現(xiàn)代智能手機，吊艙，平板電腦和個人電腦不斷改進的功能證明了設計師能夠在更小的空間內(nèi)完成更多工作。然而，隨著硅幾何尺寸變小，對噪聲的敏感性會變得更高。例如，當試圖通過天線恢復非常低電平的信號時，這是有問題的。除了提供對周圍噪聲的免疫力之外，設計人員還面臨著抑制發(fā)射以滿足嚴格的電磁輻射（EMR）和射頻干擾（RFI）合規(guī)性規(guī)定的迫切需求。 1982年，除了排放標準之外，F(xiàn)CC還有權監(jiān)管消費電子設備對EMR的敏感性。

本文介紹了可以保護敏感區(qū)域免受外界干擾并幫助設計人員控制排放水平的技術和產(chǎn)品。

問題

數(shù)字系統(tǒng)通常有許多時鐘在運行。此外，設計人員更喜歡數(shù)字線條上清晰銳利的邊緣（快速上升和下降時間），邊緣越清晰，諧波就越多。很容易理解為什么在游戲頻率如此之高的情況下，周圍都會有輻射。時鐘頻率的1/4，1/2或者波長的信號路徑成為天線，并且90度方向變化（例如印刷電路板上的過孔）也可以成為輻射點。

幸運的是，雖然我們設計中的時鐘頻率在數(shù)量和頻率上都在增加，但邏輯電壓水平一直在下降。由于輻射功率與電壓擺幅成正比，從早期低頻12 V CMOS邏輯電平到現(xiàn)代3.3至1.8 V邏輯電平的轉(zhuǎn)換使得工程師在控制輻射功率方面的生活更加輕松。另一方面，這種祝福也可以證明是一種詛咒，因為較低級別的信號更容易受到噪聲和本地來源的干擾。讓我們來看看可以做些什么。

屏蔽組件

由于電磁能量可以被反射，定向或吸收，因此良好的設計技術和屏蔽可以提供幫助。法拉第籠是確保固體屏蔽的最佳技術。然而，很少有設計是自己的島嶼。相反，有輸入，輸出和用戶界面。因此，堅固的籠子是最難實施的。

幸運的是，有幾個精心設計的現(xiàn)成的屏蔽組件可供選擇（圖1）。諸如Laird BMI-S-105之類的板安裝屏蔽具有各種尺寸和形狀，可以容納在我們的印刷電路板上。這些焊料焊接到電路板上并具有通氣孔，以便在焊接過程中釋氣。剝離頂部覆蓋物可在開發(fā)過程中進入，并在需要時電磁密封頂部（圖2）。

圖1：各種尺寸和形狀焊接到PC板上以減弱EMI/RFI。

圖2：剝離蓋可以進行開發(fā)，并且可以用剝離和粘貼蓋片完全密封。

除非使用固體外殼，否則某些信號將能夠穿透和/或輻射。 Laird等制造商提供的衰減圖表明了外殼衰減的頻率和水平（圖3）。有關更多信息，請訪問Digi-Key網(wǎng)站上的EMI屏蔽設備和技術培訓模塊。

圖3：衰減圖提供了特定外殼展示的頻率和電平。孔尺寸和圖案會影響結果。

Würth的實心頂蓋示例來自于其36003200 20 x 20 mm屏蔽頂蓋。另一個有趣的方法來自Foto-Fab及其手工制作的鍍錫板和黃銅標準RF屏蔽，例如2.0 X 3.0 X 0.50。

如果您需要制作自己的屏蔽外殼，那么RF配件可以使這項工作變得更加容易，包括安裝在PC板上的手指，桌子和夾子。例如，諸如Harwin S1791-42R的彈性夾子可以為屏蔽組件提供保持力，同時提供屏蔽接地導電饋電。類似地，標準觸點如Laird BMI-C-001提供彈簧加載的軸輪廓導電點。

