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屏蔽和滤波技术的应用组合

更新时间:2025-01-09 工作计划 版权反馈
【摘要】:图2-1-12 一个屏蔽罩壳对馈通滤波器性能的影响图2-1-13显示了一个元器件穿越屏蔽区域边界的一种可能的方式。图2-1-14是一个典型的既具有屏蔽又带有滤波的PCB装配结构示意图。由于它的良好屏蔽和滤波性能,在有些环境中,这样一类的组件甚至可以不再需要任何更进一步的EMC测量。

在一个导体已滤波的场合,该导体的滤波器的中点位置必须与导体穿越屏蔽体的穿越点对齐。因此,导体的输入端和输出端分别对称地处于屏蔽壁的两侧;一端处于屏蔽罩壳的内部;一端处于屏蔽罩壳的外部。

与此同时,还要求做到的是滤波器的射频电压参考点(经常称之为地)必须位于导体穿越点的屏蔽表面上。并要求使用所谓的馈通或通壁式滤波器。传统上使用的往往是引线型馈通滤波器,它需要由手工装配。随着生产效率的不断提高,现代自动化装配工艺则越来越多地要求使用表面安装元器件(SMD)。图2-1-10所示的就是这样两类的馈通滤波器。左图为引线型,右图为表面安装型。

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图2-1-10 引线型和表面安装型馈通滤波器的实际照片

a)引线螺栓型馈通滤波器要求手工安装(这些例子选自OxleyLtd公司的产品)

b)表面安装型馈通滤波器适合于自动化安装(这些例子选自Inc公司的产品)

引线型馈通滤波器是采用螺栓或焊接的方法安装在屏蔽罩壳上适当尺寸的孔洞上的。但SMD类型的则是平卧在PCB表面上,并通过开在屏蔽罩壳隔离壁的孔隙伸出到外部。图2-1-2中所示的正是这种情况。滤波器穿越用的孔隙或孔洞常称之为“鼠洞”。这个称呼借用了著名卡通片“猫和老鼠”中卡通老鼠的洞穴之称。

图2-1-11所示为滤波器的中心端子必须焊接到沿着屏蔽罩壳四周的隔离线条上。每个馈通滤波器必须安置在它两边通孔的中心位置上。换句话说,馈通滤波器两侧的通孔对称的位于它的两侧。这些通孔将隔离线条和屏蔽罩壳的隔离壁搭接到PCB上它的第六参考面(层)。

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图2-1-11 焊接到隔离线条的馈通方式

图2-1-12显示了由于一个SMD型馈通滤波器的良好滤波性能而使屏蔽罩壳的屏蔽效果获得改善的图示说明。此图还告诉我们,当频率高于1GHz以上时,为了获得任何满意的滤波性能,这类滤波器必须与屏蔽罩壳结合在一起使用。

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图2-1-12 一个屏蔽罩壳对馈通滤波器性能的影响

图2-1-13显示了一个元器件(诸如一个A—D转换器,光耦合器,共模扼流圈或滤波器阵列)穿越屏蔽区域边界的一种可能的方式。当然,作为一个示意图,它显示的仅是元器件的所有输入插针都位于它的同一侧,而所有的输出插针都位于它的另一侧的安排。这样滤波器就可以以“骑跨”的方式安装在0V隔离线条上面(并且在屏蔽罩壳的隔离壁上开有一个鼠洞,以便让元器件穿越)。

当要将不易按上述方式安排插针的滤波元器件成功的用在高性能的PCB或具有高级EMC特性的PCB上的情况时,可能会面临较大的困难。因此,在项目的早期选用元器件过程中,就应该将这类“区域互连接”元器件的插针安排方式作为一个重点事先予于充分考虑。

图2-1-14是一个典型的既具有屏蔽又带有滤波的PCB装配结构示意图。由于它的良好屏蔽和滤波性能,在有些环境中,这样一类的组件甚至可以不再需要任何更进一步的EMC测量。但为了防止静电放电直接发生在它的未屏蔽元器件上,要使它尽可能远离一个塑料罩壳或需要采取其他的一些预防措施。

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图2-1-13 一个器件穿越边界的示意图

(比如,A—D或D—A转换器、DC/DC转换器、光耦合器,CM轭流圈,铁氧体滤波阵列等)

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图2-1-14 一个既带有屏蔽,又具有非屏蔽电缆的部分屏蔽的PCB的横截面图

有时仅采用滤波器或屏蔽罩壳中的一种就可以获得满意的EMC性能。在进行EMC测试期间,值得花费一些时间对使用较低成本的三端滤波器、馈通电容、铁氧体珠环,甚至零欧姆连接进行一些实验,以便帮助确定适用于各种这些类型滤波元器件应采用的焊盘形状和组合。

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