某型机载显示器电磁兼容的设计

李爱

摘要：近年来，随着电子技术的不断创新和发展以及电子设备的广泛使用，电子设备系统之间的相互电磁干扰越来越突出，甚至影响到电子设备的正常运行。因此，电子设备的电磁兼容性设计也成为电子设备设计者关注的问题。在分析电子设备电磁干扰因素的基础上，对电磁兼容设计中的PCB设计、屏蔽设计、滤波设计和接地设计进行了相关分析。

关键词：电子设备;电磁兼容设计;滤波技术

一、电子设备电磁干扰因素的分析

（一）外部因素

外部因素造成的干扰是指排除电子设备和系统以外的因素对电子设备造成的电磁干扰。干扰方式主要如下：

第一，电子设备运行环境中的不稳定温度会导致电子设备内部的电子电路参数和组件发生变化，从而导致电磁干扰。

第二，电磁波在电子设备所处的周围空间对电子设备及其系统的干扰;

第三，电子设备所处的周围环境有工业电网的供电设施，以及电网电压产生的干扰;

第四，绝缘泄漏造成的高压或外部电压对电子设备及其系统的干扰;

第五，在特定的空间中，如果电子设备周围有高功率和强磁场的设备，当相互耦合发生时，很容易对电子设备和系统造成干扰。

（二）内部因素

内部因素造成的干扰主要是由电子设备中各种组件的相互作用造成的，主要表现为以下几种形式：

第一，电子设备或系统的一些部件由于工作时间过长而发热，对部件本身或其它部件的稳定性造成干扰;

第二，当无线电信号通过电源时，导线和地线，对电子设备的电磁干扰是由导线之间的阻抗耦合或互感引起的

第三，在电子设备的操作中，如果多个电子设备共享一组DC电源或不同的电源通过同一个地线，如果由于来自多个电路的电流会聚而产生电压降，则公共地线易于受到电磁干扰。

第四，由电子设备中的高功率部件和高电压产生的磁场与附加电压耦合，对电子设备的其他部件造成电磁干扰。

第五，在电子设备的工作电源的电容器和分布在每个电路上的电子设备的绝缘电阻之间发生由泄漏引起的电磁干扰。

二、电子设备电磁兼容设计方法

（一） 滤波设计

滤波设计主要是一种电磁兼容设计方法，切断沿导体传播的电磁干扰源。在设计中，由两个电容和一个电感组成的滤波器可以用来滤除高频电路的干扰。感容和阻容去耦网络用于将电路与电源隔离，消除电路之间的耦合，并控制电路中的干扰信号。同时，通过差模滤波单元和共模滤波单元的组合设计，可以实现抑制差模电流和共模电流的目的。设计原理是差模滤波器单元和共模滤波器单元可以等效为二阶液晶低通滤波器单元。由于迹线导带、等效串联电阻的等效串联电阻等因素的影响，滤波电容通过寄生电阻和滤波电容在高频带形成零点，从而降低了LC网络对高频带噪声的衰减效应。

（二）屏蔽设计

屏蔽设计是减少电磁干扰传播的有效措施。为了提高电子设备的屏蔽设计效果，首先应合理设计屏蔽组件各部分之间的电接触，以保证接触电阻最小。在设计中，屏蔽组件的结构可分别设计为双层门盖结构、安装在屏蔽盒侧壁上的纺锤形弹簧片结构和分体盖结构。其次，在屏蔽材料的设计中，为了增加吸收损耗和反射损耗，应选择磁导率和电导率较高的材料。同时，可以在高磁导率材料的表面添加一層高导电材料，起到双重作用，增加电波在空气界面和屏蔽材料上的反射损耗，从而起到更好的抗干扰作用。最后，加强设备机箱缝隙的屏蔽效果。屏蔽体上的接缝是影响屏蔽效果的主要因素。在设计中，一方面可以在底盘缝隙的结合面上粘贴带有粘合剂的铍青铜簧片。由于簧片的弹性，组装后簧片会产生变形，在接触面上产生一定的压力，从而在底盘间隙的结合面上形成一定的电连续性，从而减小底盘间隙的长度，增强屏蔽效果。另一方面，在制造底盘时，可以采取一定的焊接措施使焊缝光滑连续，以保证接头处的射频电阻尽可能地等于金属板本身的射频电阻，从而增强缝隙接头表面的电连续性，增强屏蔽设计效果。

（三）PCB设计

印制电路板的电磁兼容设计是电子设备电磁兼容设计的基础。在实践中，印刷电路板中的电磁干扰主要包括串扰干扰、传导干扰和辐射干扰。因此，根据电磁干扰的形式，其电磁兼容性设计主要包括：

第一，印刷电路板尺寸设计。在设计过程中，如果印刷电路板尺寸太大，印刷线路太长，从而增加了阻抗，印刷电路板的抗噪声能力就会下降。

然而，印刷电路板尺寸太小，这容易导致相邻传输线之间的串扰。因此，在设计过程中，应综合考虑印刷电路板的抗噪声性能和抗串扰性能，以保证印刷电路板尺寸的合理设计。

第二，印刷电路板布局设计。为了尽量减少电子设备印刷电路板高频元件之间的电磁干扰，减少分布参数，高频元件之间的连线应尽可能缩短。同时，在设计电路各功能单元的位置时，根据电路的流量，布局应符合良好信号流通的要求，信号流通应尽可能保持在同一方向。此外，还应综合考虑各部件之间的分布参数，使各部件尽可能平行布置，以增强设备的抗干扰能力。

第三，组件的布局设计。与分立元件相比，集成电路元件具有更强的抗干扰性能，在设计中应优先选用。同时，为了减少无线电信号产生的高频成分，可以选择信号斜率较慢的器件作为印刷电路板元件，以降低阻抗并提高电磁兼容性。

（四）接地设计

接地设计是电子设备抗干扰设计的重要手段。主要包括接地点设计、电路组合接地方案设计和接地干扰抑制措施设计等。在接地点的设计中，如果采用单点接地，接地线的长度将会增加，这将导致其辐射能力的大幅增加并造成干扰。因此，设计应在附近采用多点接地，尽可能减小接地点之间的电位差，提高抗干扰效果。在电路组合接地方案的设计中，接地线与地平面之间的DC搭接阻抗应保证小于2.5毫瓦，设备中的所有接地点应直接连接到最近的地平面，以保证接地线电气连接的可靠性。同时，对地进行处理，避免氧化和腐蚀，提高接地效果。结束语

随着电子设备向大型化和大型化发展，电子设备的应用越来越普遍。在这种情况下，对电子设备的电磁干扰问题不断突出。因此，不断优化电磁兼容设计，确保优化方法不断改进，使电子设备能够正常稳定运行。

参考文献：

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