這些類型的金屬成型迷你籠和相關的連接技術通常用于要求苛刻的醫(yī)療，電信，CATV，遙測和雷達應用。上述產(chǎn)品還允許您使用標準的印刷電路板技術，并實現(xiàn)（有些）劃分分區(qū)（圖4）。

圖4：可以在標準PC板上定義分區(qū)部分，以便控制每個階段。

最堅固的法拉第籠式外殼用于安全的軍事設計，特別是用于通信和加密。一種非常苛刻的分類稱為Tempest，它采用分隔金屬外殼和巧妙的幾何布局來隔離功能階段和控制信號流（圖5）。每個敏感或潛在發(fā)射階段都被完全包圍。信號通過使用諸如饋通電容器之類的裝置從一級傳遞到另一級。

圖5：像Tempest設計中使用的那樣堅固加工的隔間可以最好地防止排放物泄漏。直通組件允許信號進出，以及隔室之間。

Tusconix 4400-680LF等直通電容器允許您通過從級到級的互連來制作高通，低通，帶通和陷波類型的濾波器。像2463-001-X5S0-471MLF這樣的壓合式無引線版本可用于更自動化的制造環(huán)境（圖6）。

圖6：可以將簡單的直通電容器壓入底盤或隔室壁，讓信號通過屏蔽部分。

對于底盤分區(qū)，低噪音設計，這些類型的過濾器部件可減少排放和易感性，并采用含鉛，無引線，轉(zhuǎn)塔，鉤，soldertail和壓合配置。有關直通電容和濾波器的Tusonix培訓模塊可在Digi-Key網(wǎng)站上找到。

很少有設計需要這種級別的保護。對于大多數(shù)應用來說，更簡單，成本更低，重量更輕的屏蔽材料和網(wǎng)格就足夠了。

在某些情況下，只要網(wǎng)格尺寸小于所關注的波長，網(wǎng)格就可以非常有效地阻擋EMI/EMR。如果波長小于網(wǎng)孔開口尺寸，它將穿透，雖然處于衰減且稍微分散的水平。然而，并非每個網(wǎng)格都是相同的。硬件存儲種類的金屬絲網(wǎng)門型網(wǎng)狀材料可以容易地獲得并且成本低，但是它可能不具有專門用于屏蔽應用的材料的特性。更重要的是，這種材料隨著老化而不穩(wěn)定地破裂。

粘貼劑有或沒有屏蔽外殼的有效技術是基于粘合劑的屏蔽材料。諸如Laird 3536-S之類的粘貼式屏蔽板由聚合物粘合劑中的磁性顆粒組成，其吸收50MHz至3GHz范圍內(nèi)的能量。 Laird 5206-S等高溫版本的額定溫度為-85°至250°F，重量輕且靈活。填縫劑類粘合劑和密封劑甚至可以為要求苛刻的分隔設計提供導電性（圖7）。

圖7：隔室屏蔽外殼可以使用導電粘合劑密封屏蔽組件并使其具有防風雨性。

除了成型的外殼和板材外，我們還可以使用墊圈，膠帶，薄膜和丙烯酸樹脂來安靜地降低噪音節(jié)點，或者在惡劣和嘈雜的環(huán)境中保護低水平輸入信號。

Laird 4245PA51H01800等導電彈性體和泡沫不僅可以防止排放/敏感性，還可以幫助吸收沖擊和振動。

像TDK IRL02A 200X200X1這樣的鐵氧體材料也可以抑制沖擊和磁入侵，就像Laird鐵氧體片一樣，專門設計用于RFID等應用（圖8）。

圖8：鐵氧體屏蔽板的吸收特性可針對RFID的特定需求進行優(yōu)化。

例如3M 1181 X 1“等通用鋁箔膠帶類型，在裝配線地板上作為最終固定裝置也非常有用。它們不僅可以密封成型屏蔽罩中的角落和孔徑，還可以從關鍵區(qū)域帶走熱量。確保布置PCB以便能夠接受這些修復，留下一點空間，沒有粘合金屬帶的痕跡。