軍工電子設備電磁兼容的試驗標準和實用技術分享
發布時間:2019-01-09 責任編輯:xueqi
【導讀】筆者結合十幾年來對海、陸、konggezhonganzhuangpingtaishangdejungongdianzishebeicongshidiancijianrongxingshejiheshiyangongzuodeshijian,zhenduijunbiaodiancijianrongxingshiyandegexiangzhuyaokaoheyaoqiu,tigongyixieyouliyushishiyanxiangmudabiaodeshiyongjishuhejingyan。
近20年來,軍工電子設備對於電磁工作環境的兼容性能日益受到重視。EMC不僅與溫度、濕度、振(zhen)動(dong)等(deng)並(bing)列(lie)成(cheng)為(wei)考(kao)核(he)軍(jun)工(gong)設(she)備(bei)環(huan)境(jing)適(shi)應(ying)能(neng)力(li)的(de)重(zhong)要(yao)指(zhi)標(biao),而(er)且(qie)對(dui)某(mou)些(xie)軍(jun)工(gong)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)來(lai)講(jiang),電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)更(geng)是(shi)提(ti)到(dao)了(le)所(suo)有(you)各(ge)種(zhong)環(huan)境(jing)要(yao)求(qiu)中(zhong)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)位(wei)置(zhi)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)現(xian)代(dai)軍(jun)工(gong)裝(zhuang)備(bei)的(de)電(dian)子(zi)化(hua)程(cheng)度(du)大(da)幅(fu)度(du)提(ti)高(gao)後(hou),軍(jun)工(gong)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)功(gong)率(lv)譜(pu)和(he)頻(pin)率(lv)譜(pu)不(bu)斷(duan)向(xiang)高(gao)端(duan)和(he)低(di)端(duan)兩(liang)個(ge)方(fang)向(xiang)延(yan)伸(shen),軍(jun)工(gong)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)在(zai)海(hai)、陸、空各種平台上的安裝密集度也大幅增加,導致各電子設備相互之間的電磁幹擾(EMI)問題越來越突出。因此,要求軍工電子設備必須具有規定的電磁兼容能力已成為從事設備設計、生產、使用有關各方的共識。
為了考核軍工電子設備的EMCxingneng,jihusuoyoudejungongdianzishebeidouyaoqiubixutongguoguojiajunyongbiaozhunguidingdediancijianrongxingshiyanceshi。yinci,jinnianlaiyouguanjungongdianzishebeidiancijianrongxingdeshiyanbiaozhunhedabiaojishushoudaoleqiansuoweiyoudeguanzhu。
與其他環境條件的考核要求不同,“電磁兼容性”dejianyanbujinyaokaoheshebeiduidiancihuanjingdeshiyingnengli,haiyaokaohegaishebeidecunzaishifouhuizaochengbuliyurongnaqitashebeizhengchanggongzuodediancihuanjing。yinci,diancijianrongxingshiyanshishuangxiangxingdeshiyan,shouceshishebei(EUT)必須在承受外部電磁幹擾和不對外產生電磁幹擾兩方麵同時達標才算合格。又因為電磁信號能夠通過電路傳導和空間輻射2種(zhong)途(tu)徑(jing)產(chan)生(sheng)效(xiao)應(ying),所(suo)以(yi),為(wei)使(shi)軍(jun)工(gong)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)能(neng)夠(gou)在(zai)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)試(shi)驗(yan)中(zhong)達(da)標(biao),必(bi)須(xu)在(zai)設(she)備(bei)的(de)電(dian)子(zi)電(dian)氣(qi)係(xi)統(tong)和(he)機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)係(xi)統(tong)兩(liang)方(fang)麵(mian)協(xie)調(tiao)采(cai)取(qu)措(cuo)施(shi)。這(zhe)些(xie)因(yin)素(su)決(jue)定(ding)了(le)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)試(shi)驗(yan)相(xiang)對(dui)其(qi)他(ta)的(de)例(li)行(xing)環(huan)境(jing)試(shi)驗(yan)來(lai)說(shuo)更(geng)為(wei)複(fu)雜(za),達(da)標(biao)也(ye)更(geng)不(bu)容(rong)易(yi)。
對從事軍工電子設備電磁兼容性設計和試驗的人員來說,除了要掌握與設備有關的專業知識和必不可少的電磁學、電子學、電dian工gong學xue方fang麵mian的de基ji礎chu知zhi識shi以yi及ji有you關guan材cai料liao科ke學xue和he結jie構gou設she計ji方fang麵mian的de知zhi識shi外wai,還hai必bi須xu熟shu悉xi有you關guan電dian磁ci兼jian容rong性xing試shi驗yan的de軍jun用yong標biao準zhun,並bing盡jin可ke能neng詳xiang細xi地di了le解jie各ge項xiang試shi驗yan的de物wu理li含han義yi及ji對dui試shi驗yan測ce試shi的de要yao求qiu等deng方fang麵mian的de內nei容rong。
圍繞GJB151A.97標準¨ 的主要條文,筆者結合十幾年來對海、陸、konggezhonganzhuangpingtaishangdejungongdianzishebeicongshidiancijianrongxingshejiheshiyangongzuodeshijian,zhenduijunbiaodiancijianrongxingshiyandegexiangzhuyaokaoheyaoqiu,tigongyixieyouliyushishiyanxiangmudabiaodeshiyongjishuhejingyan。
1 GJB151A一97標準簡介
GJB151A.97標準全稱為“軍用設備和分係統電磁發射和敏感度要求”,是我國為軍用電子、電氣、機電等設備和分係統的研製和訂購製定的關於設備電磁發射和敏感度特性的國家軍用標準,規定了軍用設備必須滿足的EMC要求。該標準由國防科學技術工業委員會批準,發布於1997年5月23日,於1997年12月1日起實施。與該標準密切相關並同期發布和實施的另一個標準是GJB152A-97標準[2]“軍用設備和分係統電磁發射和敏感度測量”,規定了GJB151A-97標準中各項試驗指標的測量方法。
GJB151A-97標準的前身是發布於1986年的GJB151A-86標準,新版標準參照國外軍標(主要是美國軍標MIL)對老標準作了修訂,對一些指標作出了更嚴格的要求。
根據GJB151A-97標準的規定,軍用電子設備的EMC試驗包括下列19項:
· CE101 25 Hz~10 kHz電源線傳導發射
· CE102 10 kHz~10 MHz電源線傳導發射
· CE106 10 kHz~40 GHz天線端子傳導發射
· CE107電源線尖峰信號(時域)傳導發射
· CS101 25 Hz~50 kHz電源線傳導敏感度.
