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Was ist EMI-Abschirmung? Vollständiger Leitfaden zu Techniken, Materialien, Design und Anwendungen

Caleb Hayes
Caleb Hayes
EMI-Abschirmung (3)

Einführung

Bei der Entwicklung moderner elektronischer Geräte ist der Informationsfluss das A und O. Aber dieses Ideal ist bedroht, wenn ein Gerät die Zertifizierung nicht besteht oder wenn mysteriöse Störungen seine Leistung im Feld untergraben. Der Grund dafür ist eine allgegenwärtige Kraft: elektromagnetische Interferenz (EMI). Die Bereitstellung eines robusten EMI-Schutzes hat sich von einem technischen Nischenproblem zu einem grundlegenden Konstruktionserfordernis entwickelt. Von missionskritischen Systemen in der Luft- und Raumfahrt bis hin zu Geräten für Endverbraucher hängt der Erfolg Ihres Projekts von der Beherrschung der EMI ab - eine Schlüsselrolle für jedes Entwicklungsteam.

Dieser Leitfaden bietet Werkzeuge für eine solche Beherrschung. Wir gehen über die Theorie hinaus, um die Lücke zwischen der Wissenschaft der Abschirmung und den praktischen Methoden, Materialien und Konstruktionsprinzipien zu schließen, die die Grundlage für effektive Abschirmstrategien bilden. Hier treffen Physik und Feinmechanik aufeinander, um Funktionalität, Zuverlässigkeit und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu gewährleisten und Ihr Design von einem Prototyp in ein marktreifes Produkt zu verwandeln.

Was ist EMI-Abschirmung und warum ist sie wichtig?

Elektromagnetische Interferenz (EMI) ist jede elektromagnetische Energie, die eine negative Auswirkung auf die Leistung eines elektronischen Geräts und seiner Stromkreise hat. Dies ist eine Art von elektromagnetischer Verschmutzung. Ihre Ursprünge sind im modernen Produktdesign allgegenwärtig, von den hochfrequenten Taktsignalen von Prozessoren über die starken Schaltströme von Netzteilen bis hin zu den Hochfrequenzstörungen (RFI) von Funkmodulen, die Funkwellen aussenden. Wenn diese Energie in eine Schaltung eingekoppelt wird, wird sie zu Rauschen, das die Leistung beeinträchtigt.

Die Auswirkungen sind real und konkret. Für ein Kommunikationsgerät kann dies einen beschädigten Datenstrom, Datenverlust und verringerten Durchsatz bedeuten. Bei einem empfindlichen analogen Sensor kann dies zu ungenauen Messwerten führen. Bei einem digitalen System würde dies zu intermittierenden und schwer zu diagnostizierenden Logikfehlern führen. Bei sicherheitskritischen Systemen, wie z. B. medizinischen Diagnosegeräten oder Kfz-Steuergeräten, sind die Folgen weitaus schwerwiegender und führen zu falschen Messwerten oder katastrophalen Funktionsausfällen, die sogar den menschlichen Körper betreffen können. Mit zunehmender Komponentendichte und steigenden Betriebsfrequenzen, insbesondere in den Bereichen 5G und IoT ab 2025, wächst die Möglichkeit solcher Störungen exponentiell.

Neben der Leistung sind auch die EMV-Vorschriften eine nicht verhandelbare Anforderung. Normungsorganisationen wie die Federal Communications Commission (FCC) in den Vereinigten Staaten und die International Electrotechnical Commission (IEC), die in Europa Normen festlegt, legen strenge Grenzwerte für die Emissionen eines Geräts fest. Bei Nichteinhaltung dieser Normen kann ein Produkt nicht legal vermarktet werden. Daher ist eine gute EMI-Abschirmung kein optionales Merkmal. Sie ist ein wesentlicher Bestandteil des elektronischen Designs, der für die Betriebszuverlässigkeit, die Leistungsintegrität und den legalen Zugang zum Markt unerlässlich ist.

