選擇RF屏蔽時至關(guān)重要的因素

引言

設(shè)計者們需要設(shè)法削弱RF(射頻)信號是基于多方面原因的。由于一個產(chǎn)品不符合EMC 要求就不能合法地上市,設(shè)計者們必須設(shè)法削減超過某限制值的RF 信號在項目設(shè)計之初就要開始考慮屏蔽材料問題是非常重要的,因為初期對屏蔽材料類別的正確選擇將會確保電子設(shè)備獲得最優(yōu)的功能,并能確保任一EMI 問題能在設(shè)計過程早期被發(fā)現(xiàn)和解決,因而確保設(shè)計策略能節(jié)省時間和成本。這樣的策略還可加速近期產(chǎn)品的面世進程,并實現(xiàn)盈利。

濾波方法在許多場合應用都非常有效,但對信號的完整性會產(chǎn)生影響。相比之下,屏蔽材料也可實現(xiàn)對信號的抑制,但不會影響波形或信號的有意傳輸路徑。由于屏蔽材料未嵌入到電路中,因此它也不會影響到高頻運行速度的系統(tǒng)。此外,即使在將來的某些階段,其效力也不會改變原設(shè)計中要進行的改造屏蔽不造成延時問題和波形畸變,也不會降低系統(tǒng)的可靠性。但是,它可降低串擾。此外,屏蔽在輻射和敏感性問題上還可提供額外的益處。事實上,即使僅出于抑制發(fā)射的目的而安裝屏蔽,屏蔽也可增加免疫性。RF 墊片可用來提供從單獨部件到完整系統(tǒng)的整體部分的任意泄漏信號的隔離。

在現(xiàn)代的精密電子設(shè)備中,要獲得合格的EMC 性能,僅采用單一技術(shù)是既不充分也不經(jīng)濟的。需要細心設(shè)計布局、濾波、接地以及屏蔽等一套完整程序。除了這些特定的選擇外,設(shè)計團隊還應遵循時間證明原則1 進行合理的外殼設(shè)計。細心的設(shè)計者還要設(shè)法解決源端或接收端的EMI 問題。那些對RF 屏蔽材料選擇方面給予仔細考慮的設(shè)計者,在投放出最終符合兼容性測試的產(chǎn)品時,則會獲得對自己一定程度自信心的酬謝。毫無疑問,沒有人希望聽到下周就推出到市場的預引言設(shè)計者們需要設(shè)法削弱RF(射頻)信號是基于多方面原因的。由于一個產(chǎn)品不符合EMC 要求就不能合法地上市,設(shè)計者們必須設(shè)法削減超過某限制值的RF 信號在項目設(shè)計之初就要開始考慮屏蔽材料問題是非常重要的,因為初期對屏蔽材料類別的正確選擇將會確保電子設(shè)備獲得最優(yōu)的功能,并能確保任一EMI 問題能在設(shè)計過程早期被發(fā)現(xiàn)和解決,因而確保設(shè)計策略能節(jié)省時間和成本。這樣的策略還可加速近期產(chǎn)品的面世進程,并實現(xiàn)盈利。

濾波方法在許多場合應用都非常有效,但對信號的完整性會產(chǎn)生影響。相比之下,屏蔽材料也可實現(xiàn)對信號的抑制,但不會影響波形或信號的有意傳輸路徑。由于屏蔽材料未嵌入到電路中,因此它也不會影響到高頻運行速度的系統(tǒng)。此外,即使在將來的某些階段,其效力也不會改變原設(shè)計中要進行的改造屏蔽不造成延時問題和波形畸變,也不會降低系統(tǒng)的可靠性。但是,它可降低串擾。此外,屏蔽在輻射和敏感性問題上還可提供額外的益處。事實上,即使僅出于抑制發(fā)射的目的而安裝屏蔽,屏蔽也可增加免疫性。RF 墊片可用來提供從單獨部件到完整系統(tǒng)的整體部分的任意泄漏信號的隔離。

在現(xiàn)代的精密電子設(shè)備中,要獲得合格的EMC 性能,僅采用單一技術(shù)是既不充分也不經(jīng)濟的。需要細心設(shè)計布局、濾波、接地以及屏蔽等一套完整程序。除了這些特定的選擇外,設(shè)計團隊還應遵循時間證明原則1 進行合理的外殼設(shè)計。細心的設(shè)計者還要設(shè)法解決源端或接收端的EMI 問題。那些對RF 屏蔽材料選擇方面給予仔細考慮的設(shè)計者,在投放出最終符合兼容性測試的產(chǎn)品時,則會獲得對自己一定程度自信心的酬謝。毫無疑問,沒有人希望聽到下周就推出到市場的預定產(chǎn)品卻不符合電磁兼容性的消息。