· CS103 15 kHz~10 GHz天線端子互調傳導敏感度
· CS104 25 Hz~20 GHz天線端子無用信號抑製傳導敏感度
· CS105 25 Hz~20 GHz天線端子交調傳導敏感度
· CS106電源線尖峰信號傳導敏感度
· CS109 50 Hz~100 kHz殼體電流傳導敏感度
· CS114 10 kHz~400 MHz電纜束注入傳導敏感度
· CS1 15電纜束注入脈衝激勵傳導敏感度
· CS116 10 kHz~100 MHz電纜和電源線阻尼正弦瞬變傳導敏感度
· REIO1 25 Hz~100 kHz磁場輻射發射
· RE102 10 kHz~18 GHz電場輻射發射
· RE103 10 kHz~40 GHz天線諧波和亂真輸出輻射發射
· RSIO1 25 Hz~100 kHz磁場輻射敏感度
· RS103 10 kHz 40 GHz電場輻射敏感度
· RS105瞬變電磁場輻射敏感度
對於各種不同的軍用安裝平台,上述19項EMC試驗並非全部是必做的。所謂的軍用安裝平台分為水麵艦船、潛艇、陸軍飛機(含航線保障設備)、海軍飛機、空軍飛機、空間係統(含運載火箭)、陸軍地麵、海軍地麵、空軍地麵9類。在GJB151A-97標準中,每個試驗項目對每種平台的適用性都作出了規定。
對於要求進行EMC試驗的軍用電子設備,通常在所有試驗項目中,CE102、CSIO1、CS114、RE102、RS103這5項是最主要的必做項目。對裝載於艦船和飛機上的設備,還往往要求做CE101、CS115、CS116、RE101、RS101中的一些項,連同前述的5項,總的必做試驗項目在7項到9項之間。其餘項目由訂購單位根據有關規範確定是否需做試驗。
2 軍工電子設備的EMC特點和設計對策
軍工電子設備相對於一般的非軍工類電子設備或非電子類軍工設備來說,其電磁兼容性有如下一些特點。
1.anzhuangmijidugao。chuyuzhanshujishufangmiandekaolv,jungongdianzishebeideanzhuangfeichangjincou,dalianggongnenggeyidejungongdianzishebeimijiyuxiaxiaodekongjiannei,shideshebeijiandedianciganraowentitebietuchu。
2.強(qiang)弱(ruo)信(xin)號(hao)共(gong)存(cun)。幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)種(zhong)類(lei)的(de)軍(jun)工(gong)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)都(dou)要(yao)同(tong)時(shi)處(chu)理(li)幅(fu)度(du)相(xiang)差(cha)懸(xuan)殊(shu)的(de)強(qiang)弱(ruo)多(duo)種(zhong)信(xin)號(hao)。強(qiang)信(xin)號(hao)對(dui)外(wai)部(bu)設(she)備(bei)造(zao)成(cheng)幹(gan)擾(rao),弱(ruo)信(xin)號(hao)又(you)對(dui)外(wai)部(bu)幹(gan)擾(rao)極(ji)為(wei)敏(min)感(gan)。
3.頻pin譜pu分fen布bu廣guang。軍jun工gong電dian子zi設she備bei充chong分fen利li用yong了le頻pin率lv資zi源yuan,占zhan用yong了le從cong直zhi流liu到dao微wei波bo的de各ge個ge頻pin帶dai。有you的de設she備bei如ru雷lei達da等deng工gong作zuo於yu脈mai衝chong方fang式shi,覆fu蓋gai了le廣guang闊kuo的de頻pin率lv範fan圍wei,對dui周zhou邊bian設she備bei造zao成cheng強qiang烈lie幹gan擾rao。
4.共用電源和地線。各種安裝平台上的大量軍工電子設備往往共用電源和備份電源、共用地線,使得通過電源耦合和地線耦合造成的相互幹擾不能忽視。
5.設備機電結構的回旋餘地小。軍工電子設備結構堅固,設備內部冗餘空間小。如果在設計後期才對設備進行EMC強化,往往會與設備的原有機械結構或電氣布局發生衝突,這時就難以兼顧各方麵的戰術技術性能指標。
由於以上這些特點,決定了軍工電子設備的EMC設計比一般的電子設備更為複雜和困難,電磁兼容性試驗的達標難度更高。要設計符合GJB151A.97電磁兼容性標準的軍工電子設備,首先要遵循通用的EMC設計原則,再在這個基礎上強化EMC措施,尤其要關注電源、機箱屏蔽、電路設計、接地質量這幾方麵。
2.1 電源和EMC的關係
在GJB151A.97標準中,CE101、CE102、CE107、CS101、CS106這5項是直接與電源有關的,CS114、CS115和CS116這3項與電源電纜有關,其餘輻射發射和敏感度的項目間接與電源有關。因此可以說,軍工電子設備的EMC設計,第1步要做好的就是設備電源的EMC設計。
2.1.1 電源EMC設計的主要對策
(1)電dian源yuan輸shu入ru端duan的de電dian磁ci屏ping蔽bi和he電dian源yuan線xian濾lv波bo。電dian源yuan線xian一yi進jin入ru機ji箱xiang就jiu要yao直zhi接jie連lian接jie到dao電dian源yuan濾lv波bo器qi上shang,或huo者zhe采cai用yong輸shu入ru端duan兼jian做zuo電dian源yuan插cha座zuo的de電dian源yuan濾lv波bo器qi。電dian源yuan濾lv波bo器qi的de安an裝zhuang很hen有you講jiang究jiu,濾lv波bo器qi的de輸shu出chu線xian要yao遠yuan離li輸shu入ru線xian,金jin屬shu外wai殼ke要yao大da麵mian積ji接jie地di。如ru果guo把ba進jin出chu濾lv波bo器qi的de電dian源yuan線xian捆kun紮zha在zai一yi起qi,這zhe個ge濾lv波bo器qi就jiu幾ji乎hu等deng於yu沒mei用yong。
(2)shiyonggelibianyaqi。ruguocaiyongjiaoliudianyuan,zaichengbenheanzhuangtiaojianxukedeqingkuangxia,zuihaoshiyonggelibianyaqi。zuijiandandegelibianyaqishizaichucijijianyoupingbigelicengdedianyuanbianyaqi,zhezhongbianyaqinenggouqidaoanquanfanghu、變壓、隔離地線環流、提高共模幹擾抑製能力等多種作用,而且其濾波特性能夠和電源濾波器互補。
(3)合理設計二次電源。設備的二次電源有開關電源和線性電源2種。雖然開關電源對外來幹擾有一定的抑製能力,但不少開關電源對外的輻射發射和傳導發射過大,致使在EMC試shi驗yan時shi,能neng通tong過guo敏min感gan度du項xiang目mu卻que通tong不bu過guo發fa射she項xiang目mu。因yin此ci,在zai低di功gong耗hao電dian路lu中zhong,如ru可ke不bu用yong開kai關guan電dian源yuan就jiu盡jin量liang不bu用yong,選xuan用yong線xian性xing穩wen壓ya器qi可ke避bi免mian產chan生sheng對dui外wai幹gan擾rao。
