王 磊

（中國空空導(dǎo)彈研究院 河南 洛陽 471009）

0 引言

電磁干擾輕則引起測量數(shù)據(jù)上下跳動，重則造成檢測系統(tǒng)內(nèi)部邏輯混亂、系統(tǒng)癱瘓,甚至燒毀電子線路。 因此抗電磁干擾技術(shù)就顯得越來越重要。 某型產(chǎn)品在電磁兼容試驗過程中出現(xiàn)誤投放故障，如果在真實機(jī)載發(fā)射時發(fā)生這種情況會造成機(jī)毀人亡的嚴(yán)重事故，必須采取有效手段提高產(chǎn)品的電磁兼容性。

1 電磁兼容性概述

1.1 電磁兼容性理論

電磁兼容性EMC（Electromagnetic Compatibility）是指“一種器件、設(shè)備或系統(tǒng)的性能,它可以使其在自身環(huán)境下正常工作并且同時不會對此環(huán)境中任何其他設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈電磁干擾。 ”

1.2 提高電磁兼容性的途徑

消除或減弱電磁干擾的方法可針對電磁干擾形成時必須同時具備的三個因素,采取三方面的措施。

1.2.1 消除或抑制干擾源

積極、主動的措施是消除干擾源,例如使產(chǎn)生干擾的電氣設(shè)備遠(yuǎn)離檢測裝置;將整流子電動機(jī)改為無刷電動機(jī);在繼電器、接觸器等設(shè)備上增加消弧措施等,但大多數(shù)情況下這個措施很難完全實現(xiàn)。

1.2.2 破壞干擾途徑

對于以“電路”的形式侵入的干擾,可采取諸如提高絕緣性能;采用隔離變壓器、光耦合器等切斷干擾途徑;采用退耦、濾波等手段引導(dǎo)干擾信號的轉(zhuǎn)移; 改變接地形式切斷干擾途徑等。對于以“輻射”的形式侵入的干擾,一般采取各種屏蔽措施,如靜電屏蔽、磁屏蔽、電磁屏蔽等。

1.2.3 削弱接收回路對干擾的敏感性

一般而言, 高輸入阻抗的電路比低輸入阻抗的電路易受干擾；模擬電路比數(shù)字電路抗干擾能力差。 一個設(shè)計良好的檢測裝置應(yīng)該具備對有用信號敏感、對于干擾信號盡量不敏感的特性。

2 故障分析和改進(jìn)措施

2.1 問題分析

故障均發(fā)生在進(jìn)行電磁兼容考核試驗RS103（電場輻射敏感度測試）項目時，說明產(chǎn)品的屏蔽性不好，外部干擾通過結(jié)構(gòu)件之間的縫隙、電纜等進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部，影響產(chǎn)品的正常工作。

在進(jìn)行RE102（電場輻射發(fā)射測試）時，在某些頻點存在輻射超標(biāo)現(xiàn)象， 表明產(chǎn)品工作時對外輻射的電磁干擾超標(biāo)，主要原因和DSP 處理器的工作頻率、電源模塊的工作頻率有關(guān)。

2.2 具體改進(jìn)措施

系統(tǒng)電磁兼容性的提高需要采用綜合治理的措施，每一個單獨的措施只能部分提高系統(tǒng)的電磁兼容性，并不能根本解決發(fā)現(xiàn)的問題， 需要采用綜合的屏蔽和濾波相結(jié)合的辦法，來提高整個系統(tǒng)的電磁兼容性。

2.2.1 屏蔽措施

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上如果構(gòu)不成一個良好的電磁屏蔽體，外部干擾就能進(jìn)入內(nèi)部造成系統(tǒng)工作紊亂，內(nèi)部工作產(chǎn)生的高頻干擾信號也能輻射出去，為了使產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上成為一個良好的屏蔽體，主要采取的措施有：采用導(dǎo)電陽極化對殼體進(jìn)行表面處理、采用導(dǎo)電膠進(jìn)行電磁密封、產(chǎn)品底板通過螺釘和殼體連接構(gòu)成一個良導(dǎo)體，通過采取這些措施產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上形成一個比較完整的電磁屏蔽體，即能防止外部的干擾對內(nèi)部電路的工作產(chǎn)生影響也可防止內(nèi)部電路工作時的干擾輻射出去。

