本讲中涉及到的内容包括:设备本身作业时的辐射打扰发射及传导发射超支;设备的抗扰度功能不合格(如静电放电、射频辐射电磁场、电快速瞬变脉冲群、雷击浪涌、以及由射频场感应所引起的射频电流注入)等等。
1.辐射发射超支
一种是设备外壳的屏蔽功能不完善;另一种是射频打扰经由电源线和其他线缆的逸出。判别办法是,拔掉不必要的电线和电源插头,继续做实验,如果没有任何改善迹象,则应当怀疑是设备外壳屏蔽功能不完善;如果有所改善,则有可能是线缆的问题。
1.1金属机箱屏蔽功能不完善
⑴机箱的缝隙过大,或机箱配合上存在问题处理意见:
①清除结合面上的油漆、氧化层及外表沾污;
②添加结合面上的紧固件数目及接触外表的平整度;
③采纳长久性的接缝(要接连焊接);
④选用导电衬垫来改善接触外表的接触功能。
⑵其他功能性开孔过大
处理:
①通风口选用防尘板,必要时选用波导通风板,但后者成本昂贵;
②显示窗口选用带有屏蔽作用的透明材料;或选用隔舱,并对信号线采纳滤波;
③对键盘等选用隔舱,并对信号线采纳滤波。
⑶机箱内部布线不妥,电磁打扰透过缝隙逸出
处理意见:将印刷板及设备内部布线等可能发生辐射打扰的布局远离缝隙或功能性开孔的部位,或采纳添加屏蔽的补救办法或从头布局。
1.2非金属机箱
①对机箱进行导电性喷涂,特别要留意在结合部分的缝隙也要进行喷涂,确保机箱有导电性的衔接;
②对发生辐射打扰和可能发生辐射打扰的部分采纳局部屏蔽,并将所有进入或离开屏蔽体的导线要进行滤波或套上吸收磁环;
③对内部布线和印刷线路板的布局从头考虑,尽可能使信号及其回线的环路为z.ui小。
1.3线缆问题(包括怀疑是设备上余下线缆的问题在内)
⑴对电源线的处理
①加装电源线滤波器(如果己经有滤波器,则换用高功能的滤波器),要特别留意安装方位(尽可能放在机箱中电源线进口端)和安装状况,要确保滤波器外壳与机箱搭接良好、接地良好;
②如果不合格的频率比较高,可考虑在电源线进口的部分套装铁氧体磁环。
⑵对信号线的处理
①在信号线上套铁氧体磁环(或铁氧体磁夹);
②对信号线滤波(共模滤波);必要时将衔接器改用滤波阵列板或滤波衔接器;
③换用屏蔽电缆。屏蔽电缆的屏蔽层与机箱尽量选用360°搭接方式,必要时在屏蔽线上再套铁氧体磁环。
2.传导发射超支
主要是线缆方面的问题
⑴对电源线的处理
①检查电源线邻近有无信号电缆存在,有无可能是因为信号电缆与电源线之间的耦合使电源线的传导打扰发射超支(这种状况多见于超支频率的频段较高的状况下)。如有,或拉大两者间的距离,或选用屏蔽办法;
②加装电源线滤波器(如果己经有滤波器,则换用高功能的滤波器),要特别留意安装方位(尽可能放在机箱中电源线进口端)和安装状况,要确保滤波器外壳与机箱搭接良好、接地良好;
③虽经采纳办法,设备传导打扰发射仍未合格(特别是在低频段没有合格)。此时可考虑在设备内部线路衔接接地端子的地方串入一个电感。因为这部分衔接属单点接地,平时无电流流过,因此这个电感能够做得很大,而无须担心有铁芯的饱和问题。采纳这一办法的理由是,设备传导打扰发射测试,实际上是共模电压测试(电源线对大地的打扰电压测试),电源线上有作业电流流过,故滤波器的滤波电感值受制于作业电流,不能做得很大,滤波器的插入损耗也就有限,特别是低频端的损耗更加有限。新方案里的附加电感正好能够弥补这—缺憾,从而取得更好的传导打扰的抑制能力。
⑵对信号线的处理
①留意信号线周围有无其他辐射能量(邻近的布线及印刷板的布局)被引到信号线上。如有,或拉大两者的距离,或选用屏蔽办法,或考虑改变设备内部布局和印刷板的布局;
②在信号线上套铁氧体磁环(或铁氧体磁夹);
③对信号线进行共模滤波,必要时选用滤波衔接器(或滤波阵列板)。留意滤波器的参数,传导打扰发射超支的频率比辐射打扰发射超支的频率得低些,因此取用的元件参数应当偏大一些。
3.抗射频辐射电磁场搅扰不合格
按标准要求,抗射频辐射电磁场搅扰实验主要是针对设备外表来进行的。事实上,设备的电源线和I/O线也一起曝露在射频辐射电磁场的下面,故电源线和I/O线也有可能充当被动天线,而将搅扰引入设备内部,导致设备误动作。
对于设备抗辐射电磁场搅扰不合格的处理意见与设备的辐射打扰发射超支的处理意见是相似的,仅仅电磁场的走向不一样,前者是外界搅扰影响内部线路作业;后者是内部打扰逸出设备,造成辐射打扰发射的超支。
4.抗脉冲群搅扰不合格
