Встала задача о экранировании элементов на печатной плате. Есть приёмный тракт ( чувствительность около -100 дБм). Печатная плата 2-хслойная, снизу сплошной слой земли, сверху всё пустое место тоже земляной полигон, всё прошито ПО, с мелким шагом. Так вот как правильно заэкранировать верхнию часть? В наличие имееться электротехническая сталь ( экран от буржуйских устройств), просото жесть, а также медная фольга. Экранировать надо от близко находяшихся сотовых телефонов (частота например 1,8 ГГц, мощность около 0,5 Вт). Для облегчения- антенна к входному тракту не подключена, точка подключения тоже находиться под экраном.
Как правильно выбрать высоту экрана над компонентами?
В каких местах земляного полигона припаивать экранирующую крышку (брать максимально близкие растояния до компонентов, или необязательно)?
Форма экрана- достаточно ли просто прямогольника, и нужно ли в нём проделовать отверстия?
Уже прбовал сам без предварительных расчётов: сделал экран ( модифицировав буржйский), высота над компонентами 2-3 мм, пропаян по всему периметру в нескольких местах. Но всё равно наводки проходят, ослабления не заметно. возможные ощибки- места к которым припаян экран не составлят одну целую линию на верхнем слое.

Если "есть", то постфактум сколь-нибудь эффективно бороться с думя ватами мобильника уже поздно . Задача безусловно комплексная. Конструктивные и cхемотехнические способы можно подсмотреть у самих мобильников . На форуме недавно было обсуждение подобной эпопеи.

так РеДизайн сделать не проблема. Этот вопрос относить скорее к следущему конструктив платы. Ну сотовые то я смотрел, вроде бы отличий нет, ну если не считатать что линия земли на верхнем слое, к которому припаян экран, идет без рарывов. В принципе это повторить я могу и у себя, если проблема в этом, просто надо фигурно вырезать. Так же хочу добавить, область экранирования 20х30 мм, дорожки между узлами менее 5 мм, окружённые землёй, входы и выходы согласованы.
А можно ткнуть в недавнее обсуждение, а то у меня поисковик не находит ничего.

Вот здесь очень подробно эта тема обсуждалась http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=57744

тему прочитал, но как то определёных выводов сделать не удалось. По 3 кондёра на каждом вводе питания в м/сх и так стоит (0,1 0,01 и 100 пФ). никаих проводов нету. единтвнное, экран не закрывает LDO стабилизатор, и простую логику ( 1 компаратор), и часть проводиков питания. А если вернуться к вопросу о выборе материала экрана, то какой лучше использоать?

Вопрос не только в материале, но в бОльшей степени в исполнении. Возмите в качестве эксперимента алюминиевую кастрюлю с крышкой, положите туда мобильник, закройте крышку и позвоните на него. Вы будете удивлены. Экраны лучше всего из посеребренной меди или посеребреной латуни. И особое внимание на точки стыков.

Если у Вас кастрюля "прозвонилась", то просто где-то крышку неплотно прижали. Сам когда-то пробовал: брал алюминиевую кастрюлю с плотно притертой крышкой - телефон терялся, пробивало только эмалированную за счет щели, образуемой эмалью между крышкой и катрюлей.

Т.е. в хотите сказать, что в 1мм щель пролезает 900 МГц. Хм... ну тогда при толщине платы в 1 мм, экранировать только сверху бесполезно?

А Вы, видимо, считаете более правдоподобным проникновение ЭМВ через алюминий толщиной ~0,5 мм при толщине скин-слоя на этих частотах 2-3 мкм? А плату вдоль экрана прошивают металлизированными отверстиями для этих целей и щели там практически нет.

Ну у меня топлата прошита ПО по периметру, но между ними 5 мм. Вдоль лсигнальных проводников, по чаще ококло 1,5.

В принципе, по отношению к длине волны на 1,8 ГГц (166,7 мм), вроде даже при 5 мм между отверстиями не должно большой разности потенциалов возникать, но 1,5 мм, несомненно, лучше. А Вы не смотрели книгу Чернушенко - Конструирование экранов и СВЧ устройств? Там, конечно, всё очень поверхностно, но, если даже этого не видели, то может быть полезна на первых порах. Более серьёзной литературы по данной проблеме сам не встречал, т. к. не занимался подобными вопросами. Если что-то имеется или найдете посерьезнее, буду рад принять (кто знает, чем заниматься придется когда-нибудь? ).