2.2.2 濾波措施

采用濾波電連接器對出入產(chǎn)品的信號進(jìn)行濾波。 濾波連接器是在普通連接器的基礎(chǔ)上，經(jīng)過內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進(jìn)，增加濾波網(wǎng)絡(luò)研制而成，每一個接觸偶均為一個完整的低通濾波器，并不改變原有的安裝尺寸及方式，可以與同型號的普通連接器互換。 它既具備普通連接器的功能，又有抑制電磁干擾的特性。 將濾波器和連接器金屬外殼連接，可同時實現(xiàn)濾波、屏蔽、接地。通過使用濾波連接器可將產(chǎn)品唯一對外的接口進(jìn)行電磁密封， 大大提高了產(chǎn)品的電磁兼容性。

采用直流電源濾波器對產(chǎn)品供電進(jìn)行濾波，電源噪聲是電磁干擾的一種，其傳導(dǎo)噪聲的頻譜為10k-30MHz，根據(jù)干擾方向的不同，電源噪聲從形成特點上看，噪聲干擾分為差模干擾和共模干擾。 采用的電源濾波器對差模和共模干擾的插入損耗如表1 所示。

表1 不同頻率下電源濾波器對差模和共模干擾的插入損耗

針對系統(tǒng)在進(jìn)行電磁兼容試驗時出現(xiàn)的掉電現(xiàn)象，采用穩(wěn)壓模塊WPM-50S-N 對產(chǎn)品供電進(jìn)行欠壓保護(hù)和瞬時斷電保護(hù)，采用SY5656A 瞬態(tài)抑制二極管對產(chǎn)品供電進(jìn)行防尖峰和浪涌保護(hù)，采用磁珠、EMI 濾波器對產(chǎn)品供電進(jìn)行濾波。產(chǎn)品供電采用的處理電路如下圖1 所示。

圖1 電源前端電路設(shè)計原理

針對誤投放現(xiàn)象， 為了提高輸入控制信號的抗干擾能力，在輸入信號的輸入端加上一個下拉電阻，通過一個下拉電阻可以使輸入信號需能提供一個穩(wěn)定的電流，防止毛刺沒有能量的信號被誤采集到。 輸入端加上磁珠和電容濾掉輸入的干擾，在輸入端還增加了一個穩(wěn)壓二極管，當(dāng)有輸入的干擾信號電壓小于穩(wěn)壓管的擊穿電壓時，電路不會導(dǎo)通，不會誤采集到造成誤投放。 具體電路實現(xiàn)如下圖2 所示。

圖2 輸入信號抗干擾提高電路

2.3 試驗結(jié)果

產(chǎn)品采取綜合的電磁兼容整改措施后，重新進(jìn)行了電磁兼容試驗，誤投放故障不再出現(xiàn)。 武器系統(tǒng)誤投放是關(guān)乎生命安全的嚴(yán)重問題，在產(chǎn)品中是決不允許出現(xiàn)的，該問題的解決為產(chǎn)品的的安全使用提供了保證。

3 結(jié)論

為了提高產(chǎn)品的電磁兼容性采取綜合治理的方法，使產(chǎn)品構(gòu)成了一個完整的電磁屏蔽體，產(chǎn)品的電磁兼容性大大提高，解決了誤投放的問題，系統(tǒng)掉電問題也得到了解決。 采取的措施針對性強(qiáng)，效果明顯。

采取電磁兼容性設(shè)計之后產(chǎn)品電磁兼容性大大提高，但是要想提高整個系統(tǒng)的電磁兼容性還需要對系統(tǒng)內(nèi)部的電纜等進(jìn)行電磁屏蔽，系統(tǒng)內(nèi)部也應(yīng)采取濾波連接器，才能進(jìn)一步提高系統(tǒng)整體的電磁兼容性。

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