在組件級,通常采用BLS( 板級屏蔽) 即可實現(xiàn)有效的隔離。本文側(cè)重于RF 墊片的考慮,雖然有些為探索性的,但也適用于板級屏蔽。實際上,設(shè)計者們有時會求助于組合的產(chǎn)品,如采用墊片材料和金屬的鑄制式板級屏蔽,以產(chǎn)生高效率和高效能的屏蔽。四種基本類型的RF 墊片(圖1)為:

 

金屬,有時是特指如指狀遮罩類,包括多種尺寸、具有不同的外形形狀、不同安裝方法、以及其它特性的金屬材料。

導電橡膠(ECE),指用很多合成橡膠/ 填充物組合,并結(jié)合多種安裝方法,和無約束外形,通過各種不同的制造方式-包括擠壓、成型、電鑄、沖切、FiP 點膠(FiP),以及模具嵌套工藝(MiP) 而形成的材料。

采用金屬和具有傳導性的紡織物編織的屏蔽網(wǎng)。

導電泡棉(FoF),是一種包裝于絕緣的泡沫填充物上,具有傳導功能的織物。關(guān)于墊片制造、具體特性和優(yōu)點方面的詳細資料,可很容易地從制造商那里獲得,而且完全可隨墊片購買一并獲得。不過,還有一些需考慮的基本原則可指導設(shè)計者將其設(shè)計應用于所有重要的初期選擇中。這些考慮原則并非在任意特別定制中。善于推敲的設(shè)計者會*價每一種原則,并會確定其與特定應用的關(guān)聯(lián)性。

工作頻率

選擇RF 墊片時,比較關(guān)鍵的標準包括準確確定信號源中包含的RF 頻率、諧波和與信號源之間的距離。僅針對RF 頻率考慮的局限性會導致選擇了不合適墊片。事實上,許多墊片能在很寬的頻率范圍內(nèi)起良好的作用,但有些能在一定情況下起著更好的作用。通常金屬具有高達100dB 到10GHz 的屏蔽效能(SE) 數(shù)值,它們在全頻范圍上保持一致的SE,幾乎沒有差異。ECE 墊片的SE 隨壓縮力而變化。

ECE 墊片推薦的壓縮值基于SE 值之上至120dB。ECE 有隨頻率增加獲得較高的SE 等級的趨勢,利于使其作出理想的選擇用于工作和數(shù)據(jù)頻率。編織成網(wǎng)狀的墊片可在很寬的頻率范圍上提供最優(yōu)的SE,但其效果在高頻段(通常超過1010MHz)有降低的趨勢。這一降低現(xiàn)象的產(chǎn)生源于它們由金屬線編制制造,材料的選擇引起了隙縫和集膚效應。然而,它仍可維持較高的SE 值,從40到90dB,其值取決于金屬線的種類和沖壓工藝。

FoF 墊片可以非常低的壓縮力制造生產(chǎn),同時保持較佳的SE 值,可從70 到100dB 及至上升到1GHz,然后以20dB/ 十倍頻的比率略微下降。圖1 給出了它們總體的效能曲線,這些墊片中的任一種均可為大多數(shù)商業(yè)應用場合提供所需的SE 值。

因此,在作出最佳選擇時還應考慮其他因素。

衰減性能

一般針對屏蔽效能而言,RF 屏蔽材料選擇中,衰減性能是單獨的和最關(guān)鍵的因素。衰減性能在每一場合都不一樣。性能參數(shù)應在指定任一RF 墊片前就要確定。此外,RF 墊片的衰減性能還要受到設(shè)備和屏蔽安裝方式、周圍材料的傳導性,以及屏蔽墊片的物理狀態(tài)是否良好等因素的影響。某些實例中,可能需要使用更昂貴的高性能材料方能確保機械方面的因素。

相反,其它應用場合中則可以使用較低性能的材料就能獲得足夠的SE。在更經(jīng)濟的選擇就能提供必要的屏蔽時,為什么要去購買最頂級的材料如鈹銅呢?

 

   來源:維庫開發(fā)網(wǎng)
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