問(wèn)題討論:設計時(shí)我加了屏蔽罩,結果在測試的時(shí)候不加屏蔽罩的效果要比加了屏蔽罩的效果好,這是為何?跟PCB設計的屏蔽罩有關(guān)系嗎?
我們先來(lái)講講屏蔽罩這個(gè)東西你在哪里有印象?似乎在控制EMC中有提到,EMC三要素我們知道是干擾源,干擾路徑以及敏感源,那么控制EMC的三個(gè)法寶就是濾波,接地和屏蔽。而屏蔽的一種方式就是屏蔽罩。還有就是手機板,俗話(huà)說(shuō):空間不夠,屏蔽要湊,就是說(shuō)的手機板在高密的程度下還需要加屏蔽罩的問(wèn)題。還有當然就是射頻信號,出現了一系列的屏蔽腔體,這些就是屏蔽罩的前身等等。
那么再來(lái)看看屏蔽罩的作用:簡(jiǎn)單的說(shuō)作用基本就兩個(gè),其一防止有干擾對外輻射 其二屏蔽外界的輻射干擾;復雜點(diǎn)說(shuō)就是為了防止外界電場(chǎng)、磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)對內部設備的干擾或為了避免設備的電磁場(chǎng)對外界的影響,將設備放在一個(gè)封閉或近似封閉的金屬殼或金屬網(wǎng)罩中。復雜點(diǎn)說(shuō)果然復雜,不過(guò)更詳細。
接著(zhù)說(shuō)完基礎知識,楊老師給要給出的答案是:
可能跟PCB設計有關(guān)系,但也有可能沒(méi)關(guān)系。
第一:屏蔽罩的尺寸你是否用正確了?。?!
每塊射頻PCB都要裝在屏蔽腔內,屏蔽腔有數量較多的諧振頻率,諧振頻率與屏蔽腔的機械尺寸有關(guān), 也與PCB的層結構、介質(zhì)有關(guān).在射頻PCB設計中要關(guān)注最低諧振頻率, 當工作頻率接近最低諧振頻率時(shí),部分能量被吸收, 產(chǎn)生蓑減的尖峰,從而影響電路的正常工作, 因此應選擇合適的屏蔽腔尺寸,使其諧振頻率不要落在微帶電路的工作頻帶內。至于計算公式就交給硬件工程師了,對于PCB設計工程師的設計注意點(diǎn):增加屏蔽罩的長(cháng)寬比,盡量避免正方形的屏蔽罩。另外能放一些高器件從而屏蔽罩的高度高一點(diǎn)也是有幫助的。具體的理論知識就不多講了,畢竟楊老師是專(zhuān)業(yè)設計PCB的,不是射頻專(zhuān)家。
第二:屏蔽罩是否接地或者與屏蔽罩接觸良好?。?!
若屏蔽罩與PCB板上屏蔽框的接觸不是很緊密,則會(huì )產(chǎn)生時(shí)而開(kāi)路,時(shí)而短路的情況發(fā)生,這樣的行為模式,宛如一個(gè)開(kāi)關(guān)。而開(kāi)關(guān)為非線(xiàn)性組件,會(huì )有非線(xiàn)性效應,諧波便是典型的非線(xiàn)性效應之一.而任何金屬,若沒(méi)接地完全,那就是一個(gè)輻射體,因此屏蔽罩加PCB板上屏蔽框,整個(gè)屏蔽宛如一個(gè)共振腔結構,會(huì )發(fā)生耦合,把能量輻射出去,再加上屏蔽罩與PCB板上屏蔽框的開(kāi)關(guān)效應,那么輻射雜散會(huì )更加強,就出現超標的風(fēng)險了。
第三:屏蔽罩離器件的距離是否足夠了?。?!
由于屏蔽罩與RF走線(xiàn),或是匹配組件間的距離過(guò)近,其寄生電容影響了阻抗,尤其是 0402尺寸的組件,因為體積較大,更容易有這現象,
第四:屏蔽罩的材料你是否用正確了?。?!
常用的屏蔽材料為高導電性能材料,如銅板,銅箔,鋁板, 鋁箔, 鋼板或金屬鍍層、導電涂層等.靜電屏蔽主要用于防止靜電場(chǎng)的影晌.比如對小型儀器或器件干擾的防護,采用銅鋁密實(shí)殼體做屏蔽罩。低頻電磁干擾,采用鐵或鈹鉬合金等磁性材料制成殼體。對低溫下進(jìn)行精密電磁測量干擾的防護,采用超導材料屏蔽罩等等
第五:電路本身的內部輻射雜散就大?。?!
如果屏蔽罩內部的輻射雜散太大,在加蓋了屏蔽蓋之后,輻射雜散無(wú)法往外輻射,會(huì )耦合到傳導雜散里面。所以在射頻電路本身沒(méi)有做好的情況下,無(wú)屏蔽蓋的傳導雜散反而比有屏蔽蓋好。
那楊老師,再問(wèn)一個(gè)問(wèn)題,屏蔽罩常用于哪些電路?
屏蔽罩的目的是隔離,互相容易干擾的就可以考慮隔離。
比如射頻單元和中頻單元。接收通道的中頻信號會(huì )對射頻信號產(chǎn)生較大干擾,另外一方面,發(fā)射通道的射頻信號對中頻信號也會(huì )造成輻射干擾.
比如射頻區域的本振電路要單獨屏蔽, 我們知道本振電平本身較高, 對其他單元形成較大的輻射干擾.
比如數字信號處理電路: 是強烈的輻射源, 高速數字信號的陡峭的上下沿會(huì )對模擬的射頻信號產(chǎn)生干擾。
比如級聯(lián)放大電路: 總增益可能會(huì )超過(guò)輸出到輸入端的空間隔離度, 這樣就滿(mǎn)足了振蕩條件之一,電路可能自激.
等等。。。