠标)仅用于向解释信号的卡发送低电平电子脉冲,但其他外围设备会产生显著的EMI。某些设备(如音乐键盘、打印机和音频设备)很容易产生足够的 EMI 来中断工作流程。


移动设备

移动设备与手机类似,依赖于执行基本功能的数字芯片。如果没有EMI外壳,用户可能会遇到多种问题。其中一些包括:

• 无线局域网 (LAN) 故障。设备可能无法与路由器或 LAN 上的其他设备(如无线打印机)保持一致的连接

• 射频问题。移动设备可能会与周围的设备产生频率冲突,或接收来自其他组件的干扰,从而使其或附近的设备不可靠。

• 蓝牙。蓝牙设备,就像手机一样,使用无线电波。唯一的区别是它们的频率通常要高得多,这是蓝牙设备只能在短距离内工作的部分原因。因此,电磁干扰会中断蓝牙性能。


物联网 (IoT) 设备

物联网 (IoT) 设备正在成为现代商业和休闲领域越来越重要的一部分,因此确保它们不会产生或接收 EMI 尤为重要。例如,在工厂车间使用的物联网设备可能会接触到几种不同类型的设备、机器和计算机。这些和物联网设备本身都需要足够的EMI屏蔽,以避免性能问题。

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