電磁兼容整改案例分析

某鐵路設備計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，在各子模塊組裝到機柜過程中未考慮電磁兼容，導致系統(tǒng)樣機進行輻射抗擾度試驗時，系統(tǒng)通訊異常。

1.1.樣機現(xiàn)場測試現(xiàn)象描述

風險描述

（1）樣機各類通訊信號接口均未作濾波處理，且各類通訊電纜均外露屏蔽機柜外部；

（2）樣機電源接口未作濾波處理；

（3）樣機機柜存在縫隙，無法實現(xiàn)整體屏蔽；

1.2輻射抗干擾度的測試原理

A、輻射抗干擾度測試配置

從輻射抗擾度測試布置圖便可以看出，RS實際上測試的就是產(chǎn)品中等效天線所接收的噪聲信號對產(chǎn)品產(chǎn)生的干擾效果；等效天線有兩種，一種是環(huán)路天線（如單板內(nèi)信號的環(huán)路），一種是單極天線（如產(chǎn)品的的電纜或其他尺寸較長的導體）。

圖1RS試驗布置圖

B、輻射抗干擾度的干擾原理

（1）在PCB中，信號從源驅(qū)動端出發(fā)傳輸?shù)截撦d端，再從負載端回流至源驅(qū)動端，信號的流動路徑在此過程中形成了一個環(huán)路；當外界的電磁場穿過此環(huán)路時便會在此環(huán)路上產(chǎn)生感應電壓；這就是輻射抗擾度測試中產(chǎn)品電路收到干擾的一個原因。通常此類干擾問題可在PCB上做優(yōu)化（布線環(huán)路面積的減小）和結(jié)構(gòu)設計的改良（屏蔽搭接等措施，使得干擾進入不了機體內(nèi)部）來避免。

（2）當樣機處于RS測試環(huán)境中時，樣機中較長的互連電纜或其他長尺寸導體均會成為接收電磁場的天線，這些電纜或長尺寸導體在此過程中會產(chǎn)生感應電流流入樣機內(nèi)部單板，從而使樣機工作性能下降。通常此類干擾問題可通過較長互連電纜的處理（電纜減短、電纜屏蔽、端接端口處濾波）來避免。

1.3.原因分析

觀察樣機，發(fā)現(xiàn)機柜外部較長的電纜有執(zhí)行機柜與負載間的互聯(lián)通訊電纜（大于1m）、執(zhí)行機柜與連鎖機柜直接的CAN通信電纜（大于1m）、AC 220V電源電纜（大于1m）；樣機中較長的互連電纜或其他長尺寸導體均會成為接收電磁場的天線，這些電纜或長尺寸導體在此過程中會產(chǎn)生感應電流流入樣機內(nèi)部單板，從而使樣機工作性能下降。采用夾套磁環(huán)的方式將這些較長的電纜做濾波處理；

執(zhí)行機柜存在較長的縫隙、連鎖機柜內(nèi)各模塊存在較長縫隙，干擾可通過縫隙進入機柜內(nèi)部；采用銅箔將各類縫隙包裹屏蔽；

A、整改措施

（1）執(zhí)行機柜AC220V電源輸入接口處增加濾波器；執(zhí)行機柜內(nèi)的電源電纜與通訊電纜分別分開困扎，且分開走線（所有的電源電纜沿左機柜走線，所有的通訊電纜沿右機柜走線）；

圖2整改措施示意圖

（1）各類信號電纜和電源電纜靠近接口處夾套磁環(huán)；

圖3整改措施示意圖

（2）執(zhí)行機柜和聯(lián)鎖機柜上有較長縫隙的地方通過銅箔包裹屏蔽；

B、整改結(jié)果

樣機在80MHz~1GHz（10V/m）的RS測試頻段范圍內(nèi)未出現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象；樣機RS測試通過。