(4)電源的整體屏蔽。鑒於電源部分在電子設備EMC性能方麵的重要性,還可以在屏蔽機箱內部把電源部分整體再屏蔽在另一個與其它部分隔離的空間內,形成對電源的整體屏蔽。
2.2 機箱電磁屏蔽
機箱電磁屏蔽是防止空間電磁輻射最基本也是最有效的辦法,在GJB151A.97標準中,RE101、RE102、RS101、RS103、RS105這5項與機箱的屏蔽直接有關,其餘與電纜有關的項目也間接與機箱屏蔽有關,因為電纜是要通過機箱進出的。
2.2.1 設計屏蔽機箱的幾點原則
(1)保證屏蔽層的導電連續性。理論分析和EMC試shi驗yan都dou證zheng明ming,電dian磁ci屏ping蔽bi體ti上shang的de細xi長chang縫feng隙xi將jiang使shi屏ping蔽bi效xiao果guo大da打da折zhe扣kou。因yin此ci,機ji箱xiang結jie構gou上shang的de所suo有you外wai部bu縫feng隙xi都dou要yao實shi現xian連lian續xu且qie有you良liang好hao的de導dao電dian接jie觸chu。而er對dui於yu直zhi徑jing小xiao於yu屏ping蔽bi機ji箱xiang厚hou度du的de小xiao孔kong,一yi般ban不bu必bi擔dan心xin影ying響xiangEMC效果。
(2)妥善處理機箱的各種開口。機箱開口主要用來安裝開關、按鈕、指示燈與顯示屏等。開口較大時,如果難以在所安裝器件的前麵采取屏蔽措施,也要在器件的後麵加裝屏蔽層(後置屏蔽法),並對穿過屏蔽層的導線做濾波處理。
(3)正(zheng)確(que)選(xuan)擇(ze)和(he)安(an)裝(zhuang)機(ji)箱(xiang)接(jie)插(cha)件(jian),解(jie)決(jue)電(dian)纜(lan)屏(ping)蔽(bi)問(wen)題(ti)。進(jin)出(chu)機(ji)箱(xiang)的(de)線(xian)纜(lan)如(ru)處(chu)理(li)不(bu)當(dang),會(hui)減(jian)弱(ruo)甚(shen)至(zhi)失(shi)去(qu)機(ji)箱(xiang)屏(ping)蔽(bi)效(xiao)能(neng)。因(yin)此(ci),連(lian)接(jie)至(zhi)機(ji)箱(xiang)插(cha)座(zuo)的(de)外(wai)部(bu)線(xian)纜(lan)可(ke)加(jia)外(wai)屏(ping)蔽(bi)層(ceng),並(bing)且(qie)線(xian)纜(lan)的(de)外(wai)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)要(yao)和(he)機(ji)箱(xiang)的(de)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)保(bao)持(chi)導(dao)電(dian)連(lian)續(xu)性(xing)。安(an)裝(zhuang)在(zai)機(ji)箱(xiang)上(shang)的(de)插(cha)座(zuo)要(yao)選(xuan)用(yong)符(fu)合(he)軍(jun)用(yong)標(biao)準(zhun)的(de)屏(ping)蔽(bi)型(xing)接(jie)插(cha)件(jian)。機(ji)箱(xiang)上(shang)安(an)裝(zhuang)插(cha)座(zuo)的(de)接(jie)觸(chu)麵(mian)不(bu)能(neng)有(you)漆(qi)膜(mo)或(huo)塗(tu)塑(su)層(ceng)等(deng)任(ren)何(he)絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)。
(4)機箱散熱最好采用自然風冷的方式,允許有一些小的散熱孔。如果要安裝散熱風扇的話,需要在風扇外側安裝截止波導式屏蔽通風板。
2.3 電路設計中的EMC對策
電路EMC設計的基本原則已有許多文獻述及,此處僅提一下幾個實用的具體細節。
1)應用多層印製電路板和表麵貼裝元器件。具有電源層和地線層的4層以上印製電路板的EMC特性優於普通的單、雙麵印製電路板,在電路設計時應盡可能采用多層板。表麵貼裝元器件的等效電磁輻射麵積顯著小於插裝式元器件,具有更好的EMC性能。所以多層電路板加表麵貼裝元器件的組合應當成為符合GJBI51A-97標準要求的印製電路板設計首選。
2)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)選(xuan)用(yong)和(he)傳(chuan)感(gan)信(xin)號(hao)放(fang)大(da)器(qi)的(de)設(she)計(ji)。傳(chuan)感(gan)器(qi)一(yi)般(ban)安(an)裝(zhuang)在(zai)設(she)備(bei)主(zhu)機(ji)箱(xiang)以(yi)外(wai),因(yin)此(ci),對(dui)主(zhu)機(ji)箱(xiang)采(cai)取(qu)的(de)電(dian)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)措(cuo)施(shi)覆(fu)蓋(gai)不(bu)到(dao)傳(chuan)感(gan)器(qi)。又(you)由(you)於(yu)來(lai)自(zi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)信(xin)號(hao)十(shi)分(fen)微(wei)弱(ruo),所(suo)以(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)經(jing)常(chang)成(cheng)為(wei)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)中(zhong)最(zui)易(yi)遭(zao)受(shou)外(wai)部(bu)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)薄(bo)弱(ruo)環(huan)節(jie),尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)做(zuo)RS101和RS103測試時。
傳(chuan)感(gan)放(fang)大(da)器(qi)有(you)單(dan)端(duan)輸(shu)入(ru)式(shi)和(he)差(cha)分(fen)輸(shu)入(ru)式(shi)之(zhi)別(bie)。從(cong)理(li)論(lun)上(shang)講(jiang),理(li)想(xiang)的(de)平(ping)衡(heng)輸(shu)入(ru)差(cha)分(fen)放(fang)大(da)器(qi)抑(yi)製(zhi)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)的(de)能(neng)力(li)很(hen)強(qiang),因(yin)此(ci)一(yi)般(ban)應(ying)采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)輸(shu)入(ru)方(fang)式(shi)。但(dan)當(dang)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)大(da)到(dao)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)時(shi)(如RS103試驗時幹擾場強最大可達200 V/m),可ke能neng導dao致zhi有you源yuan差cha分fen放fang大da器qi的de工gong作zuo範fan圍wei脫tuo離li線xian性xing區qu,使shi共gong模mo抑yi製zhi失shi效xiao。實shi際ji試shi驗yan的de結jie果guo也ye表biao明ming,在zai嚴yan密mi屏ping蔽bi和he良liang好hao接jie地di的de條tiao件jian下xia,單dan端duan輸shu入ru式shi的de傳chuan感gan放fang大da器qi抗kang幹gan擾rao能neng力li有you時shi更geng勝sheng一yi籌chou。因yin此ci,究jiu竟jing選xuan用yong哪na種zhong輸shu入ru放fang大da電dian路lu,還hai需xu結jie合he實shi際ji情qing況kuang決jue定ding。
