电磁兼容设计及测试（下）
时间：10-02
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三、系统布线设计印制板设计出来后，进行试制，焊接调试，系统装机，考虑电磁兼容设计因素，机柜结构、线缆设计需要注意以下几个方面：
1、机柜选用电磁屏蔽柜，具有良好的屏蔽性能，很好地对系统进行屏蔽，降低外界电磁干扰对系统的影响。
2、总电源进线选用屏蔽电源线，并加磁环，屏蔽层在进入机柜处360度接地。
3、对系统外部信号线选用屏蔽线，屏蔽层机柜入口处良好接地。
4、设备外壳就近接机柜，避免交叉。
5、系统设置隔离变压器和ups，保证系统供应纯净电源。
6、严格将电源线和信号线分开，设备外壳的各个面之间和各个板子面板之间要良好接触，接触电阻要小于0.4欧，越小越好，保证设备外壳良好接大地，这样在有静电释放时，不会影响到系统的正常工作。
四、系统接地设计接地是最有效的抑制骚扰源的方法，可解决50%的EMC问题。系统基准地与大地相连，可抑制电磁骚扰。外壳金属件直接接大地，还可以提供静电电荷的泄漏通路，防止静电积累。
1、地线的概念安全接地 包括保护接地和防雷接地。
保护接地 为产品的故障电流进入大地提供一个低阻抗通道；防雷接地 提供泄放大电流的通路；参考接地 为产品稳定可靠工作提供参考电平，为电源和信号提供基准电位。
安全接地是为了当出现一些电气异常时，为大电流和高电压提供一个泄放的回路，主要是对电路的一种保护措施。参考地主要是信号地和电源地，是保证电路实现功能的基础。
2、接地方式悬浮接地 对一个独立的与外部没有接口的系统来说一般也没有什么问题，但是如果该系统与其他的系统之间存着接口如通讯口和采样线，那么悬浮接地很容易受到静电和雷击的影响，所以一般电子产品大多不采用悬浮接地。
单点接地 当f<1MHz时可以选择单点接地，可分为并联单点接地和多级电路串联单点接地两种。
并联单点接地：每个电路模块都接到一个单点地上，每个单元在同一点与参考点相连。
多级电路的串联单点接地：将具有类似特性的电路的地连接在一起，形成一个公共点，然后将每一个公共点连接到单点地。
多点接地 当f>10MHz时会采用多点接地。 设备中的电路都就近以接地母线为参考点。
单点接地各电路接在同一点，提供公共电位参考点，没有共阻抗耦合和低频地环路，但对高频信号存在较大的地阻抗。多点接地为就近接地，每条地线可以很短，提供较低接地阻抗。1MHz~10MHz可根据实际需要选用哪种接地方法。
混合接地 是综合单点接地与多点接地的优点，对系统中的低频部分采用单点接地，对系统中高频部分采用多点接地。
信号线屏蔽接地 有高频和低频之分，高频采用多点接地，低频电缆采用单点接地。低频电场屏蔽要求在接收端单点接地，低频磁场屏蔽要求在两端接地。多点接地，除在两端接地外，并以3/20或1/10工作波长的间隔接地。
系统做到良好接地，才能有效的抑制电磁干扰，一个大的系统机柜首先要保证每个面接触良好，接触紧凑，其次是机柜内部设备要就近接地，避免二次干扰，就近泄放电磁干扰。接口屏蔽线要进行环接，再就近接机架。机柜下方设置接地铜排，系统总地线选用铜带比较好，对电磁干扰进行很好的泄放，保证了系统的正常运行。
电磁兼容测试系统功能测试，满足现场功能需要后，进行电磁兼容测试，电磁兼容测试容易出问题是静电、群脉冲、浪涌、射频场传导等1、静电抗扰度检测参与了几个项目的静电抗扰度检测，对静电有一定认识。静电分为接触放电和空气放电，静电是积累的高压，当接触到设备的金属外壳时会瞬间放电，会影响到电子设备的正常工作，可能引起设备故障或重启，在安全性要求较好的场合这是不允许的。
静电会影响显示效果，可能出现显示闪烁或黑屏，影响正常显示和操作。静电还可能引起CPU工作异常，程序死机或重启。
如果在产品详细设计阶段采用电磁兼容的相关设计，做静电试验不必过分担心，通过设计，对静电积累的电荷进行良好的泄放，不会影响系统的正常工作。
2、电快速瞬变脉冲群抗扰度检测电快速瞬变脉冲群是一系列的高频高压瞬变脉冲施加在设备上，观察设备是否受到其影响。防护群脉冲主要的方法是“疏导”“堵”，“疏导”就是提供泄放回路，是干扰在进入系统之前，泄放至大地，良好的屏蔽层接地，可以泄放大部分动干扰，“堵”是使群脉冲滤除在设备之外，增加磁环，效果明显，封闭磁环的效果好于对扣磁环，也可以将磁环加入到板级中，固定在印制板中，这样使设备更可靠。