Die Wissenschaft hinter der EMI-Abschirmung: Wie sie funktioniert

Die Wirksamkeit der EMI-Abschirmung beruht auf den Gesetzen des Elektromagnetismus, die am bekanntesten durch die Idee des Faradayschen Käfigs veranschaulicht werden. Ein Faradayscher Käfig ist ein Raum oder ein anderes Gehäuse, das vollständig von einem leitfähigen Material umgeben ist. Wenn der Käfig einem äußeren elektromagnetischen Feld ausgesetzt wird, fließt ein elektrischer Strom durch das leitende Material. Dieser Strom erzeugt ein entgegengesetztes elektromagnetisches Feld, das die Wirkung des externen Feldes auf das Innere des Gehäuses aufhebt.

Die Abschirmung einer elektromagnetischen Welle durch eine Abschirmung wird im Wesentlichen auf zwei Arten erreicht: durch Reflexion und Absorption.

  • Überlegungen: Wenn eine elektromagnetische Welle auf eine leitende Oberfläche trifft, kommt es zu einer Impedanzfehlanpassung zwischen der Welle, die sich in der Luft ausbreitet, und der Welle, die in den Leiter eintritt. Diese Fehlanpassung führt dazu, dass ein großer Teil der Energie der Welle von der Abschirmung weg reflektiert wird. Je höher die elektrische Leitfähigkeit des Materials ist, desto größer ist die Impedanzfehlanpassung und desto effizienter ist die Reflexion. Dies ist der häufigste Abschirmungsmechanismus bei niedrigen Frequenzen.
  • Absorption: Der Teil der elektromagnetischen Welle, der nicht reflektiert wird, durchdringt das Abschirmungsmaterial und wird auf dem Weg dorthin absorbiert. Diese Absorption wird durch die Umwandlung der Energie der Welle in Wärme verursacht, die durch den in der endlichen Leitfähigkeit der Abschirmung induzierten Strom entsteht. Die Absorption ist proportional zur Frequenz der Welle, der Dicke und der Permeabilität des Abschirmungsmaterials. Aus diesem Grund werden für die magnetische Abschirmung häufig dickere Materialien und magnetische Materialien mit hoher magnetischer Permeabilität verwendet.

Die Gesamtabschirmwirkung (SE) eines Materials ist die Summe der Verluste durch Reflexion und Absorption (und ein dritter, meist geringerer Faktor für mehrfache interne Reflexionen). Sie ist ein Maß für die Abschwächung eines elektromagnetischen Feldes durch die Abschirmung und wird in der Regel in Dezibel (dB) angegeben.

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Gängige EMI-Abschirmungsmethoden und -niveaus

Es gibt keine Einzellösung für die EMI-Kontrolle; stattdessen wird eine Reihe von EMI-Abschirmungstechniken in einem mehrschichtigen Ansatz angewendet. Die Abschirmung, einschließlich der HF-Abschirmung, kann auf verschiedenen Ebenen in einem elektronischen System angewandt werden, von den einzelnen elektronischen Komponenten bis hin zur gesamten Baugruppe.

Abschirmung auf Leiterplattenebene: Schutz empfindlicher Komponenten

Die erste Verteidigungslinie befindet sich in der Regel direkt auf der Leiterplatte (Printed Circuit Board, PCB). Bei der Abschirmung auf Leiterplattenebene handelt es sich um ein kleines Metallgehäuse (manchmal auch als "Dose" oder "Abschirmung" bezeichnet), das über bestimmte Komponenten oder Abschnitte von Schaltkreisen gelegt wird. Diese Technik wird eingesetzt, um entweder ein "lautes" Bauteil (z. B. einen Hochgeschwindigkeitsprozessor oder einen Hochfrequenzoszillator) zu isolieren, damit es keine EMI abstrahlt, oder um ein hochempfindliches Bauteil (z. B. einen rauscharmen Verstärker oder einen Analog-Digital-Wandler) vor Störungen durch externe Interferenzen zu schützen. Diese Metallabschirmungen bestehen in der Regel aus verzinntem Stahl oder Kupferlegierungen und werden direkt an die Massefläche der Leiterplatte gelötet, um eine gute elektrische Verbindung zu gewährleisten.