После того как переделал способ крепления экрана стало полегче ( уровень помех снизился на 30 дБм). Для этого пришлось экран припаять е к верхнему полигону, а к нижнему, загнув края под плату, и пропаять по всему периметру. Книжку то смотрел, но там и правда всё поверхностно.

В книге "Essential of RF and Microwave Grounding" есть график, сравнивающий эффективность проходных ПО по контуру экрана.
Этот график присоединил. Сравнивают эффективность по отношению к шагу пробоя и эффективность однорядного пробоя с двухрядным (L - расстояние между рядами).
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Даже не ожидал, что в инете с полпинка найду!!!

Спасибо за книжку,там есть что почитать. А также спасибо за прямую ссылку.

В вашем случае надо пересмотреть конструкцию вашего устройства. К примеру у нас имеется приемник с чутьем более 120 дб, но он у нас разведен на 4 слойной плате, снизу распологаются стабилизаторы, цепи питания, фильтры и все такое, на верху вся СВЧ часть. И это все прошито с мелким шагом землей, наподобии рекомендации к применению ф.Hittite. Промежуточные слои земляные. Крышки крепяться к корпусу винтиками, довольно плотно. И работает однако без проблем.

У меня тоже компоненты от Hittite, и плата разведена по их рекомендациям. просто 4 слоя мне не надо комонентов мало, схема линеная ( 1 вход 1 выход), сигналы по слоям не бегают, всё свободное место залито земляным полигоном. А как ваши крышки крепяться к платам? У меня схема тоже работает, просто когда подносишь источник сильной помехи очень близко ( 1-2 см), то излучение пролезает в тракт.

Недавно покупал хорошие ВЧ экраны в фирме ПЦБ технолоджи.
Такие как в мобильниках стоят.

У них где-то на сайте есть размеры готовых , но можно и под заказ. Если надо, то могу дать несколько на пробу.

Спасибо, я уже был у них на сайте. Купить то я и сам могу, в крайнем случае сам сделать (благо мастерская под рукой). Меня сейчас больше технические вопросы интересуют. Т.к. не хочеться в будующем переделывать плату.
Хотел спросить:- а какое максимальное затухание может вносить экран ( например из жести, или любой ваш материал толшиной 0,1 мм (и нужно ли толще)). при расмотрении конечно учитываем что спроектирован он правельно (хуже всегда можно сделать ). И насколько помогает если поставить 2 экрана ( 1 в другом), и как в таком случае объеденять землли, тоже по контуру или в 1 точке?
Кстати к вопросу о засувования мобильных в кастрюлю, решил проверить у себя: положил в жестяную коробку из под печенья( круглая такая), там щелей нету, т.к. одна половинка плотно входит в другую. Результат: мобильный прозваниваеться.

Воробьев Е. А. Экранирование СВЧ конструкций. -М.: Сов.радио, 1979. 136 с. с ил. (Библиотека радиоконструктора)
для случая, когда форма экрана совпадает с фронтом волны поля (с.45-46):
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Можно ещё почитать главу по экранированию из книжки В.Манасевич "Синтезаторы частот , теория и проектирование"Связь, 1979г.

Если не найдёте, то могу переснять главу.

Рылся в своей библиотеке сейчас и наткнулся на книгу: Полонский Н.Б. - Конструирование электромагнитных экранов для радиоэлектронной аппаратуры.1979.djvu (2,2 Мб). Если надо, могу на ftp залить (если там нет и куда если что?) или по другому как.

Еще:
1) Электронное конструирование - Методы борьбы с помехами.djvu (3,03 Мб);
2) Методы подавления шумов и помех в электронных системах (Отт)(1979).djvu (7,59 Мб)

Не на фтп, про эраны я не нашел.
Если не сложно залейте на фтп, вот сюда: ftp://ftp.electronix.ru/upload/DOCs/Books/RF&MW/.
Просто к сожалению в старых книгах, если и есть примеры расчётов, то они слишком обтекаемы, да и диапозон частот не всегда подходит. Вот например почитал буржуский Pdf по печатным антенам, там так и конструктив выложен и графики (зависимсти частот от размеров), и даже сравнения с промоделироваными антенами в MWO, и орентирован он на современные устройства.

Залил!


Да, с нашими современными книгами по технологии напряг!

Крышка крепится винтиками, плата опаивается по контурур корпуса. А насколько мощный источник помехи и зачем его так блзко подносить к приемнику? В нашем случае 15 Вт передатчик стоит в 20 см от приемника.

