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電磁兼容實例應(yīng)用分析

更新時間:2019-04-19      點擊次數(shù):1300

電磁兼容實例應(yīng)用分析

1、接地問題

實例一:某系統(tǒng)設(shè)備在做422通訊串口的射頻場感應(yīng)傳導(dǎo)測試,采用雙絞屏蔽線,開始采用的是單端接地,測試時出現(xiàn)的誤碼率高,幾乎沒有正確的數(shù)據(jù),后來采用雙端可靠接地,通訊正常。

實例二:某系統(tǒng)設(shè)備在做視頻鼠標線的射頻場感應(yīng)傳導(dǎo)的試驗時,在較低頻段(3M以下)時顯示器有波紋,上下閃動,后來將視頻線的顯示器側(cè)可靠接地,干擾明顯降低,幾乎不影響顯示。

分析:這兩種現(xiàn)象都是在做射頻場的感應(yīng)傳導(dǎo)試驗時出現(xiàn)的,射頻場的感應(yīng)傳導(dǎo)抗擾度試驗實質(zhì)是:設(shè)備引線變成被動天線,接受射頻場的感應(yīng),變成傳導(dǎo)干擾入侵設(shè)備內(nèi)部,終以射頻電壓電流形成的近場電磁場影響設(shè)備工作 ,以低頻磁場為主。

雙絞線能夠有效地抑制磁場干擾,這不僅是因為雙絞線的兩根線之間具有很小的回路面積,而且因為雙絞線的每兩個相鄰的回路上感應(yīng)出的電流具有相反的方向,因此相互抵銷。雙絞線的絞節(jié)越密,則效果越明顯。

屏蔽層兩端接地時,外界磁場在原來信號與地線構(gòu)成的回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的同時,也在屏蔽層與地線構(gòu)成的回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流Is,Is也會感應(yīng)出磁場,但是這個磁場與原來的磁場磁場方向相反,相互抵消,導(dǎo)致總磁場減小,減小了干擾。

2、屏蔽問題

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

實例四:某系統(tǒng)試驗,用普通機柜,系統(tǒng)很敏感,對機柜引出線(通訊線)進行群脈沖試驗,采用耦合夾耦合方式,干擾一加上去,系統(tǒng)就不正常,在通訊線兩端增加磁環(huán),效果不明顯,后來沒有辦法了,更換了屏蔽機柜,進行試驗,有明顯效果,做幾輪后,系統(tǒng)才會出現(xiàn)倒機想象,在通訊線進機柜處增加安裝磁環(huán)后,系統(tǒng)工作正常,幾輪試驗后,沒有出現(xiàn)倒機現(xiàn)象,系統(tǒng)工作都正常。

分析:現(xiàn)在很多系統(tǒng)都是機箱結(jié)構(gòu),即控制板、采集板、驅(qū)動板等都安裝在同一機箱中,進行數(shù)據(jù)交換與控制。安裝完成后各電路板會有一定的縫隙,靜電脈沖通過面板縫隙,分布電容向主板耦合,使電源失真或控制發(fā)生故障系統(tǒng)重啟、死機。在面板之間安裝指形彈片,使機箱成為一個良好的屏蔽體,由于電荷的“趨膚效應(yīng)”,當(dāng)有靜電干擾時,靜電會沿著表面泄放至大地,對內(nèi)部電路的影響減小或者消失。

屏蔽機柜對機柜的縫隙和門都進行了處理,縫隙處安裝導(dǎo)電彈片,門與機柜接觸位置安裝導(dǎo)電布襯墊,提高機柜的屏蔽效能,提高機柜整體的抗干擾性,群脈沖干擾的實質(zhì)是對線路分布電容能量的積累效應(yīng),當(dāng)能量積累到一定程度時就可能引起線路(乃至設(shè)備)工作出錯。通常測試設(shè)備一旦出錯,就會連續(xù)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(xiàn)象加以解釋。脈沖成群出現(xiàn),脈沖重復(fù)頻率較高,波形上升時間短暫,能量較小,一般不會造成設(shè)備故障,使設(shè)備產(chǎn)生誤動作的情況多見。

3、磁環(huán)的作用

實例五:對一個機箱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)做群脈沖實驗,機箱內(nèi)含有控制板、采集板、驅(qū)動板等,采集線、驅(qū)動線出機柜,需要做信號線群脈沖實驗,當(dāng)干擾施加在采集線上時,所有的采集板上指示燈都閃爍,對采集回路進行分析,采集輸入有光電隔離器件,采集回線為動態(tài)的12V輸出,當(dāng)干擾施加時,可能造成采集回線上的電壓失真,造成指示燈閃爍,找了一個閉合磁環(huán),安裝在采集回線上,進行實驗,在某一極性下指示燈閃爍,說明磁環(huán)有作用,然后根據(jù)其阻抗特性,繞制2圈,實驗效果不明顯,后來試驗一下繞制3圈,結(jié)果,采集指示燈顯示正常,多次試驗,系統(tǒng)均正常。

分析:磁環(huán)對群脈沖干擾有很好的抑制作用,根據(jù)實際情況安裝在通訊線的兩端或一端,磁環(huán)有不同的阻抗特性,對干擾信號進行頻率分析,設(shè)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(xiàn)較大的阻抗性,來抑制干擾。

磁環(huán)的圈數(shù)影響磁環(huán)的阻抗特性,圈數(shù)越多,阻抗特性曲線向低頻率方向移動,即較低頻率下的阻抗越大,若此頻率比較接近干擾頻率時,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)品開發(fā)設(shè)計中,可以提高產(chǎn)品的安全可靠性,如果在實際測試中,某一方面存在缺陷,可以從電磁干擾的方式上入手進行一步一步測試,電磁干擾有兩種形式:傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射,從各自的耦合路徑進行查找。一個系統(tǒng)指標超標,可以先從輻射發(fā)射上解決,設(shè)備是否屏蔽良好,機殼上孔用導(dǎo)電布封住,導(dǎo)電布要與機殼良好接觸,再進行試驗,如果還超標,那就是干擾主要是傳導(dǎo)發(fā)射引起的,在設(shè)備機殼出口處安裝信號濾波器和電源濾波器,進行試驗,如果還超標,那就是干擾是通過電纜輻射和傳導(dǎo)發(fā)射出來,通過對屏蔽層的接地,減小地環(huán)路等措施必定能查找到原因并解決。

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