Kabel- und Steckerabschirmung: Sicherstellung der Signalintegrität

Kabel sind einer der häufigsten Wege, auf denen EMI in ein System eindringen oder es verlassen. Ihre Länge macht sie zu sehr effizienten Antennen, sowohl für die Abstrahlung als auch für den Empfang von Störsignalen. Bei der Kabelabschirmung werden die internen Leiter mit einer leitenden Schicht umschlossen. Dies geschieht in der Regel durch ein Schirmgeflecht (geflochtene Kupfer- oder verzinnte Kupferdrähte) oder eine Folienabschirmung (in der Regel Aluminium). Geflechtabschirmungen sind bei niedrigen Frequenzen sehr effektiv, während Folienabschirmungen bei höheren Frequenzen besser sind. Oft werden beide zusammen verwendet. Außerdem sind geschirmte Steckverbinder (z. B. D-Sub-Steckverbinder oder Rundsteckverbinder mit Metallrückwand) erforderlich, um die Integrität der Abschirmung vom Kabel zum Gehäuse zu gewährleisten.

Versiegelung und Schnittstellenabschirmung: Schließen der Lücken

Eine EMI-Abschirmung ist nur so gut wie ihr schwächstes Glied. Bei jedem Gehäuse sind die Lücken zwischen Paneelen, Türen und Zugangspunkten potenzielle Leckstellen für elektromagnetische Energie. Die Schnittstellenabschirmung zielt darauf ab, diese Lücken zu schließen. Dies wird mit einer Reihe von leitfähigen Materialien erreicht, die sich an die Unregelmäßigkeiten der zueinander passenden Oberflächen anpassen können. Zu den gängigen Lösungen gehören leitfähige Abschirmdichtungen (auch EMI-Dichtungen genannt) (aus mit leitfähigen Partikeln gefüllten Silikon- oder Neoprenelastomeren), Berylliumkupfer-Fingerlinge und Drahtgitterdichtungen. Diese Elemente füllen die Lücken zwischen den Metalloberflächen und sorgen für einen durchgehenden elektrischen Pfad mit niedriger Impedanz im gesamten Gehäuse.

Abschirmung auf Gehäuseebene: Der ultimative Systemschutz

Die Abschirmung auf Gehäuseebene bietet den umfassendsten Schutz, indem sie ein gesamtes elektronisches System vollständig in ein leitfähiges Gehäuse einschließt. Dieser Ansatz ist die ultimative Lösung für die Kontrolle von Emissionen und Störanfälligkeit auf Systemebene. Die Hochleistungsabschirmung mit einem Gehäuse ist jedoch eine komplexe Disziplin, die ein tiefes Verständnis der Materialien, spezifische Konstruktionsprinzipien für Merkmale wie Nähte und Öffnungen und vor allem eine präzise Fertigung erfordert.

Um diese kritischen Faktoren im Detail zu untersuchen, laden wir Sie ein, unseren umfassenden Leitfaden zu lesen: Ein ultimativer Leitfaden für ein EMI-geschirmtes Hochleistungsgehäuse.

Gängige EMI-Abschirmungsmaterialien: Metalle, Beschichtungen, Folien und Verbundwerkstoffe

Die Wahl eines elektromagnetischen Abschirmungsmaterials hängt vom erforderlichen Abschirmungsgrad, dem betreffenden Frequenzbereich, den Kosten, dem Gewicht und den Umweltaspekten ab. Die gebräuchlichsten Materialien sind von Natur aus leitfähig und können in mehrere Hauptkategorien eingeteilt werden:

