sales78@konlidacn.com+86 18913657912
Что такое экранирование от электромагнитных помех? Что на самом деле означает 70 дБ?
В проектировании электронных устройств, экранирование от электромагнитных помех Это больше не является необязательным. Независимо от того, разрабатываете ли вы смартфоны, электронику для электромобилей, коммуникационное оборудование или системы промышленного управления, плохое экранирование может привести к нестабильности сигнала, шумовым помехам, потере данных и нарушению требований электромагнитной совместимости.
Однако многие инженеры по-прежнему испытывают трудности с интерпретацией технических характеристик экранирования:
- Что означает эффективность экранирования 70 дБ?
- Насколько велика разница между 60 дБ и 90 дБ?
- Какой уровень экранирования от электромагнитных помех действительно необходим изделию?
В этом руководстве объясняются основы электромагнитного экранирования, методы измерения эффективности экранирования и способы выбора подходящих экранирующих материалов для реальных условий эксплуатации.
Если вы все еще не знакомы с основными категориями экранирующих материалов, начните с этой статьи:
Типы материалов для экранирования электромагнитных помех: полное руководство по выбору.
Что такое электромагнитное экранирование?
Электромагнитное экранирование Это относится к использованию проводящих или магнитных материалов для блокирования, отражения или поглощения электромагнитных волн, предотвращая помехи между электронными системами.
В области электромагнитной совместимости (ЭМС) экранирование играет центральную роль в контроле:
| Категория ЭМС | Определение |
|---|---|
| Электромагнитные помехи (ЭМП) | Шум, издаваемый электронными устройствами |
| ЭМС (электромагнитная восприимчивость) | Устойчивость устройства к внешним помехам |
Принцип прост:
Когда электромагнитные волны достигают экранирующего материала, часть энергии отражается, часть поглощается и рассеивается внутри материала, и лишь небольшая часть проходит сквозь него.
Именно поэтому экранирующие материалы для защиты от электромагнитных помех широко используются в современной электронике.
Типичные области применения электромагнитной защиты
- Защитные кожухи над чипсетами смартфонов
- Пленки, защищающие дисплеи ноутбуков, предотвращают электромагнитные помехи.
- Проводящие поролоновые прокладки на шкафах связи
- Экранированные корпуса и камеры электромагнитной совместимости в лабораториях
- Структуры заземления печатных плат в автомобильной электронике
Для более глубокого понимания экранирующих конструкций из проводящей пены см.:
Что такое пенополиуретан для защиты от электромагнитных помех? Полное руководство по пенополиуретану для защиты от электромагнитных помех.
Как измеряется эффективность экранирования?
Эффективность экранирования от электромагнитных помех измеряется с помощью следующих методов:
Эффективность экранирования (SE)
Единица измерения: дБ (децибел)
дБ — это логарифмическая, а не линейная единица измерения. Это означает, что небольшое увеличение в дБ может привести к значительному улучшению экранирующих свойств.
Таблица пересчета эффективности экранирования
| Эффективность экранирования | Снижение энергопотребления | Практическое значение |
|---|---|---|
| 20 дБ | 100-кратное ослабление | Блокирует 99% электромагнитных помех |
| 40 дБ | 10 000-кратное ослабление | Блокировка 99,99% |
| 60 дБ | 1 000 000-кратное ослабление | Блоки 99,9999% |
| 80 дБ | 100 000 000-кратное ослабление | Практически полное экранирование |
| 100 дБ | 10 000 000 000-кратное ослабление | Военно-космического класса |
Главное правило, которое следует помнить
Каждые дополнительные 20 дБ повышают экранирующие свойства примерно в 10 раз .
Это означает, что разница между 70 дБ и 90 дБ не мала — она представляет собой примерно в 10 раз большую способность к ослаблению звука .
Что означает экранирование от электромагнитных помех на уровне 70 дБ?
Эффективность экранирования в 70 дБ означает, что энергия электромагнитных волн снижается примерно до одной десятимиллионной от первоначальной величины.
На практике экранирования в 70 дБ уже достаточно для большинства коммерческих и промышленных электронных систем.
Типичные требования к экранированию в зависимости от отрасли.
| Уровень экранирования | Типичные области применения |
|---|---|
| 30–40 дБ | Базовая бытовая электроника |
| 50–60 дБ | Смартфоны, планшеты, ноутбуки |
| 60–80 дБ | Автомобильная промышленность, телекоммуникации, медицинская электроника |
| 80–100 дБ | Аэрокосмическая, оборонная, высокоточные лаборатории |
| 100+ дБ | Специализированные военные защитные камеры |
Поэтому, когда поставщик заявляет, что проводящая пенопластовая прокладка обеспечивает экранирование от электромагнитных помех на уровне 70 дБ , это уже соответствует требованиям многих автомобильных и коммуникационных систем.
Однако есть одна важная деталь:
Эффективность экранирования меняется в зависимости от частоты.
Материал может демонстрировать превосходные характеристики на частоте 100 МГц, но значительно ухудшаться на частоте 5 ГГц. Именно поэтому профессиональные поставщики предоставляют полные кривые эффективности экранирования, а не одну конкретную точку данных.