помехи могут пролезать по питанию, помогает установка перед экраном и за экраном SMD Chip Bead (поглотитель) с требуемой частотной характеристикой.
также керамика (блокировочная) плохо работает на этих частотах, ставим пленочные smd caps. Также помогают активные фильтры по питанию, но под экраном.

2 ikm: а на что у Вас собсвтенно наводятся помехи- на тракт ПЧ? или входной? Если входной, то с подключенной антенной все эти экраны никакого смысла иметь не будут. И еще -если вы не закроете экраном (или не поставите фильтры) на все линии которые заходят под экран, то его эффективность тоже будет близка к нулю.


Вы хотите сказать индуктивность у пленочных меньше чем у керамики? Основная проблема насколько я знаю- это увеличение индуктивного сопротивления на таких частотах.
Активные фильтры боюсь не помогут. Читал недавно статью от Linear про это как раз. Выходит что на частотах больше 10МГц активные фильтры не работают, гораздо эффективнее поставить маленький ЭМИ-фильтр

Читайте первый пост, там написаны условия экспиремента - антенна не подключена, хотя отверстие для подпайки антенны (d 1мм), экранировать забыл. На входнм тракте стоят полосовые фильтры с внеполосным затухание ( 2 шт в среднем 30 дБ на каждый). помеха наводиться на входной тракт, ПЧ нет. Единственные линии которые я не могу закрыть экраном это питание, т.к. оно внешнее. правда могу засунуть под экран LDO. Ну ещё и антенна тоже вне экрана. Так же источник помехи широкополосный от 400 МГц до 6 ГГц мощностью до 2 Вт, на макс. расстоянии 1,5 м. А мощность полезного сигнала 1 мВт на большем расстоянии, вот это мне и надо разделить, с разностью минимум 5 дБм.

Имхо антенна будет сосать помех больше чем все дорожки (даже без экрана которые). Даже если Вы щас все очень хорошо заэкранируете, потом когда подключите антенну все станет еще хуже. Дорожки не так уж плохо экранируются земляным полигоном,а антенна сами понимаете- нет.
Ну а по питанию думаю лучше всего проходные конденсаторы (они же ЭМИ фильтры) поставить. Мюратовские например

А то что "насосёт" антенна, куда это денеться, переизлучиться в объём экрана, или же пойдёт на вход фильтра, где и затухнет?

патент близкий к теме

Скажу так, как я вижу эту проблему. Если не прав, то пусть коллеги меня поправят
Если фильтр стоит на входе антенны, то частично поглотится фильтром, частично переизлучится обратно самой же антенной. Дело в том что излучательная способность коротких проводников в виде микрополоски, равно как и их восприимчивость к наводкам, весьма мала изза малой площади контура образованного этим проводником и возратным проводом (земляной заливкой), при условии конечно что заливка находится непосредственно под проводником и не имеет разрывов.
Повторю что это справедливо для коротких проводников (меньше 1/20 длины волны). Понятно что все входящие под экран провода желательно развязывать ЭМИ фильтрами. Но, в Вашем случае роль ЭМИ фильтра будет играть полосовой фильтр: то что пролезет в полосе пропускания-это уже не убрать впринципе, ну а все остальное вполне нормально отсеется этим фильтром. Если их два, то один я бы разместил до экрана, а второй -уже за ним.

естевственно



Это условие выполняеться



А зачем первый до экрана, моежет проще их перегородкой отсечь? Просто из-за технологических ограничений, его не получиться поствить очень близко к экрану, т.о. получиться проводник не закрытый экраном, а за ним уже будет 1 фильтр, а не 2.

Да наверно и так сойдет
Вобщем как зашел провод под экран- тут его фильтром и шарах! Чтоб не излучал почем зря внутри "чистой" зоны

ЗЫ.
И еще, может полезно будет. То что я почерпнул из прочитаной книги "ЭМС систем и установок": Любой экран, а также ввод в него должен запаиваться (завальцовыватся, зажиматься и т.д) по всему контуру (на 360* если это окружность). Иначе эффективноасть его резко падает. Т.е даже эта фишка с перех.отв. по периметру экрана на самом деле не есть гуд, т.к нарушается его целостность. Хотя как пишут в этой же книжке, большое кол-во меньших отверстий в экране (если без них не обойтись) более предпочтительно, чем одно БОЛЬШОЕ

Можете пояснить сие изречение, а то я напуган сильно.