  • Metalle: Als Hauptmaterial für die Abschirmung werden Metalle wegen ihrer hohen Leitfähigkeit gewählt, und verschiedene Metalle werden wegen ihrer unterschiedlichen Eigenschaften ausgewählt.
    • Aluminium: Es wird wegen seines geringen Gewichts, seiner hohen Leitfähigkeit und seiner einfachen Verarbeitung bevorzugt.
    • Stahl: Verzinkter oder verzinnter Stahl bietet strukturelle Festigkeit und aufgrund seiner magnetischen Permeabilität eine hervorragende Abschirmleistung bei sehr niedrigen Frequenzen.
    • Kupfer: Leitet am besten, ist aber in der Regel teurer und schwerer als Aluminium oder Stahl.
  • Leitfähige Beschichtungen: Sie bestehen aus metallischen Partikeln wie Nickel, Kupfer oder Silber, die in einem Bindemittel suspendiert sind. Sie können verwendet werden, um das Innere von Kunststoffgehäusen auszukleiden und eine Schutzschicht zu bilden. Dies ist eine gängige Technik für Unterhaltungselektronik, bei der Kunststoffgehäuse aus Kosten- und Ästhetikgründen erwünscht sind.
  • Dünne Filme und Folien: Sie bestehen in der Regel aus Aluminium oder Kupfer und werden in großem Umfang für die Kabelabschirmung und die Umhüllung bestimmter Komponenten verwendet. Sie sind sehr flexibel und können Hochfrequenzfelder sehr gut reflektieren.
  • Zusammengesetzte Materialien: Bei Verbundwerkstoffen handelt es sich um Materialien, die für bestimmte Anwendungen eine Abschirmung bieten und häufig elektrische Eigenschaften mit anderen physikalischen Eigenschaften kombinieren. Neue Möglichkeiten sind Verbundwerkstoffe auf der Grundlage von Kohlenstoff-Nanoröhren.
    • Leitfähige Elastomere: Diese Verbundwerkstoffe werden für Dichtungen verwendet und kombinieren die Dichtungseigenschaften von Gummi mit den elektrischen Eigenschaften von eingebetteten Metallpartikeln, um Lücken in Gehäusen abzudichten.
    • EMI-Absorber: Dabei handelt es sich um Materialien, in der Regel auf Ferrit- oder Kohlenstoffbasis, die elektromagnetische Energie absorbieren, anstatt sie zu reflektieren, und sie in Wärme umwandeln; dies ist nützlich, um unerwünschte Reflexionen innerhalb eines Gehäuses zu verringern.

Entscheidende Konstruktionsprinzipien für eine wirksame EMI-Abschirmung

Ein schlechtes Design kann die theoretische Leistung eines Abschirmungsmaterials zunichte machen. Drei Grundsätze sind für den Erfolg jeder Abschirmung absolut entscheidend.

Aufrechterhaltung einer durchgehenden Leiterbahn

Eine EMI-Abschirmung muss eine ununterbrochene, elektrisch durchgehende Oberfläche sein. Jeder Schlitz, jede Naht oder jede Verbindung, die die Kontinuität des induzierten Stroms unterbricht, ist effektiv ein Leck. Dieses Prinzip ist der Grund, warum leitfähige Dichtungen an den Nähten eines Gehäuses so wichtig sind und warum abgeschirmte Stecker ordnungsgemäß mit dem Gehäuse verbunden sein müssen. Ziel ist es, eine einzige leitende Masse mit der geringstmöglichen elektrischen Impedanz über die gesamte Fläche zu bilden.

Öffnungen verwalten: Die Herausforderung von Öffnungen, Nähten und E/A-Anschlüssen

Kein Elektronikgehäuse ist ein perfektes, vollständig abgedichtetes Gehäuse. Lüftungsöffnungen (Kühlung), Nähte (Zugang) und E/A-Anschlüsse (Konnektivität) sind erforderlich. Diese Löcher sind "Schlitzantennen" und oft die Hauptursache für Abschirmungsfehler. Die Abschirmwirkung einer Öffnung hängt nicht von ihrer Fläche ab, sondern von ihrer längsten linearen Abmessung. Ein langer, schmaler Schlitz lässt viel mehr EMI durch als ein rundes Loch mit der gleichen Fläche. Als Faustregel kann man sagen, dass eine Öffnung ab einer Abmessung von einem Zwanzigstel der Wellenlänge der gewünschten Frequenz ein erhebliches Leck aufweist. Dies ist ein Schlüsselfaktor in jedem Design. Eine wabenförmige Entlüftungsstruktur oder ein Muster aus vielen kleinen Löchern ist für die Belüftung viel besser als ein paar große Schlitze.

Die Wichtigkeit einer ordnungsgemäßen Erdung

Die Erdung ist ein komplizierter und oft missverstandener Aspekt der EMI-Kontrolle. Eine gute Erdung bietet einen niederohmigen Rückweg für Streuströme, die zu ihrer Quelle zurückfließen und nicht als Rauschen abgestrahlt werden. Die Masseverbindung ist für eine EMI-Abschirmung sehr wichtig. Die Abschirmung selbst, einschließlich der Kabel und der Dosen auf Leiterplattenebene, muss mit einem stabilen Bezugspotenzial verbunden sein, in der Regel mit der Gehäusemasse. Dadurch wird sichergestellt, dass jegliche Energie, die von der Abschirmung aufgefangen wird, sicher abgeleitet und nicht wieder abgestrahlt oder in die geschützten Schaltungen eingekoppelt wird. Eine schlechte Erdung kann "Erdschleifen" verursachen, die wie große Antennen wirken und EMI-Probleme sogar noch verschärfen.