从脉冲群实验的本意来说,主要是进行共模搅扰实验,仅仅搅扰脉冲的波形前沿非常陡峭,持续时间非常短暂,因此含有极其丰厚的高频成分,这就导致在搅扰波形的传输过程中,会有一部分搅扰从传输的线缆中逸出,这样设备z.ui终受到的是传导和辐射的复合搅扰。
针对脉冲群搅扰,主要选用滤波(电源线和信号线的滤波)及吸收(用铁氧体磁芯来吸收)。选用铁氧体磁芯吸收的方案非常便宜也非常有用,但要留意做实验时铁氧体磁芯的摆放方位,就是今后要使用铁氧体磁芯的方位,千万不要随意更改,因为我们一再强调脉冲群搅扰不仅仅是一个传导搅扰,更麻烦的是它还含有辐射的成分,不同的安装方位,辐射搅扰的逸出状况各不相同,难以捉摸。一般将铁氧体磁芯用在搅扰的源头和设备的进口处为z.ui有用。
5.抗静电搅扰不合格
静电放电的抗扰度实验有直接放电和间接放电两种,直接放电是放电枪直接透过设备的外表对设备进行放电;间接放电则是放电枪对设备旁边的物体放电(在实验中用放电枪对设备旁边的水平和垂直耦合板的放电来模拟)。
5.1直接放电
因对象不同,可能有金属和非金属两种外壳。
⑴非金属机箱
非金属机箱的z.ui大好处是外壳由绝缘材料制成,一般状况下是放不出电的,但如果设备内部布局过于靠近外壳的缝隙,或者外表材料绝缘强度不行,都有可能使该设备的抗静电搅扰实验不合格。
可采纳“躲”的办法。例如可在缝隙部分用绝缘板来加强隔离;或用楔口来添加放电路径。对有导电插口的部分,把插口做得深一点、缝细一点。总之,要通过结构设计的办法,不让静电放电实验在该设备上放出电来。
⑵金属机箱
对金属机箱,静电放电实验必定能在机箱外表放出电来,问题是怎样才能使放电对设备正常作业的影响变得z.ui小。
十分显着,一台外壳导电性衔接良好的设备,加上设备外壳有低阻抗的接地办法,静电放电电流将能在设备外壳上迅速得到排遣,这在一般状况下是不会对设备造成搅扰的。
反之,在放电的开始几微秒里,因为放电电流波形中拥有丰厚的高频谐波,如果机箱的导电衔接欠佳,加上接地的低阻抗考虑不行时,还是能够在机箱外表树立一个高频电磁场,构成对设备内部线路的一定搅扰。
⑶线缆及其他部分
按标准规定,设备正常作业期间,凡操作人员能够触摸到的部位都属于应该进行静电放电实验的部位。这样看来,除了设备外壳,对设备外表的显示部分以及电源线和I/O线等部位也属于应该放电实验的部位。
对显示屏,应考虑选用透明屏蔽材料进行维护,关键是让屏蔽材料与设备外壳间确保有致密的电接触。
对电源线、I/O线,选用屏蔽、滤波(共模滤波)及套用铁氧体磁环(或铁氧体磁夹,根据导线的形状决定铁氧体的形状)等办法。其中,对I/O线还可选用瞬变电压吸收二极管来吸收,及选用光电隔离器来隔离等办法。
5.2间接放电
间接放电主要是通过由放电发生的电磁场来影响设备的作业。因此,对于外壳有屏蔽作用的设备必定比不屏蔽的要好。另外,即使外壳不屏蔽也不等于该设备一定会在外界电磁场的作用下出现误动作,这主要看该设备的布线和印刷板布局对电磁场的敏感状况,以及敏感部位与放电板(指实验用的垂直和水平耦合板)的相对距离。
对于非金属机箱的设备,还能够考虑通过外壳的导电性喷涂来达到屏蔽的目的。
6.抗浪涌搅扰实验不合格
雷击浪涌实验的z.ui大特点是能量特别大,所以选用普通滤波器和铁氧体磁芯来滤波、吸收的方案基本无效,须使用气体放电管、压敏电阻、硅瞬变压吸收二极管和半导体放电管等专门的浪涌吸收器材才行。
雷击浪涌实验有共模和差模两种,因此浪涌吸收器材的使用要考虑到与实验的对应状况。为显现使用效果,浪涌吸收器材要用在进线进口处。因为浪涌吸收过程中的di/dt特别大,在器材邻近不能有信号线和电源线经过,以防止因电磁耦合将搅扰引入信号和电源线路。此外,浪涌吸收器材的引脚要短;吸收器材的吸收容量要与浪涌电压和电流的实验等级相匹配。
z.ui后,选用组合式维护方案将能发挥不同维护器材的各自特点,从而取得z.ui好的维护效果。
7.由射频场感应所引起的传导搅扰抗扰度实验不合格
从实验方式看,由射频场感应所引起的传导搅扰抗扰度实验是共模实验,在经过前述几项实验(特别是静电放电、射频辐射电磁场和脉冲群实验)后,一般应无大碍,万一有问题,主要是通过对滤波的加强,及改善设备内部的布线和布局来得到解决。
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