現(xiàn)代智能手機(jī)，吊艙，平板電腦和個(gè)人電腦不斷改進(jìn)的功能證明了設(shè)計(jì)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(duì)噪聲的敏感性會(huì)變得更高。例如，當(dāng)試圖通過(guò)天線(xiàn)恢復(fù)非常低電平的信號(hào)時(shí)，這是有問(wèn)題的。除了提供對(duì)周?chē)肼暤拿庖吡χ?，設(shè)計(jì)人員還面臨著抑制發(fā)射以滿(mǎn)足嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)之外，F(xiàn)CC還有權(quán)監(jiān)管消費(fèi)電子設(shè)備對(duì)EMR的敏感性。

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

問(wèn)題

數(shù)字系統(tǒng)通常有許多時(shí)鐘在運(yùn)行。此外，設(shè)計(jì)人員更喜歡數(shù)字線(xiàn)條上清晰銳利的邊緣（快速上升和下降時(shí)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?chē)紩?huì)有輻射。時(shí)鐘頻率的1/4，1/2或者波長(zhǎng)的信號(hào)路徑成為天線(xiàn)，并且90度方向變化（例如印刷電路板上的過(guò)孔）也可以成為輻射點(diǎn)。

幸運(yùn)的是，雖然我們?cè)O(shè)計(jì)中的時(shí)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?yàn)檩^低級(jí)別的信號(hào)更容易受到噪聲和本地來(lái)源的干擾。讓我們來(lái)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(shè)計(jì)技術(shù)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(shù)。然而，很少有設(shè)計(jì)是自己的島嶼。相反，有輸入，輸出和用戶(hù)界面。因此，堅(jiān)固的籠子是最難實(shí)施的。

幸運(yùn)的是，有幾個(gè)精心設(shè)計(jì)的現(xiàn)成的屏蔽組件可供選擇（圖1）。諸如Laird BMI-S-105之類(lèi)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(guò)程中釋氣。剝離頂部覆蓋物可在開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)入，并在需要時(shí)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(jìn)行開(kāi)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(hào)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(guān)更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)Digi-Key網(wǎng)站上的EMI屏蔽設(shè)備和技術(shù)培訓(xùn)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(huì)影響結(jié)果。

Würth的實(shí)心頂蓋示例來(lái)自于其36003200 20 x 20 mm屏蔽頂蓋。另一個(gè)有趣的方法來(lái)自Foto-Fab及其手工制作的鍍錫板和黃銅標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)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?shī)A子可以為屏蔽組件提供保持力，同時(shí)提供屏蔽接地導(dǎo)電饋電。類(lèi)似地，標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)如Laird BMI-C-001提供彈簧加載的軸輪廓導(dǎo)電點(diǎn)。

這些類(lèi)型的金屬成型迷你籠和相關(guān)的連接技術(shù)通常用于要求苛刻的醫(yī)療，電信，CATV，遙測(cè)和雷達(dá)應(yīng)用。上述產(chǎn)品還允許您使用標(biāo)準(zhǔn)的印刷電路板技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)（有些）劃分分區(qū)（圖4）。

圖4：可以在標(biāo)準(zhǔn)PC板上定義分區(qū)部分，以便控制每個(gè)階段。

最堅(jiān)固的法拉第籠式外殼用于安全的軍事設(shè)計(jì)，特別是用于通信和加密。一種非?？量痰姆诸?lèi)稱(chēng)為Tempest，它采用分隔金屬外殼和巧妙的幾何布局來(lái)隔離功能階段和控制信號(hào)流（圖5）。每個(gè)敏感或潛在發(fā)射階段都被完全包圍。信號(hào)通過(guò)使用諸如饋通電容器之類(lèi)的裝置從一級(jí)傳遞到另一級(jí)。

圖5：像Tempest設(shè)計(jì)中使用的那樣堅(jiān)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(hào)進(jìn)出，以及隔室之間。

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

圖6：可以將簡(jiǎn)單的直通電容器壓入底盤(pán)或隔室壁，讓信號(hào)通過(guò)屏蔽部分。

對(duì)于底盤(pán)分區(qū)，低噪音設(shè)計(jì)，這些類(lèi)型的過(guò)濾器部件可減少排放和易感性，并采用含鉛，無(wú)引線(xiàn)，轉(zhuǎn)塔，鉤，soldertail和壓合配置。有關(guān)直通電容和濾波器的Tusonix培訓(xùn)模塊可在Digi-Key網(wǎng)站上找到。

很少有設(shè)計(jì)需要這種級(jí)別的保護(hù)。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，更簡(jiǎn)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(guān)注的波長(zhǎng)，網(wǎng)格就可以非常有效地阻擋EMI/EMR。如果波長(zhǎng)小于網(wǎng)孔開(kāi)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(gè)網(wǎng)格都是相同的。硬件存儲(chǔ)種類(lèi)的金屬絲網(wǎng)門(mén)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(zhuān)門(mén)用于屏蔽應(yīng)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(méi)有屏蔽外殼的有效技術(shù)是基于粘合劑的屏蔽材料。諸如Laird 3536-S之類(lèi)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(lèi)粘合劑和密封劑甚至可以為要求苛刻的分隔設(shè)計(jì)提供導(dǎo)電性（圖7）。

圖7：隔室屏蔽外殼可以使用導(dǎo)電粘合劑密封屏蔽組件并使其具有防風(fēng)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(shù)脂來(lái)安靜地降低噪音節(jié)點(diǎn)，或者在惡劣和嘈雜的環(huán)境中保護(hù)低水平輸入信號(hào)。

Laird 4245PA51H01800等導(dǎo)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(dòng)。

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(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于RFID等應(yīng)用（圖8）。

圖8：鐵氧體屏蔽板的吸收特性可針對(duì)RFID的特定需求進(jìn)行優(yōu)化。

例如3M 1181 X 1“等通用鋁箔膠帶類(lèi)型，在裝配線(xiàn)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(guān)鍵區(qū)域帶走熱量。確保布置PCB以便能夠接受這些修復(fù)，留下一點(diǎn)空間，沒(méi)有粘合金屬帶的痕跡。