3)強化有源器件的高頻旁路。按照GJB151A.97標準做RS103項目的試驗時,有時會出現這種情況:幹擾信號為等幅波時,輸出信號不受幹擾;ganraoxinhaoweitiaofuboshi,shuchuxinhaozhongjiuyouleganrao。jingfenxi,kenengshitiaofuboganraoxinhaocuanrudianluhou,youyuyouyuanqijiandefeixianxingxiangyingchanshenglegaopinjianbo,congerzaochengganrao。weifangzhizhezhongqingkuang,qianghuaduiyouyuanqijiandegaopinpanglukeqiyixiezuoyong。
2.4 注重接地質量
在電源、屏蔽和電路設計這3方麵,都必須高度關注地線和接地質量問題。接地質量首先體現在要正確接地,即選擇正確的接地點和接地方式;再則是要可靠接地,接地麵積要大、接地線要粗而短、接地螺栓要安裝緊固,以減小接地電阻。
綜上所述,對軍工電子設備進行EMC設計時,設計重點依次是電源、屏蔽、電路,而對接地的設計考慮則自始至終貫穿於這3個方麵。
3 針對各項軍標EMC試驗的達標技術
電磁幹擾的物理本質是電磁場的相互作用。從理論上來講,有關電磁場的任何問題,都可以通過求解Maxwell方程組來得到精確的解答。但大多數軍工電子設備由數量眾多的結構件和電子元件組成,電磁場的空間分布非常複雜,閨此,在求解Maxwell方程組時無法得到足夠精確的、yuxianshihuanjingxiangyizhidebianjietiaojian。erzhongsuozhouzhi,shuxuewulifangchengdejieshiqiangliediyilaiyubianjietiaojiande。zhiyaozaililunjisuanzhongjiadingdebianjietiaojianyushijifenbuyouxiweidechabie,jisuandechudejieguojiukenengbiandehaowuyiyi。zaizheyangdeqingkuangxia,shiyongjingyanrengranzaijungongdianzishebeiEMC設計中起著相當重要的作用。
在GJB151A.97標準所列出的全部19項EMC試驗中,有5項和天線有關。如果被測試的不是無線通信類設備,這5項一般不需要做。CS109和RS105這2項試驗通常做得較少。餘下的12項試驗,按其性質可分成4類:傳導發射類試驗、傳導敏感度類試驗、輻射發射類試驗、輻射敏感度類試驗。以下針對這4類電磁兼容性試驗項目,以測試達標為目的,介紹一些經實踐證明有效的設計準則和經驗。
3.1 傳導發射類試驗
傳導發射類試驗包括CE101、CE102、CE107。前2項屬於電源線常規傳導發射試驗,都是測試EUT傳導發射到電源線上的信號,區別是所測試的傳導發射頻段不同;後1項測試EUT從電源線傳導發射出的尖峰信號。這3項傳導發射試驗所針對的都是EUT電源對環境的幹擾,要求必須在規定值之下,以防止任何1台設備經由共用電源去幹擾其他設備。
EUT的電源線傳導發射信號有2個來源:來自EUT的功能電路和來自EUT的電源電路。在電源電路裏阻斷EMI信號的傳導發射,主要手段是隔離和濾波。如果EUT是交流供電的,最簡單的隔離方法是采用具有屏蔽隔離層的電源變壓器,對於低頻段的EMI有較強的隔離功能。
在直流供電的情況下,為達到隔離的目的,要使用輸出和輸入不共地的DC/DC變換器。但DC/DC變換器采用脈寬調製技術,本身就是一個幹擾源,因此,選型十分重要,應盡量選用低EMI的DC/DC變換器。
電源進線處的濾波器必不可少。由於該濾波器為對稱無源電路結構,能夠起到雙向隔離濾波作用,不僅能阻擋外來幹擾進入EUT,同時也防止內部幹擾傳向外部。但電源濾波器主要用於濾除高頻段的幹擾,對低頻段幹擾基本無效。
dianyuandianludeshuchulvboyehenzhongyao。duiyugonglvxingdedianzishebei,dangfuzaigonglvbianhuashi,zaochengdianyuangongdianbianhua,jinerzaochengwaibuxianshangdianyuanbodong。ruguozhegebodongdepinlvchaoguo25 Hz且幅度過大,CE101就不能達標。在電源電路的輸出端並聯大容量濾波電容器,利用電容的儲能作用,能夠使電源波動平滑化。隻要把電源波動的頻率降到25 Hz以下,就可避開CE101試shi驗yan頻pin率lv的de下xia限xian使shi試shi驗yan達da標biao。對dui於yu信xin號hao型xing的de電dian子zi設she備bei,前qian端duan電dian路lu通tong過guo電dian源yuan傳chuan出chu去qu的de幹gan擾rao信xin號hao能neng量liang主zhu要yao集ji中zhong在zai高gao頻pin段duan,要yao使shi用yong高gao頻pin性xing能neng優you良liang的de小xiao容rong量liang濾lv波bo電dian容rong器qi。又you因yin為wei穩wen壓ya電dian源yuan輸shu出chu端duan的de交jiao流liu等deng效xiao阻zu抗kang很hen低di,單dan純chun並bing聯lian電dian容rong的de濾lv波bo效xiao果guo不bu明ming顯xian,所suo以yi還hai要yao結jie合he采cai用yong串chuan聯lian電dian感gan的de方fang法fa來lai提ti高gao高gao頻pin阻zu抗kang,增zeng強qiang濾lv波bo電dian容rong的de旁pang路lu效xiao果guo,以yi濾lv除chu高gao頻pin幹gan擾rao。
采用這些方法,參照EUT的功率、工作頻率來選定所用抗幹擾器件的參數,就能使CE101和CE102試驗項目達標。
