某型機載顯示器電磁兼容的設計

李愛

摘要：近年來，隨著電子技術的不斷創新和發展以及電子設備的廣泛使用，電子設備系統之間的相互電磁干擾越來越突出，甚至影響到電子設備的正常運行。因此，電子設備的電磁兼容性設計也成為電子設備設計者關注的問題。在分析電子設備電磁干擾因素的基礎上，對電磁兼容設計中的PCB設計、屏蔽設計、濾波設計和接地設計進行了相關分析。

關鍵詞：電子設備;電磁兼容設計;濾波技術

一、電子設備電磁干擾因素的分析

（一）外部因素

外部因素造成的干擾是指排除電子設備和系統以外的因素對電子設備造成的電磁干擾。干擾方式主要如下：

第一，電子設備運行環境中的不穩定溫度會導致電子設備內部的電子電路參數和組件發生變化，從而導致電磁干擾。

第二，電磁波在電子設備所處的周圍空間對電子設備及其系統的干擾;

第三，電子設備所處的周圍環境有工業電網的供電設施，以及電網電壓產生的干擾;

第四，絕緣泄漏造成的高壓或外部電壓對電子設備及其系統的干擾;

第五，在特定的空間中，如果電子設備周圍有高功率和強磁場的設備，當相互耦合發生時，很容易對電子設備和系統造成干擾。

（二）內部因素

內部因素造成的干擾主要是由電子設備中各種組件的相互作用造成的，主要表現為以下幾種形式：

第一，電子設備或系統的一些部件由于工作時間過長而發熱，對部件本身或其它部件的穩定性造成干擾;

第二，當無線電信號通過電源時，導線和地線，對電子設備的電磁干擾是由導線之間的阻抗耦合或互感引起的

第三，在電子設備的操作中，如果多個電子設備共享一組DC電源或不同的電源通過同一個地線，如果由于來自多個電路的電流會聚而產生電壓降，則公共地線易于受到電磁干擾。

第四，由電子設備中的高功率部件和高電壓產生的磁場與附加電壓耦合，對電子設備的其他部件造成電磁干擾。

第五，在電子設備的工作電源的電容器和分布在每個電路上的電子設備的絕緣電阻之間發生由泄漏引起的電磁干擾。

二、電子設備電磁兼容設計方法

（一） 濾波設計

濾波設計主要是一種電磁兼容設計方法，切斷沿導體傳播的電磁干擾源。在設計中，由兩個電容和一個電感組成的濾波器可以用來濾除高頻電路的干擾。感容和阻容去耦網絡用于將電路與電源隔離，消除電路之間的耦合，并控制電路中的干擾信號。同時，通過差模濾波單元和共模濾波單元的組合設計，可以實現抑制差模電流和共模電流的目的。設計原理是差模濾波器單元和共模濾波器單元可以等效為二階液晶低通濾波器單元。由于跡線導帶、等效串聯電阻的等效串聯電阻等因素的影響，濾波電容通過寄生電阻和濾波電容在高頻帶形成零點，從而降低了LC網絡對高頻帶噪聲的衰減效應。

（二）屏蔽設計

屏蔽設計是減少電磁干擾傳播的有效措施。為了提高電子設備的屏蔽設計效果，首先應合理設計屏蔽組件各部分之間的電接觸，以保證接觸電阻最小。在設計中，屏蔽組件的結構可分別設計為雙層門蓋結構、安裝在屏蔽盒側壁上的紡錘形彈簧片結構和分體蓋結構。其次，在屏蔽材料的設計中，為了增加吸收損耗和反射損耗，應選擇磁導率和電導率較高的材料。同時，可以在高磁導率材料的表面添加一層高導電材料，起到雙重作用，增加電波在空氣界面和屏蔽材料上的反射損耗，從而起到更好的抗干擾作用。最后，加強設備機箱縫隙的屏蔽效果。屏蔽體上的接縫是影響屏蔽效果的主要因素。在設計中，一方面可以在底盤縫隙的結合面上粘貼帶有粘合劑的鈹青銅簧片。由于簧片的彈性，組裝后簧片會產生變形，在接觸面上產生一定的壓力，從而在底盤間隙的結合面上形成一定的電連續性，從而減小底盤間隙的長度，增強屏蔽效果。另一方面，在制造底盤時，可以采取一定的焊接措施使焊縫光滑連續，以保證接頭處的射頻電阻盡可能地等于金屬板本身的射頻電阻，從而增強縫隙接頭表面的電連續性，增強屏蔽設計效果。

（三）PCB設計

印制電路板的電磁兼容設計是電子設備電磁兼容設計的基礎。在實踐中，印刷電路板中的電磁干擾主要包括串擾干擾、傳導干擾和輻射干擾。因此，根據電磁干擾的形式，其電磁兼容性設計主要包括：

第一，印刷電路板尺寸設計。在設計過程中，如果印刷電路板尺寸太大，印刷線路太長，從而增加了阻抗，印刷電路板的抗噪聲能力就會下降。

然而，印刷電路板尺寸太小，這容易導致相鄰傳輸線之間的串擾。因此，在設計過程中，應綜合考慮印刷電路板的抗噪聲性能和抗串擾性能，以保證印刷電路板尺寸的合理設計。

第二，印刷電路板布局設計。為了盡量減少電子設備印刷電路板高頻元件之間的電磁干擾，減少分布參數，高頻元件之間的連線應盡可能縮短。同時，在設計電路各功能單元的位置時，根據電路的流量，布局應符合良好信號流通的要求，信號流通應盡可能保持在同一方向。此外，還應綜合考慮各部件之間的分布參數，使各部件盡可能平行布置，以增強設備的抗干擾能力。

第三，組件的布局設計。與分立元件相比，集成電路元件具有更強的抗干擾性能，在設計中應優先選用。同時，為了減少無線電信號產生的高頻成分，可以選擇信號斜率較慢的器件作為印刷電路板元件，以降低阻抗并提高電磁兼容性。

（四）接地設計

接地設計是電子設備抗干擾設計的重要手段。主要包括接地點設計、電路組合接地方案設計和接地干擾抑制措施設計等。在接地點的設計中，如果采用單點接地，接地線的長度將會增加，這將導致其輻射能力的大幅增加并造成干擾。因此，設計應在附近采用多點接地，盡可能減小接地點之間的電位差，提高抗干擾效果。在電路組合接地方案的設計中，接地線與地平面之間的DC搭接阻抗應保證小于2.5毫瓦，設備中的所有接地點應直接連接到最近的地平面，以保證接地線電氣連接的可靠性。同時，對地進行處理，避免氧化和腐蝕，提高接地效果。結束語

隨著電子設備向大型化和大型化發展，電子設備的應用越來越普遍。在這種情況下，對電子設備的電磁干擾問題不斷突出。因此，不斷優化電磁兼容設計，確保優化方法不斷改進，使電子設備能夠正常穩定運行。

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