【導(dǎo)讀】電磁干擾(EMI)是電磁兼容的一個(gè)分支，它是指研究和抑制噪聲信號(hào)的干擾，使其不影響電路的正常功能。在醫(yī)學(xué)界，足夠的信號(hào)噪聲屏蔽是優(yōu)化設(shè)備功能和最終保護(hù)病人健康的必要條件。
一個(gè)好的電磁干擾屏蔽是通過(guò)一個(gè)完整的360°外殼周圍的保護(hù)裝置來(lái)完成。完整的360°屏蔽是環(huán)繞整個(gè)受保護(hù)設(shè)備(例如電纜)并將其連接到底盤(見圖1)的環(huán)向終止端子上。
保護(hù)設(shè)備(例如電纜)并將其連接到底盤(見圖1)的環(huán)向終止端子上。
360°屏蔽
在某些醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，這似乎是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樾枰Ｗo(hù)的設(shè)備是傳感器，它是將物理特性轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的感器。例如，希望屏蔽一個(gè)用于測(cè)量人體組織中某種異常的半透明的光電晶體管，光源在背后，這樣可保護(hù)它不受外界干擾，避免損壞電路或妨礙其正常功能。但是這樣的裝置怎么能被屏蔽呢？將光電晶體管完全包裹在金屬宿中將消除傳感器的光感知能力，還有大量的其他醫(yī)學(xué)傳感器，比如：光、溫度、壓力、流量、熱、聲等等， 這些也需要屏蔽。那么，設(shè)計(jì)師們能做些什么呢？早期試圖為這些應(yīng)用提供有效的屏蔽，僅僅是在電路外圍用導(dǎo)電材料包圍，但沒有擺地方法。這個(gè)解決萬(wàn)案，不是專門針對(duì)醫(yī)學(xué)傳感器，常稱為浮動(dòng)屏蔽。
最終，這是一個(gè)有問(wèn)題的設(shè)計(jì)。浮動(dòng)屏蔽增加了額外金屬層的屏蔽材料面，而且沒有適當(dāng)?shù)亩俗觼?lái)保護(hù)電路免受輸入噪聲信號(hào)影響，同時(shí)防止輸出噪聲信號(hào)。然而，在沒有足夠端子的情況下，金屬層或結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生兩個(gè)獨(dú)立的金屬片，通常是屏蔽層和底盤，從而產(chǎn)生具有將場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電壓和電流的潛力的偶極子天線。這可能會(huì)導(dǎo)致電路抗擾性問(wèn)題和損害屏蔽性能。
為了避免屏蔽誤差，設(shè)計(jì)師經(jīng)常加入地線，連接獨(dú)立的金屬片，消除偶極天線的擔(dān)憂，并建立電氣統(tǒng)一，通常通過(guò)屏蔽盾連接到底盤。然而，引線，有時(shí)被稱為辮子，會(huì)引起其他EMI問(wèn)題。
漏極線的引入在外部噪聲和內(nèi)部電路之間產(chǎn)生了互感回路，阻礙了屏蔽性能。漏極線還在尾端子上通過(guò)特定的電子聚焦產(chǎn)生高密度電流，這使電纜屏蔽和配套外殼(例如底盤)之間產(chǎn)生電壓積累。反過(guò)來(lái)，電流不僅會(huì)引起向外信號(hào)，造成輻射問(wèn)題，也會(huì)影響內(nèi)部電路，造成失效問(wèn)題。
解決這一陷阱的常見萬(wàn)法是將內(nèi)部電纜導(dǎo)線直接連接到指定的導(dǎo)體上，以此作為內(nèi)部擺地的通道，但這在扁平電纜中比在圓形導(dǎo)線中更為常見。而且，這樣做并不能真正解決電感回路問(wèn)題，它只是重新定位了電感環(huán)。然而，如果電纜屏蔽與底盤也有360°的連接，擺地導(dǎo)體仍然是屏蔽的重要萬(wàn)法，因?yàn)闇p少錢圈面積非常重要，可以減輕其產(chǎn)生的自感應(yīng)。如果沒有完全封閉的360°終端連接，電信號(hào)就無(wú)法區(qū)分外部世界和內(nèi)部電路，這會(huì)再次造成輻射和失效問(wèn)題。
原創(chuàng)： Zachary Blanden