CE107xiangmuceshidianyuanxianjianfengxinhaoduiwaidechuandaofasheganrao。dianzishebeigongzuoshikenengchanshenggezhongleixingdejianfengganraoxinhao,dancongchuandaogonglvdeqiangduheduigongyongdianyuandeyingxiangfangmianlaikaolv,EUT的電源開關是尖峰幹擾的一個主要來源。如在某工程的一次多設備EMC聯合測試時,發現每當某設備啟閉電源時,都會造成鄰近的另一台設備死機。檢查結果發現前一台設備未通過CE107試驗,影響了相鄰設備。可使CE107達(da)標(biao)的(de)辦(ban)法(fa)較(jiao)多(duo),可(ke)在(zai)電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)上(shang)並(bing)聯(lian)尖(jian)峰(feng)幹(gan)擾(rao)吸(xi)收(shou)電(dian)路(lu),或(huo)把(ba)設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)從(cong)冷(leng)啟(qi)動(dong)改(gai)為(wei)熱(re)啟(qi)動(dong),或(huo)用(yong)無(wu)觸(chu)點(dian)開(kai)關(guan)代(dai)替(ti)機(ji)械(xie)開(kai)關(guan),或(huo)者(zhe)降(jiang)低(di)開(kai)關(guan)接(jie)通(tong)/關閉時電流上升/下降的速率等。
3.2 傳導敏感度類試驗
傳導敏感度類試驗包括CS101、CS106、CS114、CS115、CSI16。前2項針對EUT的電源線做試驗,後3項測試的是連接到EUT的所有電纜(包括電源線)。本類試驗測試EUT對通過電纜傳人的外來幹擾的敏感度,要求在規定的外來幹擾傳人時,EUT對幹擾不敏感,能保持正常工作。
CS101和CS106這2項試驗要求EUT在來自電源線的傳導幹擾信號作用下能夠正常工作,3.1節中有關電源的隔離、濾(lv)波(bo)等(deng)措(cuo)施(shi)在(zai)這(zhe)裏(li)同(tong)樣(yang)適(shi)用(yong)。不(bu)過(guo)一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo),傳(chuan)導(dao)敏(min)感(gan)度(du)測(ce)試(shi)比(bi)傳(chuan)導(dao)發(fa)射(she)測(ce)試(shi)更(geng)難(nan)達(da)標(biao)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)在(zai)傳(chuan)導(dao)發(fa)射(she)測(ce)試(shi)時(shi),被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)是(shi)來(lai)自(zi)設(she)備(bei)的(de),而(er)設(she)備(bei)依(yi)據(ju)其(qi)功(gong)能(neng)和(he)用(yong)途(tu)的(de)不(bu)同(tong),並(bing)不(bu)一(yi)定(ding)會(hui)有(you)幹(gan)擾(rao)向(xiang)外(wai)傳(chuan)導(dao)發(fa)射(she),或(huo)者(zhe)即(ji)使(shi)有(you)的(de)話(hua),傳(chuan)導(dao)發(fa)射(she)出(chu)的(de)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)和(he)頻(pin)率(lv)也(ye)不(bu)一(yi)定(ding)落(luo)在(zai)被(bei)測(ce)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)。比(bi)如(ru)當(dang)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)內(nei)部(bu)隻(zhi)有(you)低(di)頻(pin)小(xiao)信(xin)號(hao)電(dian)路(lu)時(shi),傳(chuan)導(dao)發(fa)射(she)類(lei)試(shi)驗(yan)就(jiu)較(jiao)易(yi)過(guo)關(guan)。而(er)在(zai)做(zuo)傳(chuan)導(dao)敏(min)感(gan)度(du)試(shi)驗(yan)時(shi),幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)來(lai)自(zi)外(wai)部(bu),EUTbixuzaizhenggepinduanneifangyuwailaiganrao。duifuzhezhongganrao,danchunyikaodianyuanlvboqishibugoude。duidipinduanlaishuo,yaoqiudelvbodianrongronglianghenda,yibandedianyuanlvboqibunengshiyongzhemedadedianrongrongliang。yinweidianyuanlvboqidelvbodianrongkuajiezaidianyuanxianhejiedipingmianzhijian,guodadelvbodianronghuishipangludeganraodianliutongguogonggongdixianouhedaotongyijiedipingmiandeqitashebeizhongqu,fanerhuizaochengxindedianciganrao。zheyidianduiyuzhuangzaizaijianchuanshangdeshebeilaijiangyouweituchu。suoyizaiGJB151A.97標準中,對電源輸入端的接地濾波電容容量上限是有限製的,一般應該小於0.1μF。
既要阻擋住來自電源線的EMI,又不能采用大容量的濾波電容,這時可選用能夠吸收和衰耗EMI的器件。磁環和磁柱等就是這類器件。在電源輸入端采用合適的磁性元件能夠有效地吸收EMI能(neng)量(liang)。這(zhe)些(xie)磁(ci)性(xing)元(yuan)件(jian)有(you)許(xu)多(duo)品(pin)種(zhong)規(gui)格(ge),在(zai)滿(man)足(zu)適(shi)用(yong)頻(pin)率(lv)要(yao)求(qiu)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),一(yi)般(ban)可(ke)選(xuan)擇(ze)導(dao)磁(ci)率(lv)高(gao)的(de)品(pin)種(zhong),但(dan)要(yao)避(bi)免(mian)在(zai)使(shi)用(yong)中(zhong)出(chu)現(xian)磁(ci)飽(bao)和(he)而(er)使(shi)抗(kang)幹(gan)擾(rao)性(xing)能(neng)失(shi)效(xiao)。把(ba)輸(shu)入(ru)的(de)一(yi)對(dui)電(dian)源(yuan)線(xian)並(bing)排(pai)在(zai)磁(ci)環(huan)上(shang)繞(rao)幾(ji)圈(quan),或(huo)並(bing)在(zai)一(yi)起(qi)穿(chuan)過(guo)磁(ci)柱(zhu),可(ke)使(shi)電(dian)源(yuan)電(dian)流(liu)一(yi)去(qu)一(yi)回(hui)產(chan)生(sheng)的(de)磁(ci)場(chang)相(xiang)互(hu)抵(di)消(xiao),避(bi)免(mian)磁(ci)飽(bao)和(he),共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)得(de)到(dao)了(le)抑(yi)製(zhi)。在(zai)EMC測試時有過這樣的經驗,當CS101就差一點達不到標準的時候,在電源線上串1個磁環,往往可收到立竿見影的效果。
