某電子綜合系統的電磁兼容技術分析研究

顧浩卿，梅志偉，孟光韋，王 萌（上海機電工程研究所，上海，201109）

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某電子綜合系統的電磁兼容技術分析研究

顧浩卿，梅志偉，孟光韋，王 萌
（上海機電工程研究所，上海，201109）

摘要：本文對某電子綜合系統電磁兼容性問題技術上進行了分析和研究，并給出了措施和結論。

關鍵詞：電子；綜合系統；電磁兼容

0　引言

某電子綜合系統（以下簡稱“系統”）在定點的電磁兼容測評中心進行了電磁兼容電場強度輻射摸底試驗，在頻段為20MHz-300MHz/均值場強100V/m的電磁場環境下，工作不正常，通過工控機監測各路輸出信號存在異常，當停止外加的電磁場后，系統恢復正常。試驗表明：系統在均值電磁場輻射環境下，易受外界干擾，無法正常工作，見圖1。

圖1　各路信號受干擾圖

注：系統由信號控制器、信號探測器、信號處理器、信號傳輸器四部分產品組成。進行電場強度輻射試驗時，場地布置圖見圖2。

1　系統電磁兼容性情況分析

系統進行電磁兼容試驗前，對各個分系統產品采取了一定的電磁兼容設計措施，通過此項試驗可知：電磁兼容設計未能有效覆蓋，致使系統在電場強度輻射環境下工作異常。

圖2　試驗場地布置圖

a. 濾波

各分系統產品未完全使用帶有隔離功能的電源濾波器以及抗電磁干擾功能的EMI濾波器，對于由電場強度輻射耦合進而產生的傳導干擾存在著較大的薄弱環節。

b. 屏蔽

信號傳輸器的傳輸導線及電纜束均使用一般的高溫導線，未完全使用屏蔽導線且殼體未使用金屬材料，未能起到對整體的金屬屏蔽效果，存在著較大的薄弱環節。

c. 接地

信號探測器采取了單點接地方式，以保證信號的優良輸出，而信號處理器采取了多點接地方式，以抑制信號處理過程中的高頻干擾，電子綜合系統實際為混合接地方式，易受到共地回路的電磁干擾。

綜上所述：由于電子綜合系統各個分系統產品體積、空間均有限，未針對電磁兼容加入專項設計措施（如各個分系統產品均加裝EMI濾波器、屏蔽層、可靠搭接及接地），導致屏蔽措施不完全的系統直接暴露在電場強度輻射照射下，從而引起了外界輻射場對各分系統的孔縫滲入及導線耦合，輻射及傳導進入系統內部產生干擾。

2　采取措施

為解決電子綜合系統電磁兼容問題，應實行多方措施，綜合治理。

a. 信號控制器

系統在工作時，監測電源信號，發現在低頻段（即2MHz-400MHz頻段內）電源波動較大，為此，優化了已加入在信號控制器內濾波器的參數，對電源線干擾進行抑制，基本電路圖見圖3，參數表見表1。

圖3　電源線EMI濾波器的基本電路圖

表1-1　共模插入損耗

表1-2　差模插入損耗

b. 信號探測器

信號探測器電路組合增加金屬屏蔽殼，材料為0.1mm厚的銅板，屏蔽殼體外表面用兩根導線飛線接電路組合框架處接殼，減少在電場輻射時電路組合受到的干擾，增強抗電磁輻射能力，見圖4。

圖4　信息處理電路屏蔽殼

c. 信號處理器

信號處理器與信號探測器之間的隔離蓋板由玻璃布膠板（非金屬板）改為鍍鎳鋁板（金屬板），提高屏蔽性能。

d. 信號傳輸器

信號傳輸器內電纜網中包含了供電電源傳輸導線以及眾多的信號線，通過供電、信號傳輸、測試等各個接口，實現信號控制器、信號探測器、信號處理器三者之間的電氣交換。

為了衰減輻射干擾和降低導線與導線之間的耦合，優化了對內部電纜網的屏蔽設計：將連接供電、信號傳輸、測試接口的電纜束外包裹銅編織金屬屏蔽網并將屏蔽層搭接殼體，起到了對電纜束的屏蔽及接地效果。

3　試驗驗證

在電磁兼容測評中心進行綜合整治后的電子綜合系統電磁兼容試驗，在電磁場環境下，各個分系統產品未受到任何干擾，各路信號輸出穩定，工作正常，試驗取得成功，見圖5。

圖5　各路信號穩定圖

4　結論

電子綜合系統的電磁兼容問題是一個復雜的工程實踐問題，涉及面較廣，通過上述的分析研究及綜合措施整治后，有效解決了此問題。

參考文獻

[1]電磁兼容原理、設計和預測技術 蔡仁鋼 北京航空航天大學出版社 1997年11月

[2]單片機應用系統-電磁干擾與抗干擾技術 王幸之 北京航天航空大學出版社 2006年02月01日

[3]現代數字信號處理與噪聲降低 瓦塞（英） 電子工業出版社2007年08月01日

XX electronical integration system’s EMC technique and analysis research

Gu Haoqing，Mei Zhiwei，Meng Guangwei，Wang Meng
（Shanghai Electromechanical Engineering Institute，Shanghai，201109）

Abstract：This article analyzes and researches the question of XX electronical integration system’s the electric field intensity of EMC question and gives the methods and conclusions.

Keywords：electronical；integration system；EMC