<<Вобщем как зашел провод под экран- тут его фильтром и шарах! Чтоб не излучал почем зря внутри "чистой" зоны >>

Нет, тут что-то не так. С моими представлениями не стыкуется. IMHO, все что наводится снаружи экрана, должно снаружи и остаться. Я уже говорил в предыдущей теме, что для СВЧ токов внешняя поверхность экрана и внутренняя (она же обычно земля) - две разные цепи. По крайней мере, нужно стремиться, чтобы они стали таковыми! Поэтому, если уж фильтровать - то до входа под экран. Поставить, например, блокировочный конденсатор, и "сливать" через него все наводки на внешнюю поверхность экрана . А если Вы пропускаете СВЧ токи под экран, то считайте запускаете "козла в огород"...

А че тут непонятно? Что отразится от входа фильтра вернется в антенну и переизлучится ей. Если конечно вход фильтра не имеет КСВ=1 на всех частотах


Ну я говорил про входную РЧ цепь -антенный вход- на него проходные конденсаторы не посадишь. А ежели это будет полосовой RF-фильтр (внутри экрана, на плате) ну и пусть он себе замыкает эти ВЧ токи на землю (заливка в нижнем слое). Получается примерно одинаковый ИМХО, результат. 1) Что эта цепь (с выхода фильтра, Ваш вариант) будет ловить помехи снаружи экрана и передавать их в схему под экраном, 2) что цепь на входе фильтра (когда фильтр под экраном) будет немного излучать в объем экранированной области. 1) = 2) -одинаково.

конденсаторы плохо работают на ВЧ из-за собственной индуктивности. Также блокировочники не влияют на магнитную часть наведённого электромагнитного поля
нужны "поглотители" - chip beade, на основе фероматериалов, для подвавления магнитной составляющей (они есть во многих проходных фильтрах) или готовые фильтры.
Встречал экраны из фероматерималов. Все это считается, расчитывается для требуемого подавления. Задача не простая, поскольку не всегда удается получить этими пассивными компонентами требуемого подавления, приходиться прибегать иногда и к активнам компонентам. Щели, заоры, изгибы на экране являются переизлучателями наведенной элюмагнитной волны или ее гармоник. Больше всего просачивание через питающие,управляющие цепи. Экранная оплетка кабеля также требует внимания к себе поскольку по ее поверхности ВЧ наводки просачиваются под экраны, на кабель ставят ферритовые колечки для подавления.

То что навелось в проводе-уже не электромагнитная волна а электрический сигнал. А он прекрасно блокируется проходной емкостью.
А "поглотители" просто увеличивают эквивалентное сопротивление кабеля наводкам общего вида. Без соотв.блокирующей емкости одно лишь "сопротивление" не будет хорошо работать.

как это, не не электромагнитная волна? она самая, только по поверхности проводника распространяется, вглубь не идет, трудно ей там .
а электрический сигнал это и есть электромагнитная волна по любому.

1)
А как Вы это увидите - что она переизлучает? Замеряя сигнал на входе рядом расположенного приемника?Переизлучить больше энергии, чем антенна приняла из эфира, она естественно не может, поэтому увеличения мощности в приемнике не будет. Ну и объясните мне, куда девается по Вашему мощность, которая возникла в приемной антенне, но на вход приемника не поступает так как ее не пропускает входной фильтр? Считаем для простоты что фильтр идеальный и не имеет потерь? На выходе фильтра ничего нет, а в антенну постоянно вкачивается из эфира энергия- куда она девается?
2)
Я имел ввиду что "так было бы...если бы фильтр имел КСВ=1 на всех частотах". А так понятно, -фильтр теряет согласование с антенной в полосе непрозрачности, соответственно КСВ на входе фильтра возрастает. Хотя теоретически не вижу причины почему фильтр с КСВ=1 на всех частотах не может называться фильтром


Ну какбы всегда считал, что по провода ТОК идет.
Но если Вам очень хочется, называйте любой сигнал электромагнитной волной (ЭМВ)
Но вот как же быть - ведь даже дедушка Максвелл говорил, что постоянный ток не порождает ЭМВ, а по Вашему выходит что и он- ЭМВ? Неувязочка какаято Я еще могу понять что по волноводу идет ЭВМ, но вот чтобы она по проводам бегала - такому нас в институте не учили

Для начала, уважаемые коллеги, давайте все вместе внимательно перечитаем тему http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=57744 . Там многие вопросы, общими усилиями, были достаточно подробно "расжеваны". В частности, и про магнитную составляющую. Просто, чтобы не пускать дискуссию по второму кругу, а двигаться дальше.