對於傳導敏感度試驗項目CS114、CS115、CS116來說,幹擾頻率範圍從10 kHz到數百MHz,可采用高頻濾波和低頻電磁衰耗相結合的抗幹擾措施。現在市麵上已有商品化的EMI三端濾波器,其內部綜合采用了磁珠、電感和高頻電容,組成T型或雙T型濾波網絡,對高頻段幹擾有較好的抑製作用。這些三端濾波器體積很小,可以在每1根進出設備的導線上串接1個濾波器。在電纜接入到設備機箱的地方,可選用內部襯有磁性材料的接插件。這類接插件內除了插針、插孔的金屬接觸偶以外的部位都襯了高頻磁性體,相當於在每根導線上都串了磁環,能夠在電纜接入設備處吸收掉高頻幹擾。
從電路設計上來講,如電路的輸入信號采用平衡差分方式,連接到EUT的信號電纜應采用雙絞線型電纜,並選擇適當的絞距,使共模幹擾信號的主要能量在輸入電路中相互抵消。
3.3 輻射發射類試驗
輻射發射類試驗包括磁場輻射發射項目RE101和電場輻射發射項目RE102,最主要的測試項目是電場輻射發射RE102,測試的頻率範圍是10 kHz~18 GHz,在這個頻段內任何一個頻點上EUT的輻射發射信號都必須低於規定值才判定為測試達標。
duiyuyitaijutideshouceshebei,shijidefushefashepinlvbukenengfugaishangshuzhenggepinlvfanwei,fushefashedenengliangwangwangjizhongzaimouxiepindianhuopinduanzhong。daduoshuqingkuangxia,EUT低頻端的輻射發射常常來自開關電源,高頻端的輻射發射主要來自電路中振蕩器的基波和高次諧波。
開kai關guan電dian源yuan的de輻fu射she發fa射she和he電dian源yuan的de品pin質zhi密mi切qie相xiang關guan,優you質zhi的de開kai關guan電dian源yuan不bu僅jin效xiao率lv高gao,而er且qie雜za散san輻fu射she少shao。所suo以yi在zai選xuan用yong開kai關guan電dian源yuan時shi,一yi定ding要yao挑tiao選xuan符fu合he軍jun標biao要yao求qiu的de電dian源yuan,如ruEricsson和Vicor等公司的軍標電源就具有低輻射的特性。
開關電源中DC/DC變換器的脈衝頻率是個很重要的參數,這個頻率一般在幾十kHz到幾百kHz間,也有的使用MHz級的變換頻率。如果在RE102測試時有某些頻段最難達標,有時改換頻率不同的開關電源,可以在試驗時避開這些頻段。
經驗表明,開關電源除了直接的對外輻射發射外,電源電路的脈寬調製(PWM)xinhaohaikenengduishebeineidelinjindianluyouqishigaopindianluchanshengjishengtiaozhizuoyong,shidezaiyuanlikaiguandianyuangongzuopinlvdepindianchuchuxianfusheganrao。zhezhongganraohennanzaishixianyuliaodao,jishichuxianleyehennanxiangdaoshiyoukaiguandianyuanzaochengde。zaijixiangneibuduikaiguandianyuandandujinxingpingbikeyidafuduyizhidiaozhezhongganrao。
另一個主要的輻射發射源是EUT電路裏的晶體振蕩器。一般來說,要判斷輻射發射是否來自晶體振蕩器很簡單,因為晶振的頻率都是已知的,而且非常精確,如在RE102項目測試中測到的輻射頻率正好與晶振頻率相同或是其整數倍,那就說明是來自振蕩器基波或諧波的幹擾。但也有例外,如果EUT裏(li)使(shi)用(yong)了(le)多(duo)個(ge)頻(pin)率(lv)不(bu)同(tong)的(de)晶(jing)振(zhen),各(ge)晶(jing)振(zhen)頻(pin)率(lv)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)交(jiao)叉(cha)調(tiao)製(zhi),使(shi)輻(fu)射(she)頻(pin)譜(pu)複(fu)雜(za)化(hua),導(dao)致(zhi)在(zai)大(da)量(liang)頻(pin)點(dian)處(chu)出(chu)現(xian)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)。降(jiang)低(di)晶(jing)體(ti)振(zhen)蕩(dang)器(qi)的(de)輻(fu)射(she)發(fa)射(she),首(shou)先(xian)是(shi)要(yao)選(xuan)用(yong)質(zhi)量(liang)好(hao)的(de)晶(jing)振(zhen)並(bing)使(shi)其(qi)工(gong)作(zuo)在(zai)低(di)電(dian)壓(ya)、低(di)功(gong)耗(hao)狀(zhuang)態(tai),其(qi)次(ci)是(shi)正(zheng)確(que)設(she)計(ji)振(zhen)蕩(dang)電(dian)路(lu)以(yi)減(jian)少(shao)晶(jing)振(zhen)的(de)諧(xie)波(bo),必(bi)要(yao)時(shi)對(dui)晶(jing)振(zhen)電(dian)路(lu)進(jin)行(xing)板(ban)級(ji)屏(ping)蔽(bi)。盡(jin)量(liang)避(bi)免(mian)在(zai)電(dian)路(lu)裏(li)使(shi)用(yong)多(duo)個(ge)振(zhen)蕩(dang)源(yuan),而(er)采(cai)用(yong)從(cong)一(yi)個(ge)振(zhen)蕩(dang)器(qi)導(dao)出(chu)其(qi)餘(yu)所(suo)需(xu)頻(pin)率(lv)的(de)技(ji)術(shu)。這(zhe)些(xie)措(cuo)施(shi)都(dou)可(ke)以(yi)使(shi)晶(jing)振(zhen)的(de)對(dui)外(wai)輻(fu)射(she)大(da)幅(fu)降(jiang)低(di)。目(mu)前(qian)有(you)一(yi)種(zhong)擴(kuo)展(zhan)頻(pin)譜(pu)能(neng)量(liang)的(de)晶(jing)體(ti)振(zhen)蕩(dang)器(qi),可(ke)以(yi)把(ba)晶(jing)振(zhen)的(de)輻(fu)射(she)能(neng)量(liang)分(fen)散(san)到(dao)主(zhu)振(zhen)頻(pin)率(lv)周(zhou)圍(wei)的(de)譜(pu)帶(dai)中(zhong),以(yi)降(jiang)低(di)在(zai)某(mou)個(ge)特(te)定(ding)頻(pin)點(dian)上(shang)的(de)峰(feng)值(zhi)輻(fu)射(she)能(neng)量(liang)。有(you)時(shi)可(ke)以(yi)考(kao)慮(lv)選(xuan)用(yong)這(zhe)種(zhong)晶(jing)體(ti)振(zhen)蕩(dang)器(qi)。
對於大多數軍工電子設備來說,不具有產生強磁場輻射的條件,RE101項目達標難度一般不大。
3.4 輻射敏感度類試驗
輻射敏感度類試驗包括磁場輻射敏感度項目RS101和電場輻射敏感度項目RS103。對於需要接收或檢測微弱電信號的通信設備和自動控製設備,電場輻射敏感度是極為關鍵的測試項目,也可以說是所有EMC試驗中最難過關的一項測試。
