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[導讀] 產(chǎn)品的電磁兼容性設計需要從系統(tǒng)總體架構(gòu)設計、模塊和單板設計進行綜合設計。首先根據(jù)產(chǎn)品需求,確定產(chǎn)品電磁兼容性設計的技術(shù)指標。來自產(chǎn)品需求的電磁兼容性設計技術(shù)指標是作為電磁兼容性設計的輸入。根據(jù)電磁兼容性指標在系統(tǒng)總體架構(gòu)、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(chǎn)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(jié)構(gòu)件的電磁兼容性設計:機柜結(jié)構(gòu)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(nèi)各結(jié)構(gòu)件的縫隙。機柜前后門、側(cè)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(nèi)部引出的屏蔽線纜得屏蔽層可靠接地,在機柜內(nèi)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(nèi)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(xiàn)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(nèi)部,另外防止設備內(nèi)部產(chǎn)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(chǎn)生影響,在輸入或輸出電源端口處設置空氣開關(guān)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(cè)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(nèi)部配線時,必須要求電源線和信號線分開兩側(cè)走線。若無法分開兩側(cè)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(nèi)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(nèi)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(jié)構(gòu)件之間阻抗連續(xù),機箱機構(gòu)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(jù)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(jié)構(gòu)、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(nèi)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(cè)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(shù)據(jù)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(wǎng)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(nèi)部脆弱的電路。對于PCB內(nèi)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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