Для решения задач проектирования высокочастотных систем вы также можете обратиться к следующим источникам:
Материалы для экранирования электромагнитных и радиочастотных помех: избегайте 4 дорогостоящих ошибок при внедрении 5G.
Ключевые факторы, влияющие на эффективность экранирования от электромагнитных помех
Эффективность экранирования зависит от гораздо большего числа факторов, чем сам материал.
1. Проводимость материала
Более высокая проводимость, как правило, обеспечивает лучшие экранирующие свойства.
Именно поэтому позолоченная токопроводящая пена обычно работает лучше и стабильнее, чем стандартные никелированные материалы.
2. Качество контактов
Даже крошечные зазоры могут стать путями утечки электромагнитных помех.
Это одна из причин, почему прокладки из токопроводящей пены часто надежнее, чем плоские токопроводящие ткани — их эластичность компенсирует неровности поверхности и поддерживает стабильное контактное давление.
3. Степень сжатия
Для эластичных экранирующих материалов, таких как проводящая пена, сжатие напрямую влияет на экранирующие свойства.
Рекомендуемая степень сжатия:
- Обычно 25–30%
Слишком слабое сжатие приводит к плохому электрическому контакту.
Чрезмерное сжатие может привести к необратимому повреждению материала.
4. Диапазон частот
Различные материалы ведут себя по-разному в разных частотных диапазонах.
Например:
- Медная фольга демонстрирует исключительно хорошие показатели на низких частотах.
- Поглощающие материалы зачастую более эффективны в высокочастотных приложениях 5G.
Как выбрать правильный Материал для экранирования электромагнитных помех
Как только вы поймете эффективность экранирования, выбор материалов значительно упростится.
Сценарий 1: Экономически значимая бытовая электроника
Рекомендуется:
- Стандартная проводящая пена FOF
- Проводящая ткань
Типичная защита:
- 60–70 дБ
Лучше всего подходит для:
- Смартфоны
- Таблетки
- Бытовая электроника
Сценарий 2: Автоматизированная сборка печатных плат
Рекомендуется:
- SMT токопроводящие пенополиуретановые прокладки
Преимущества:
- Совместимость с пайкой оплавлением
- Автоматическое размещение
- Стабильные характеристики заземления
- Эффективность экранирования ≥75 дБ
Подробнее здесь:
Что такое экранирующая прокладка для поверхностного монтажа (SMT) от электромагнитных помех?
Сценарий 3: Высокочастотные приложения 5G
Рекомендуется:
- Гибридные конструкции, сочетающие в себе поглощающие материалы и проводящую пену.
Ключевой момент:
- Характеристики кривой экранирования на полной частоте
Сценарий 4: Жесткие условия эксплуатации в автомобильной или аэрокосмической отрасли
Рекомендуется:
- Проводящая пена с золотым покрытием
- Проводящая силиконовая резина
Преимущества:
- Экранирование более 90 дБ
- Высокая термостойкость
- Устойчивость к солевому туману
- Вибростойкость
FAQ
В1: Является ли электромагнитное экранирование тем же самым, что и звукоизоляция?
Нет.
Электромагнитное экранирование блокирует электромагнитные волны, а звукоизоляция контролирует акустические волны. Материалы и инженерные принципы совершенно разные.
В2: В чем разница между экранирующей комнатой и экранирующим боксом?
- Экранированная комната обычно используется для проведения полномасштабных испытаний электромагнитной совместимости (ЭМС) всей системы.
- Экранирующий бокс — это компактный корпус для тестирования на уровне модулей.
В обоих случаях используются проводящие корпуса для изоляции от электромагнитных помех.
В3: Какой материал лучше всего подходит для экранирования от электромагнитных помех?
Универсального «лучшего» материала не существует.
Каждый вариант предполагает компромисс между:
- Эффективность экранирования
- Механическая гибкость
- Процесс сборки
- Расходы
Медная фольга обеспечивает чрезвычайно высокую степень экранирования, но ей не хватает эластичности. Проводящая пена обеспечивает амортизацию и заполнение зазоров, но имеет несколько более низкую максимальную эффективность экранирования.
Вопрос 4: Экранирование электрическим полем и экранирование магнитным полем — это одно и то же?
Нет.
| Тип экранирования | Рекомендуемые материалы |
|---|---|
| Экранирование электрическим полем | Медь, алюминий, проводящая ткань |
| Экранирование магнитного поля | Феррит, пермаллой, абсорбирующие материалы |
Физические механизмы совершенно разные.
О Конлиде
Основана в 2006 году. Konlida Precision Electronics является ведущим производителем решений для экранирования электромагнитных помех и терморегулирования.
Наши изделия из проводящей пены обеспечивают экранирование с эффективностью более 90 дБ и широко используются в бытовой электронике, автомобильной электронике, системах связи и медицинском оборудовании.
Компания Konlida располагает передовыми лабораториями электромагнитной совместимости, способными предоставлять полные кривые эффективности экранирования в диапазоне 30 МГц–3 ГГц , что помогает инженерам оценивать реальные характеристики материалов, а не полагаться только на отдельные пиковые значения.
PRODUCTS
ABOUT US