要使RS103測(ce)試(shi)達(da)標(biao),仍(reng)然(ran)是(shi)在(zai)電(dian)源(yuan)和(he)屏(ping)蔽(bi)方(fang)麵(mian)做(zuo)工(gong)作(zuo)。前(qian)述(shu)有(you)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)抗(kang)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)措(cuo)施(shi)也(ye)能(neng)適(shi)用(yong)於(yu)抗(kang)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)。為(wei)了(le)避(bi)免(mian)外(wai)來(lai)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)通(tong)過(guo)電(dian)源(yuan)電(dian)纜(lan)進(jin)入(ru)機(ji)箱(xiang),電(dian)源(yuan)電(dian)纜(lan)要(yao)有(you)屏(ping)蔽(bi)層(ceng),而(er)且(qie)這(zhe)一(yi)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)要(yao)在(zai)機(ji)箱(xiang)外(wai)部(bu)接(jie)地(di),不(bu)能(neng)隨(sui)電(dian)源(yuan)電(dian)纜(lan)進(jin)入(ru)機(ji)箱(xiang)內(nei)再(zai)接(jie)地(di)。
對dui於yu機ji箱xiang的de屏ping蔽bi,前qian麵mian已yi提ti到dao要yao盡jin量liang保bao持chi整zheng個ge機ji箱xiang的de導dao電dian連lian續xu性xing,仔zai細xi處chu理li好hao機ji箱xiang上shang的de每mei一yi處chu接jie縫feng和he開kai口kou。機ji箱xiang的de接jie縫feng最zui好hao是shi焊han接jie,如ru果guo出chu於yu維wei修xiu拆chai卸xie的de考kao慮lv不bu能neng焊han接jie,那na必bi須xu把ba接jie縫feng壓ya緊jin。筆bi者zhe曾zeng經jing做zuo過guo這zhe樣yang的de試shi驗yan:把l台(tai)調(tiao)頻(pin)收(shou)音(yin)機(ji)調(tiao)到(dao)收(shou)音(yin)狀(zhuang)態(tai)放(fang)在(zai)鐵(tie)製(zhi)機(ji)箱(xiang)內(nei),讓(rang)聲(sheng)音(yin)通(tong)過(guo)機(ji)箱(xiang)表(biao)麵(mian)的(de)小(xiao)孔(kong)傳(chuan)出(chu)。當(dang)把(ba)機(ji)箱(xiang)蓋(gai)好(hao)後(hou),收(shou)音(yin)機(ji)仍(reng)然(ran)能(neng)接(jie)收(shou)到(dao)電(dian)波(bo)。然(ran)後(hou)開(kai)始(shi)壓(ya)緊(jin)機(ji)箱(xiang)蓋(gai)板(ban),每(mei)壓(ya)緊(jin)一(yi)點(dian),收(shou)音(yin)機(ji)的(de)廣(guang)播(bo)聲(sheng)就(jiu)輕(qing)一(yi)點(dian),當(dang)壓(ya)緊(jin)到(dao)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)後(hou),就(jiu)完(wan)全(quan)收(shou)不(bu)到(dao)廣(guang)播(bo),隻(zhi)傳(chuan)出(chu)收(shou)音(yin)機(ji)自(zi)身(shen)的(de)靜(jing)態(tai)噪(zao)聲(sheng)。可(ke)見(jian)壓(ya)緊(jin)接(jie)縫(feng)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)。為(wei)填(tian)充(chong)接(jie)縫(feng)問(wen)的(de)細(xi)微(wei)問(wen)隙(xi),在(zai)接(jie)縫(feng)處(chu)可(ke)使(shi)用(yong)銀(yin)鋁(lv)填(tian)料(liao)的(de)導(dao)電(dian)橡(xiang)膠(jiao)襯(chen)墊(dian)。
機箱的開口有顯示孔和電纜進出孔等。3 mm以下的LED顯示孔對屏蔽效果影響不大,LCD顯xian示shi屏ping麵mian積ji較jiao大da,不bu加jia屏ping蔽bi的de話hua,外wai來lai電dian場chang輻fu射she就jiu會hui進jin入ru機ji箱xiang。屏ping蔽bi的de方fang法fa有you在zai顯xian示shi屏ping上shang貼tie透tou明ming導dao電dian膜mo或huo加jia裝zhuang夾jia有you金jin屬shu絲si網wang的de玻bo璃li等deng。前qian者zhe使shi用yong方fang便bian但dan屏ping蔽bi效xiao果guo有you限xian,後hou者zhe屏ping蔽bi效xiao果guo較jiao好hao但dan對dui透tou光guang性xing有you影ying響xiang。無wu論lun采cai用yong哪na種zhong方fang法fa,都dou要yao注zhu意yi屏ping蔽bi層ceng與yu機ji箱xiang良liang好hao的de導dao電dian連lian續xu性xing,最zui好hao在zai顯xian示shi器qi的de後hou麵mian再zai加jia屏ping蔽bi罩zhao,並bing使shi用yong高gao頻pin穿chuan心xin電dian容rong器qi對dui通tong過guo後hou屏ping蔽bi罩zhao的de信xin號hao線xian進jin行xing濾lv波bo。
電纜孔也是外來電場幹擾竄人機箱的薄弱點。未采取措施的電纜穿過屏蔽體時,屏蔽效能將降低30 dB以上[4]。現在一些標準的軍品接插件可配裝專用的屏蔽電纜附件,使用這類附件能夠確保電纜外屏蔽層和接插件外殼有良好的導電連續性。
相比電場輻射來說,要求做磁場輻射敏感度RS101試驗的較少。但要注意,如果設備中有對磁場輻射敏感的器件如電感線圈或電磁傳感器等,就可能在RS101測試中不能達標。筆者曾把1台通信設備安裝在某平台的艙壁上,結果出現400 Hz的幹擾聲,取下來就沒有幹擾。起初懷疑在安裝位置處有電場幹擾,但該設備已通過了RS103測試,而且無論如何改進屏蔽和接地都無濟於事。後來得知在安裝位置的艙壁內敷有400 Hzdedianlidianlan,dadianliuchanshengleqiangcichang,shuyucichangganraoerfeidianchangganrao。yinweidianpingbihecipingbidefanghuyaoqiubutong,tongchangdemifengjinshujixiangwufadiyucichangfushe。zuihoubagaishebeidedongquanshiyuyinchuanganqigaihuanchengduicichangbumingandezhujitishichuanganqi,ganraolijixiaoshile。