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Vom Entwurf zur Realität: Die Rolle der Präzisionsblechfertigung bei der EMI-Abschirmung

Zwischen einem perfekten Entwurf auf einem CAD-Bildschirm und einer physisch wirksamen EMI-Abschirmung besteht zwangsläufig eine Lücke. Diese Lücke wird durch die Qualität und Genauigkeit des Herstellungsprozesses geschlossen, insbesondere bei der Abschirmung auf Gehäuseebene. Die Präzisionsblechfertigung ist nicht nur ein Produktionsschritt, sondern ein Teil der Abschirmlösung selbst.

Die wichtigsten Gestaltungsprinzipien der Abschirmung hängen vollständig von der Qualität ihrer physischen Umsetzung ab. Dieser Zusammenhang wird in mehreren Schlüsselbereichen deutlich:

  • Kontinuität über die Nahtstellen hinweg: Ein Entwurf, der enge, durchgehende Nähte erfordert, hängt von einem Verarbeiter ab, der diese mit minimalen Toleranzabweichungen ausführen kann. Dies wird direkt durch genaues Biegen erreicht, das exakte Winkel und Radien liefert, so dass die Platten perfekt bündig aufeinandertreffen. Ohne diese Genauigkeit im Biegeprozess entstehen Lücken, die die gesamte Abschirmung schwächen und die Dichtungen unbrauchbar machen.
  • Präzision der Blende: Ein Design mit komplizierten wabenförmigen Belüftungsmustern zur Steuerung des Luftstroms erfordert Präzisionsschneidefähigkeiten. Die Qualität des Schnitts ist von höchster Bedeutung; Laserschneiden zum Beispiel führt zu sauberen, gratfreien Kanten. Diese Präzision dient nicht nur der Ästhetik - sie bedeutet auch, dass die Dichtungen perfekt sitzen und keine mikroskopisch kleinen Antennen entstehen, die durch raue, ungleichmäßige Kanten bei minderwertigen Schneidmethoden entstehen.
  • Integrität der Erdungspunkte: Die Integrität von Erdungsverbindungen ist nicht nur ein Konstruktionsmerkmal, sondern steht in direktem Zusammenhang mit der Qualität der Schweißnähte, der ordnungsgemäßen Installation von Einsätzen und der richtigen Oberflächenvorbereitung, um eine niederohmige elektrische Verbindung zu gewährleisten.
  • Materialintegrität und Oberflächenleitfähigkeit: Neben der Formgebung des Metalls sollte der Herstellungsprozess die natürliche Leitfähigkeit des Materials selbst erhalten. Dazu gehört die Wahl der richtigen leitfähigen Oberfläche oder Beschichtung (z. B. Zink, Zinn oder Chromat) und die Sicherstellung, dass sich durch Verfahren wie Schweißen oder Wärmebehandlung keine isolierenden Oxidschichten bilden, die verschiedene Teile der Abschirmung elektrisch voneinander isolieren würden.

Letztendlich ist ein scheinbar kleiner Herstellungsfehler, wie z. B. ein falscher Biegewinkel, der zu einer Nahtlücke führt, oder ein grober Schnitt, der den Sitz einer Dichtung verhindert, kein kleines Problem. Er kann zu einem katastrophalen Versagen der Abschirmung führen.

Wie TZR Ihnen hilft, leistungsstarke und effiziente EMI-Abschirmungslösungen zu erzielen

Ein erfolgreiches EMI-Abschirmgehäuse hängt von zwei entscheidenden Faktoren ab: einem intelligenten Entwurf und einer präzisen Fertigung. Ein perfekter Schaltplan ist nutzlos, wenn die Fertigungstoleranzen nicht streng kontrolliert werden.

