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[導讀] 產品的電磁兼容性設計需要從系統(tǒng)總體架構設計、模塊和單板設計進行綜合設計。首先根據產品需求,確定產品電磁兼容性設計的技術指標。來自產品需求的電磁兼容性設計技術指標是作為電磁兼容性設計的輸入。根據電磁兼容性指標在系統(tǒng)總體架構、模塊和單板設計上進行綜合性的設計。比如:對于使用歐標機柜的鐵路產品而言,需要考慮以下幾個方面的電磁兼容性設計:

1、機柜結構件的電磁兼容性設計:機柜結構采用阻抗整體連續(xù)的防靜電屏蔽機柜。機柜各個組成部分之間必須無縫隙,采用導電棉或防靜電彈簧條填充機柜內各結構件的縫隙。機柜前后門、側門、頂部和底部等所有活動部件采用可靠接地螺釘通過寬度不小于10mm的編織銅帶連接。為了使從機柜內部引出的屏蔽線纜得屏蔽層可靠接地,在機柜內底部或頂部必須設置彈簧型環(huán)狀屏蔽層接地裝置。

2、機柜內部配線的電磁兼容性設計:在電源輸入端口設置低通濾波器,實現兩個作用,一是防止外部環(huán)境通過電源輸入端口引入的高頻干擾進入設備內部,另外防止設備內部產生的干擾通過電源線輸出至公共電源線,造成電源線的污染。這種措施對于電源端口的輻射發(fā)射、浪涌、雷電等測試有一定的好處。在電源端口設置通過CRCC認證的電源防雷器進行共模和差模雷電防護,可以對抑制來自外部的浪涌、脈沖群和雷電脈沖干擾有很好的效果。另外,為了防止電源輸入或輸出端口所接設備短路,對外部電源產生影響,在輸入或輸出電源端口處設置空氣開關或熱磁斷路器進行短路防護。引出機柜的信號線必須采用屏蔽層致密的屏蔽電纜,屏蔽層在機柜側接地,信號端口安裝通過CRCC認證的信號防雷器進行共模和差模雷電防護。在機柜內部配線時,必須要求電源線和信號線分開兩側走線。若無法分開兩側走線,那么,至少保證信號線和電源線不能綁扎在一起,且信號線和電源線保持大于20mm以上的間距。在進行電源線配線時,低通濾波器輸入端和輸出端的電源線必須分開走線,若有重合,盡量十字交叉配線或保證兩者之間間距大于20mm,禁止近距離平行配線和把兩者平行綁扎在一起。另外,為了防止信號端口輸出設備內高頻干擾信號或抑制外部環(huán)境通過信號線引入信號端口的高頻干擾信號,在機柜內部信號端口前端的屏蔽線上套上鐵氧體磁環(huán),最后把屏蔽線在鐵氧體磁環(huán)上繞一圈或兩圈,這樣效果更好。這種措施,對脈沖群、浪涌、雷電和射感干擾的抑制效果比較好。

3、機箱的電磁兼容性設計:機箱采用類似CPCI機箱的防靜電措施,為了保證機箱結構件之間阻抗連續(xù),機箱機構件縫隙處采用導電棉或防靜電導電彈簧條填縫,機箱必須設置良好接地螺釘。通過接地線接到機柜地線上。機箱上下蓋板的扇熱孔尺寸需要根據電磁兼容測試效果進行確定。

4、PCB的電磁兼容性設計:采用不同的PCB疊層結構、布線方式、防護電路來抑制印制板上提供電磁兼容性。比如:復位信號線設置在內電層,復位信號線盡量短,若條件允許,可以在復位信號線兩側平行布兩根地線。差分信號線等長同距布線,控制差分線阻抗(USB差分線阻抗控制在90歐姆,其他未做特殊要求的差分線阻抗控制在100歐姆)。DDR2布線時,差分時鐘信號線、地址線和數據線等長布線等措施。另外,盡可能的采用信號完整性和電源完整性設計工具,確保PCB設計的電源分配網絡滿足信號完整性和電源完整性的設計要求。在進行電路設計時,PCB板的對外接口布線,在引腳引線長對應的PCB層(頂層或底層)不能布線,用于抑制通過接口引腳引線引入的干擾信號干擾到其他引腳上。PCB板的外部接口電路應采用隔離和靜電防護措施,保護PCB板內部脆弱的電路。對于PCB內部比較脆弱的電路,可以增加屏蔽罩的方式進一步進行防護,要求屏蔽罩必須接地。

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