<<<А ежели это будет полосовой RF-фильтр (внутри экрана, на плате) ну и пусть он себе замыкает эти ВЧ токи на землю (заливка в нижнем слое). Получается примерно одинаковый ИМХО, результат. 1) Что эта цепь (с выхода фильтра, Ваш вариант) будет ловить помехи снаружи экрана и передавать их в схему под экраном, 2) что цепь на входе фильтра (когда фильтр под экраном) будет немного излучать в объем экранированной области. 1) = 2) -одинаково. ...>>
Нет ув. Alexashka, получается совсем разный результат. Просто, по началу трудно принять тот факт, что внешняя поверхность экрана и внутренняя - это разные цепи с точки зрения СВЧ, причем изолированные друг от друга. А с точки зрения НЧ - это одно и то же. И если земля - часть экрана, то ее внутренняя поверхность - это заэкранированная земля, а внешняя - незаэкранированная. По СВЧ - оно не связаны между собой! Поэтому, куда вы присоедините блокирующий конденсатор - имеет принципиальное значение для результата.
Продолжу чуть позже...

а в каком институте вы учи-(тесь)лись?

Дык я об этом и не спорю! просто здается мне мы с Вами говорим немного о разных вещах. Хотя, приведу рисуночек, в нем вместо фильтра можно подствить и блокирующий конденсатор и даже проходной (не те что пояются в экран-это технологически сложно и я их не рассматриваю, а просто трехвыводной кондесатор который паяется на плату как СМД-элемент).
Как видно из рисунка никаких токов, проходящих по поверхности проводников чистой зоны нет -это к Вашим словам о пути токов. Ну а магнитные поля(которые в основном и будут определять наводки на элементы и проводники под экраном) будут хорошо компенсироватся по причине малой площади контура сигнального и возвртного токов.
PS. сигнальный путь на рисунке не показан полностью, по идее с выхода фильтра он идет кудато дальше...



Вы не отвечаете на мои вопросы поэтому извените, я не буду отвечать на Ваши.

У Вас же сигнальный провод не закрыт полностью экраном (землей) - правильно? Земля только вокруг да около.
Поэтому, ничто не мешает току наводки зайти под экран по сигнальному проводу - а у Вас на картинке это не показано. Дальше вы фильтруете наводку тем или иным способом. Фактически - шунтируете ее на землю. Только это уже не та земля! Не внешняя "грязная" земля (куда надо было бы этот ток отправить), а внутренняя "чистая". Дальше эти токи наводки пойдут уже по ней, по внутренней поверхности экрана, через емкости пройдут в другие сигнальные цепи... Все, экран можно снимать! Что он есть, что нет...

...внутренняя "чистая" земля. и только небольшой ее кусочек непосредственно под фильтром. Думаю под фильтром никаких чуствительных других цепей просто не будет.

А если Ваш вариант (см.рисунок) -чем он лучше? помеха наводится на коротком отрезке сигнального провода, который идет от фильтра и тоже не закрыт экраном.

Я кажется понял, в чем Ваша ошибка. Вы почему-то думаете, что СВЧ-ток побежит у Вас в обратном направлении по синей стрелке. Это не так. Наводку на нарисованный контур вы можете вообще не рассматривать и про нее
забыть, ввиду слишком малой площади контура. Здесь совсем другие модели надо использовать. Вспомните, как "бегают" токи в линейных вибраторах - только одном направлении в каждый момент времени...


Кстати, нарисован - не мой вариант! Опять все зашутнировано на "внутреннюю" землю!

Хорошо, я зашунтирую на "внешнюю землю". Но обратный ток все равно пойдет по нижнему земляному слою (другого пути назад у него нет!) и по внутренней стороне фольги. Это не я придумал, это из книги Кечиева Л.Н. "проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры".
Считаем что на рисунке показан путь тока от антенны (не показана), содержащий полезный сигнал и сигнал помехи.
По поводу токов "бегающих в одном направлении" -если Вы знаете, то объясните, как пойдет ток, можете прямо на моем рисунке

Вы забываете, что в данном случае источником токов является СВЧ-поле. Поэтому то, что происходит здесь и в цепях быстродействующей аппаратуры - несколько разные вещи. Никакая "обратка" в данном случае не требуется. Токи идут по всей доступной поверхности (поверхностям) в одном направлении. Сменило поле направление - поменялось направление токов. И так 900 000 000 раз в секунду....