Als professioneller Blechverarbeiter für die Automobil-, Medizin- und Erneuerbare-Energien-Branche stellt TZR sicher, dass die Integrität Ihres Designs durch drei Kernprinzipien einwandfrei ausgeführt wird:

  • Kollaboratives Design für die Fertigung (DfM): Unser erfahrenes DfM-Team arbeitet bereits in der Entwurfsphase mit Ihnen zusammen. Wir überprüfen Ihre Gehäusepläne, um kostspielige Fehler zu erkennen und zu vermeiden, bevor die Produktion beginnt, und sorgen so für einen reibungsloseren und schnelleren Weg vom Prototyp zum Markt.
  • Kompromisslose Präzision und Leistungsfähigkeit: Wir beherrschen die Verarbeitung von Stahl, Edelstahl, Aluminium und Kupfer. Durch modernes Laserschneiden und Präzisionsbiegen erreichen wir branchenweit führende Toleranzen von bis zu ±0,02 mm. Dies garantiert makellose Nähte und dichte Schnittstellen, die für eine maximale Abschirmwirkung unerlässlich sind.
  • Rationalisierte Lösung aus einer Hand: Wir wickeln den gesamten Herstellungsprozess unter einem Dach ab, von der ersten Materialauswahl bis hin zu einer Auswahl von über 12 speziellen Oberflächenbehandlungen. Dieser integrierte Ansatz vereinfacht Ihre Lieferkette, gewährleistet gleichbleibende Qualität und beschleunigt Ihre Produktionszeit.

Gehen Sie eine Partnerschaft mit TZR ein, um Ihre Entwicklung in ein konformes, zuverlässiges und marktfähiges Produkt zu verwandeln.

Allgemeine Anwendungen: Wo EMI-Abschirmung erfolgskritisch ist

Der Bedarf an effektiver EMI-Abschirmung ist in fast allen Bereichen der Elektronikindustrie allgegenwärtig, aber besonders wichtig ist er in Branchen, in denen Zuverlässigkeit und Sicherheit nicht verhandelbar sind.

  • Luft- und Raumfahrt und Verteidigung: Systeme für Flugzeuge und militärische Anwendungen wie Avionik, Kommunikationssysteme und Steuerungen müssen in rauen elektromagnetischen Umgebungen perfekt funktionieren. Eine Abschirmung ist notwendig, um empfindliche Avionik vor externen Störungen wie Störsignalen und hochintensiven Strahlungsfeldern (HIRF) zu schützen und um zu verhindern, dass sich die Systeme gegenseitig stören.
  • Medizinische Geräte: In der medizinischen Industrie kann EMI über Leben und Tod entscheiden. Diagnosegeräte wie MRT- und EKG-Geräte müssen abgeschirmt werden, um sicherzustellen, dass externe Signale die empfindlichen Messungen nicht verfälschen. Darüber hinaus müssen lebenserhaltende Geräte immun gegen Störungen durch andere Geräte in der Krankenhausumgebung sein.
  • Automobilindustrie: Moderne Fahrzeuge sind komplexe Systeme aus elektronischen Steuergeräten (ECUs), Sensoren und Kommunikationssystemen. Die Abschirmung ist wichtig, um sicherzustellen, dass Motorgeräusche die Infotainmentsysteme nicht stören und dass Sicherheitssysteme wie fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und Airbagsteuerungen zuverlässig funktionieren.
  • Telekommunikation und Datenzentren: Bei der Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung ist die Signalintegrität entscheidend. Die Abschirmung wird auf Komponenten-, Platinen- und Systemebene eingesetzt, um das Übersprechen zwischen Kanälen zu verhindern und die Geräte vor externen Störungen zu schützen, um die Zuverlässigkeit und Leistung der globalen Kommunikationsinfrastruktur zu gewährleisten.

Erfolg messen: Wie die Wirksamkeit der Abschirmung (SE) getestet wird

Die Wirksamkeit einer EMI-Abschirmung wird durch einen Wert gemessen, der als Abschirmungseffektivität (SE) bezeichnet wird. SE ist ein Maß für die Abschwächung eines elektromagnetischen Feldes durch eine Abschirmung und wird in Dezibel (dB) gemessen. Je höher der dB-Wert ist, desto besser ist die Abschirmleistung. Zum Vergleich: Eine Reduzierung um 20 dB entspricht einer Verringerung der Feldstärke auf 10% des ursprünglichen Wertes, und eine Reduzierung um 40 dB entspricht einer Verringerung der Feldstärke auf 1%.

