電磁兼容實(shí)例應用分析

電磁兼容實(shí)例應用分析

1、接地問(wèn)題

實(shí)例一：某系統設備在做422通訊串口的射頻場(chǎng)感應傳導測試，采用雙絞屏蔽線(xiàn)，開(kāi)始采用的是單端接地，測試時(shí)出現的誤碼率高，幾乎沒(méi)有正確的數據，后來(lái)采用雙端可靠接地，通訊正常。

實(shí)例二：某系統設備在做視頻鼠標線(xiàn)的射頻場(chǎng)感應傳導的試驗時(shí)，在較低頻段（3M以下）時(shí)顯示器有波紋，上下閃動(dòng)，后來(lái)將視頻線(xiàn)的顯示器側可靠接地，干擾明顯降低，幾乎不影響顯示。

分析：這兩種現象都是在做射頻場(chǎng)的感應傳導試驗時(shí)出現的，射頻場(chǎng)的感應傳導抗擾度試驗實(shí)質(zhì)是：設備引線(xiàn)變成被動(dòng)天線(xiàn)，接受射頻場(chǎng)的感應，變成傳導干擾入侵設備內部，終以射頻電壓電流形成的近場(chǎng)電磁場(chǎng)影響設備工作 ，以低頻磁場(chǎng)為主。

雙絞線(xiàn)能夠有效地抑制磁場(chǎng)干擾，這不僅是因為雙絞線(xiàn)的兩根線(xiàn)之間具有很小的回路面積，而且因為雙絞線(xiàn)的每?jì)蓚€(gè)相鄰的回路上感應出的電流具有相反的方向，因此相互抵銷(xiāo)。雙絞線(xiàn)的絞節越密，則效果越明顯。

屏蔽層兩端接地時(shí)，外界磁場(chǎng)在原來(lái)信號與地線(xiàn)構成的回路中產(chǎn)生感應電流的同時(shí)，也在屏蔽層與地線(xiàn)構成的回路中產(chǎn)生感應電流Is，Is也會(huì )感應出磁場(chǎng)，但是這個(gè)磁場(chǎng)與原來(lái)的磁場(chǎng)磁場(chǎng)方向相反，相互抵消，導致總磁場(chǎng)減小，減小了干擾。

2、屏蔽問(wèn)題

實(shí)例三：某系統為機柜、機箱式結構，其中控制部分為機箱結構，子板總線(xiàn)板結構，子板均安裝面板。做靜電試驗時(shí)，接觸放電＋5.5kv時(shí)，對主板面板及左右相鄰的面板進(jìn)行靜電試驗時(shí)，控制板重啟或死機，后來(lái)在控制板附近的面板之間安裝指形彈片，系統在接觸放電±6.6kv時(shí)運行正常。

實(shí)例四：某系統試驗，用普通機柜，系統很敏感，對機柜引出線(xiàn)（通訊線(xiàn)）進(jìn)行群脈沖試驗，采用耦合夾耦合方式，干擾一加上去，系統就不正常，在通訊線(xiàn)兩端增加磁環(huán)，效果不明顯，后來(lái)沒(méi)有辦法了，更換了屏蔽機柜，進(jìn)行試驗，有明顯效果，做幾輪后，系統才會(huì )出現倒機想象，在通訊線(xiàn)進(jìn)機柜處增加安裝磁環(huán)后，系統工作正常，幾輪試驗后，沒(méi)有出現倒機現象，系統工作都正常。

分析：現在很多系統都是機箱結構，即控制板、采集板、驅動(dòng)板等都安裝在同一機箱中，進(jìn)行數據交換與控制。安裝完成后各電路板會(huì )有一定的縫隙，靜電脈沖通過(guò)面板縫隙，分布電容向主板耦合，使電源失真或控制發(fā)生故障系統重啟、死機。在面板之間安裝指形彈片，使機箱成為一個(gè)良好的屏蔽體，由于電荷的“趨膚效應”，當有靜電干擾時(shí)，靜電會(huì )沿著(zhù)表面泄放至大地，對內部電路的影響減小或者消失。

屏蔽機柜對機柜的縫隙和門(mén)都進(jìn)行了處理，縫隙處安裝導電彈片，門(mén)與機柜接觸位置安裝導電布襯墊，提高機柜的屏蔽效能，提高機柜整體的抗干擾性，群脈沖干擾的實(shí)質(zhì)是對線(xiàn)路分布電容能量的積累效應，當能量積累到一定程度時(shí)就可能引起線(xiàn)路（乃至設備）工作出錯。通常測試設備一旦出錯，就會(huì )連續不斷的出錯，即使把脈沖電壓稍稍降低，出錯情況依然不斷的現象加以解釋。脈沖成群出現，脈沖重復頻率較高，波形上升時(shí)間短暫，能量較小，一般不會(huì )造成設備故障，使設備產(chǎn)生誤動(dòng)作的情況多見(jiàn)。

3、磁環(huán)的作用

實(shí)例五：對一個(gè)機箱結構系統做群脈沖實(shí)驗，機箱內含有控制板、采集板、驅動(dòng)板等，采集線(xiàn)、驅動(dòng)線(xiàn)出機柜，需要做信號線(xiàn)群脈沖實(shí)驗，當干擾施加在采集線(xiàn)上時(shí)，所有的采集板上指示燈都閃爍，對采集回路進(jìn)行分析，采集輸入有光電隔離器件，采集回線(xiàn)為動(dòng)態(tài)的12V輸出，當干擾施加時(shí)，可能造成采集回線(xiàn)上的電壓失真，造成指示燈閃爍，找了一個(gè)閉合磁環(huán)，安裝在采集回線(xiàn)上，進(jìn)行實(shí)驗，在某一極性下指示燈閃爍，說(shuō)明磁環(huán)有作用，然后根據其阻抗特性，繞制2圈，實(shí)驗效果不明顯，后來(lái)試驗一下繞制3圈，結果，采集指示燈顯示正常，多次試驗，系統均正常。

分析：磁環(huán)對群脈沖干擾有很好的抑制作用，根據實(shí)際情況安裝在通訊線(xiàn)的兩端或一端，磁環(huán)有不同的阻抗特性，對干擾信號進(jìn)行頻率分析，設計磁環(huán)的截止頻率正好落在干擾信號頻率附近，使磁環(huán)體現較大的阻抗性，來(lái)抑制干擾。

磁環(huán)的圈數影響磁環(huán)的阻抗特性，圈數越多，阻抗特性曲線(xiàn)向低頻率方向移動(dòng)，即較低頻率下的阻抗越大，若此頻率比較接近干擾頻率時(shí)，就能起到很好的抑制干擾的作用。

電磁兼容技術(shù)融入電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設計中，可以提高產(chǎn)品的安全可靠性，如果在實(shí)際測試中，某一方面存在缺陷，可以從電磁干擾的方式上入手進(jìn)行一步一步測試，電磁干擾有兩種形式：傳導發(fā)射和輻射發(fā)射，從各自的耦合路徑進(jìn)行查找。一個(gè)系統指標超標，可以先從輻射發(fā)射上解決，設備是否屏蔽良好，機殼上孔用導電布封住，導電布要與機殼良好接觸，再進(jìn)行試驗，如果還超標，那就是干擾主要是傳導發(fā)射引起的，在設備機殼出口處安裝信號濾波器和電源濾波器，進(jìn)行試驗，如果還超標，那就是干擾是通過(guò)電纜輻射和傳導發(fā)射出來(lái)，通過(guò)對屏蔽層的接地，減小地環(huán)路等措施必定能查找到原因并解決。