4 軍工電子設備EMC設計實例
近年來,筆者參照上述技術,結合選用合適的EMC器材,為陸用、海用、空用的多種軍工電子設備進行了符合GJB151A一97標準的EMC設計,獲得了良好的效果。以下試介紹一例。某通信設備,由1台主機和若幹台從機、分機組成,要求按照GJB151A.97標準做CE102、CE107、CS101、CS106、CS114、CS115、CS116、RE102、RS103共9項EMC試驗。
4.1 主要設計考慮及措施
1)機箱:考慮到該項設備對於重量相當敏感,決定采用ZL110型航空鑄鋁製造主機機箱。為減少縫隙,除前麵板和上蓋板外,機箱一體化鑄造成型後進行精加工。前麵板和上蓋板采用LY12型鋁板銑製,與機箱結合處銑出凹槽,槽內嵌入EMC專(zhuan)用(yong)彈(dan)性(xing)合(he)金(jin)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)螺(luo)旋(xuan)管(guan)。當(dang)麵(mian)板(ban)和(he)上(shang)蓋(gai)板(ban)安(an)裝(zhuang)到(dao)機(ji)箱(xiang)上(shang)時(shi),螺(luo)旋(xuan)管(guan)被(bei)適(shi)度(du)壓(ya)緊(jin),保(bao)持(chi)接(jie)觸(chu)麵(mian)的(de)導(dao)電(dian)連(lian)續(xu)性(xing)。為(wei)保(bao)證(zheng)機(ji)箱(xiang)表(biao)麵(mian)的(de)高(gao)導(dao)電(dian)率(lv),機(ji)箱(xiang)及(ji)蓋(gai)板(ban)在(zai)金(jin)加(jia)工(gong)完(wan)畢(bi)後(hou)經(jing)化(hua)學(xue)清(qing)洗(xi),再(zai)進(jin)行(xing)導(dao)電(dian)氧(yang)化(hua)處(chu)理(li)。從(cong)機(ji)和(he)分(fen)機(ji)的(de)機(ji)箱(xiang)也(ye)采(cai)取(qu)類(lei)似(si)工(gong)藝(yi)製(zhi)造(zao)。
2)電源:電源采用屏蔽型電源接插件接人機箱,保險絲座加屏蔽罩。電源線進入機箱後立即接人雙節型電源濾波器,濾波輸出接至三層屏蔽(初級、初次級問、次級三層屏蔽)隔ge離li變bian壓ya器qi。電dian源yuan濾lv波bo器qi和he隔ge離li變bian壓ya器qi一yi起qi用yong一yi體ti化hua密mi封feng鋁lv盒he整zheng體ti屏ping蔽bi在zai機ji箱xiang內nei部bu左zuo後hou角jiao。變bian壓ya器qi的de輸shu出chu用yong雙shuang絞jiao線xian經jing高gao頻pin磁ci芯xin共gong模mo扼e流liu圈quan接jie人ren整zheng流liu橋qiao,整zheng流liu橋qiao的de每mei隻zhi二er極ji管guan上shang並bing聯lian高gao頻pin旁pang路lu電dian容rong器qi,二er次ci電dian源yuan的de每mei路lu輸shu出chu串chuan接jie直zhi流liu濾lv波bo器qi。
3)機箱接插件:機箱插座采用軍標XC係列插座,通過座基方盤用4隻螺絲把插座固定在機箱上。線纜插頭配裝屏蔽套筒。插座和插頭均鍍鎘處理,插針鍍金。插座方盤和機箱接觸麵安裝CONCIL—A型鋁鍍銀微粒填充氟矽導電橡膠襯墊並壓緊。
4)係統間線纜:係xi統tong問wen線xian纜lan全quan部bu采cai用yong雙shuang絞jiao雙shuang屏ping蔽bi輻fu射she交jiao聯lian氟fu塑su料liao護hu套tao航hang空kong電dian纜lan,外wai屏ping蔽bi層ceng接jie安an裝zhuang平ping台tai結jie構gou地di,內nei屏ping蔽bi層ceng根gen據ju線xian纜lan所suo載zai信xin號hao的de性xing質zhi選xuan擇ze接jie地di方fang式shi。所suo有you線xian纜lan在zai進jin入ru機ji箱xiang後hou通tong過guo饋kui通tong式shi濾lv波bo器qi或huo片pian式shi三san端duan濾lv波bo器qi濾lv除chu高gao頻pin幹gan擾rao信xin號hao;差分信號線通過共模扼流圈濾除共模幹擾信號;話筒輸入的微弱音頻信號通過閉合磁路音頻變壓器進行隔離放大。
5)電路板:采用4層印製電路板,貼片式元器件。
6)電子電路:選用低壓、小(xiao)電(dian)流(liu)器(qi)件(jian),精(jing)心(xin)進(jin)行(xing)電(dian)路(lu)設(she)計(ji),整(zheng)機(ji)工(gong)作(zuo)於(yu)低(di)功(gong)耗(hao)狀(zhuang)態(tai),可(ke)省(sheng)去(qu)散(san)熱(re)係(xi)統(tong)以(yi)利(li)機(ji)箱(xiang)屏(ping)蔽(bi)。因(yin)為(wei)功(gong)耗(hao)小(xiao),可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)線(xian)性(xing)二(er)次(ci)電(dian)源(yuan),杜(du)絕(jue)了(le)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)。
采取以上各種措施後,使得該台設備在確保各項技術指標的同時,順利通過了按照GJB151A-97標準進行的9個項目EMC試驗,安裝到使用平台後又通過了全係統EMC實測試驗,已在複雜的電磁環境中工作多年始終正常。
5 結語
參照國家軍用標準GJB151A.97的相關條文,結合實際工作,總結了軍工電子設備EMC設(she)計(ji)和(he)測(ce)試(shi)達(da)標(biao)的(de)一(yi)些(xie)經(jing)驗(yan)。電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)是(shi)理(li)論(lun)性(xing)與(yu)實(shi)踐(jian)性(xing)都(dou)很(hen)強(qiang)的(de)技(ji)術(shu),在(zai)設(she)計(ji)軍(jun)工(gong)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)時(shi),如(ru)能(neng)夠(gou)依(yi)據(ju)理(li)論(lun)和(he)經(jing)驗(yan)較(jiao)充(chong)分(fen)地(di)預(yu)估(gu)到(dao)EMI的各種可能形式並采取相應的EMC對策,將使得整個設計過程更為合理有效,並且在完成設備製造進行電磁兼容性試驗時,不會出現大的反複,確保工作的質量和進度。
參考文獻:
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[2] 曲長雲,王素英,郭仕恩,等.軍用設備和分係統電磁發射和敏感度測量[M].北京:國防科工委軍標出版發行部,1997.
[3] J.D.傑克遜.經典電動力學[M].北京:人民教育出版社,1978.
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