Die Prüfung erfolgt in der Regel in einem speziellen reflexionsarmen Raum, um das Gerät vom Umgebungslärm zu trennen. Die einfachste Prüfmethode besteht darin, eine Sendeantenne auf einer Seite der Abschirmung und eine Empfangsantenne auf der anderen Seite anzubringen. Zunächst wird die Signalstärke an der Empfangsantenne ohne die Abschirmung gemessen (E1). Dann wird die Abschirmung installiert und eine zweite Messung durchgeführt (E2).

  • Die Abschirmeffektivität wird durch die Formel definiert:
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Dieses Prüfverfahren liefert empirische Daten über die Leistung der Abschirmung in einem bestimmten Frequenzbereich und bestätigt, dass die geforderten Dämpfungsziele durch die Konstruktion und Fertigung erreicht wurden.

Häufig zu vermeidende Fehler bei der EMI-Abschirmung

Viele gut gemeinte Abschirmungsbemühungen scheitern an häufigen und vermeidbaren Fehlern. In der nachstehenden Tabelle sind einige der häufigsten Fehler und ihre Gründe aufgeführt.

Häufiger IrrtumDas Problem
Ignorieren von KabelnPaarung eines gut abgeschirmten Gehäuses mit nicht abgeschirmten Kabeln, die als Antennen für eintretende oder austretende EMI wirken.
Schlechte ErdungVerwendung ungeeigneter Techniken (Masseschleifen, lange "Pigtail"-Kabel), die neue Rauschpfade und Antenneneffekte erzeugen.
Blenden-FehlsteuerungVerwendung langer, schmaler Lüftungsschlitze anstelle einer Matrix aus kleinen Löchern oder eines Wabenmusters, durch die mehr hochfrequente EMI entweichen.
Falsche Auswahl der DichtungWahl eines inkompatiblen Dichtungsmaterials oder unzureichende Komprimierung, was zu schlechter Leitfähigkeit und einer Abschirmungsstörung führt.
Vergessen der internen QuellenSie konzentrieren sich nur auf externe Bedrohungen und ignorieren das durch interne Komponenten wie Netzteile erzeugte Übersprechen.
Abschirmung als nachträglicher Gedanke behandelnDas Hinzufügen einer Abschirmung in einem späten Stadium des Entwurfsprozesses ist weitaus kostspieliger und weniger effektiv, als wenn sie von Anfang an integriert wird.

Schlussfolgerung

Elektromagnetische Störungen sind eine unvermeidliche Tatsache der modernen Technik. Der Bereich der EMI-Abschirmung bietet die Werkzeuge und Techniken, die zur Bewältigung dieser Herausforderung erforderlich sind, um sicherzustellen, dass elektronische Systeme zuverlässig und harmonisch funktionieren, ohne sich gegenseitig zu stören. Es handelt sich um ein Gebiet, das einen ganzheitlichen Ansatz erfordert, der ein Verständnis der elektromagnetischen Physik, eine sorgfältige Materialauswahl und strenge Konstruktionsprinzipien kombiniert. Letztlich sind diese Grundsätze jedoch nur so gut wie ihre physikalische Umsetzung. Die Genauigkeit und die Qualität der Herstellung sind keine zweitrangigen Überlegungen, sondern die entscheidenden Faktoren für den Erfolg einer Abschirmung.

Der kritische letzte Schritt ist die Sicherstellung, dass Ihr Entwurf mit der erforderlichen Präzision umgesetzt wird. Entwerfen Sie ein elektronisches Produkt, das eine EMI-Abschirmung erfordert? Wenden Sie sich jetzt an unser Ingenieurteam, um einen kostenlosen Bericht zur Bewertung der Herstellbarkeit zu erhalten.

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Caleb Hayes

Caleb Hayes verfügt über mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung in der Blechbearbeitung und ist auf Präzisionsfertigung und Problemlösung spezialisiert. Mit seinem starken Fokus auf Qualität und Effizienz bringt er wertvolle Erkenntnisse und Fachwissen in jedes Projekt ein und sorgt so für erstklassige Ergebnisse und Kundenzufriedenheit in allen Bereichen der Metallverarbeitung.

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