某电子综合系统的电磁兼容技术分析研究

顾浩卿，梅志伟，孟光韦，王 萌（上海机电工程研究所，上海，201109）



某电子综合系统的电磁兼容技术分析研究

顾浩卿，梅志伟，孟光韦，王 萌
（上海机电工程研究所，上海，201109）

摘要：本文对某电子综合系统电磁兼容性问题技术上进行了分析和研究，并给出了措施和结论。

关键词：电子；综合系统；电磁兼容

0　引言

某电子综合系统（以下简称“系统”）在定点的电磁兼容测评中心进行了电磁兼容电场强度辐射摸底试验，在频段为20MHz-300MHz/均值场强100V/m的电磁场环境下，工作不正常，通过工控机监测各路输出信号存在异常，当停止外加的电磁场后，系统恢复正常。试验表明：系统在均值电磁场辐射环境下，易受外界干扰，无法正常工作，见图1。

图1　各路信号受干扰图

注：系统由信号控制器、信号探测器、信号处理器、信号传输器四部分产品组成。进行电场强度辐射试验时，场地布置图见图2。

1　系统电磁兼容性情况分析

系统进行电磁兼容试验前，对各个分系统产品采取了一定的电磁兼容设计措施，通过此项试验可知：电磁兼容设计未能有效覆盖，致使系统在电场强度辐射环境下工作异常。

图2　试验场地布置图

a. 滤波

各分系统产品未完全使用带有隔离功能的电源滤波器以及抗电磁干扰功能的EMI滤波器，对于由电场强度辐射耦合进而产生的传导干扰存在着较大的薄弱环节。

b. 屏蔽

信号传输器的传输导线及电缆束均使用一般的高温导线，未完全使用屏蔽导线且壳体未使用金属材料，未能起到对整体的金属屏蔽效果，存在着较大的薄弱环节。

c. 接地

信号探测器采取了单点接地方式，以保证信号的优良输出，而信号处理器采取了多点接地方式，以抑制信号处理过程中的高频干扰，电子综合系统实际为混合接地方式，易受到共地回路的电磁干扰。

综上所述：由于电子综合系统各个分系统产品体积、空间均有限，未针对电磁兼容加入专项设计措施（如各个分系统产品均加装EMI滤波器、屏蔽层、可靠搭接及接地），导致屏蔽措施不完全的系统直接暴露在电场强度辐射照射下，从而引起了外界辐射场对各分系统的孔缝渗入及导线耦合，辐射及传导进入系统内部产生干扰。

2　采取措施

为解决电子综合系统电磁兼容问题，应实行多方措施，综合治理。

a. 信号控制器

系统在工作时，监测电源信号，发现在低频段（即2MHz-400MHz频段内）电源波动较大，为此，优化了已加入在信号控制器内滤波器的参数，对电源线干扰进行抑制，基本电路图见图3，参数表见表1。

图3　电源线EMI滤波器的基本电路图

表1-1　共模插入损耗

表1-2　差模插入损耗

b. 信号探测器

信号探测器电路组合增加金属屏蔽壳，材料为0.1mm厚的铜板，屏蔽壳体外表面用两根导线飞线接电路组合框架处接壳，减少在电场辐射时电路组合受到的干扰，增强抗电磁辐射能力，见图4。

图4　信息处理电路屏蔽壳

c. 信号处理器

信号处理器与信号探测器之间的隔离盖板由玻璃布胶板（非金属板）改为镀镍铝板（金属板），提高屏蔽性能。

d. 信号传输器

信号传输器内电缆网中包含了供电电源传输导线以及众多的信号线，通过供电、信号传输、测试等各个接口，实现信号控制器、信号探测器、信号处理器三者之间的电气交换。

为了衰减辐射干扰和降低导线与导线之间的耦合，优化了对内部电缆网的屏蔽设计：将连接供电、信号传输、测试接口的电缆束外包裹铜编织金属屏蔽网并将屏蔽层搭接壳体，起到了对电缆束的屏蔽及接地效果。

3　试验验证

在电磁兼容测评中心进行综合整治后的电子综合系统电磁兼容试验，在电磁场环境下，各个分系统产品未受到任何干扰，各路信号输出稳定，工作正常，试验取得成功，见图5。

图5　各路信号稳定图

4　结论

电子综合系统的电磁兼容问题是一个复杂的工程实践问题，涉及面较广，通过上述的分析研究及综合措施整治后，有效解决了此问题。

参考文献

[1]电磁兼容原理、设计和预测技术 蔡仁钢 北京航空航天大学出版社 1997年11月

[2]单片机应用系统-电磁干扰与抗干扰技术 王幸之 北京航天航空大学出版社 2006年02月01日

[3]现代数字信号处理与噪声降低 瓦塞（英） 电子工业出版社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