对电源线、信号线、通讯线两端增加磁环，可以对群脉冲干扰进行防护。
3、雷击浪涌检测雷击浪涌主要包含两个方面，一个是电源防雷，一个是信号防雷。
电源防雷主要是针对系统级而言的，系统级设计要按照三级防雷设计，总电源进入端设置电源防雷（如OBO公司的V20-C/3-PH 385），可以对系统的电源进行一级防护，电源经过电源防雷后，进入隔离变压器，隔离变压器可以对电磁干扰信号进行较好的防护，抑制其对系统的影响。后进入UPS，UPS可以滤除一部分干扰信号，这样电源再进入系统设备，电源是一种纯净的电源，可以使系统更好、更可靠的工作。
图2：系统电源部分设计示例。
信号防雷是对系统的信号通路进行防护，主要涉及的是板级设计，在板级设计中增加防雷器件，如气体放电管，增加TVS泄放回路，当有大电流时通过配套电阻和TVS、气体放电管泄放，对后级电路起到保护作用。而后信号进行光电隔离，再进入系统，系统可以采集到一个稳定的信号，使系统正常分析判断，正常发出指令，正常工作。另一方面就是设计较宽的信号范围，信号正常波动时，系统正常工作。
4、射频场感应传导的抗扰度检测射感试验可能会对显示信号、采集驱动等造成影响，可能使显示闪烁或黑屏，影响设备操作，可能使采集驱动工作异常，采集不到需要的信号，无法驱动现场设备。
射频试验是0.15k～80M频率范围内对信号线、电源进行干扰，3级强度是10V/m。
射感防护的原则是将电源、信号线的屏蔽做好，屏蔽层良好接地，选择合适频率进行滤波，将干扰滤除。
5、辐射发射检测、射频场辐射抗扰度检测该测试主要是测试系统的抗射频信号及整体屏蔽性能，只要系统做好良好的屏蔽，系统地线接地良好，系统就可以通过检测。
通过相关电磁兼容测试，产品就可以推向市场，进行试运行了，对试运行中出现的问题，进行汇总，以备产品的改进。
电子产品满足相关的电磁兼容测试标准，通过测试，才可以推向市场，用户才能放心使用，极大地减小因电磁干扰发生的事故，对企业的效益、产品的推广起到积极的作用。
1、机柜选用电磁屏蔽柜，具有良好的屏蔽性能，很好地对系统进行屏蔽，降低外界电磁干扰对系统的影响。
2、总电源进线选用屏蔽电源线，并加磁环，屏蔽层在进入机柜处360度接地。
3、对系统外部信号线选用屏蔽线，屏蔽层机柜入口处良好接地。
4、设备外壳就近接机柜，避免交叉。
5、系统设置隔离变压器和ups，保证系统供应纯净电源。
6、严格将电源线和信号线分开，设备外壳的各个面之间和各个板子面板之间要良好接触，接触电阻要小于0.4欧，越小越好，保证设备外壳良好接大地，这样在有静电释放时，不会影响到系统的正常工作。
四、系统接地设计接地是最有效的抑制骚扰源的方法，可解决50%的EMC问题。系统基准地与大地相连，可抑制电磁骚扰。外壳金属件直接接大地，还可以提供静电电荷的泄漏通路，防止静电积累。
1、地线的概念安全接地 包括保护接地和防雷接地。
保护接地 为产品的故障电流进入大地提供一个低阻抗通道；防雷接地 提供泄放大电流的通路；参考接地 为产品稳定可靠工作提供参考电平，为电源和信号提供基准电位。
安全接地是为了当出现一些电气异常时，为大电流和高电压提供一个泄放的回路，主要是对电路的一种保护措施。参考地主要是信号地和电源地，是保证电路实现功能的基础。
2、接地方式悬浮接地 对一个独立的与外部没有接口的系统来说一般也没有什么问题，但是如果该系统与其他的系统之间存着接口如通讯口和采样线，那么悬浮接地很容易受到静电和雷击的影响，所以一般电子产品大多不采用悬浮接地。
单点接地 当f<1MHz时可以选择单点接地，可分为并联单点接地和多级电路串联单点接地两种。
并联单点接地：每个电路模块都接到一个单点地上，每个单元在同一点与参考点相连。
多级电路的串联单点接地：将具有类似特性的电路的地连接在一起，形成一个公共点，然后将每一个公共点连接到单点地。
多点接地 当f>10MHz时会采用多点接地。 设备中的电路都就近以接地母线为参考点。
单点接地各电路接在同一点，提供公共电位参考点，没有共阻抗耦合和低频地环路，但对高频信号存在较大的地阻抗。多点接地为就近接地，每条地线可以很短，提供较低接地阻抗。1MHz~10MHz可根据实际需要选用哪种接地方法。
混合接地 是综合单点接地与多点接地的优点，对系统中的低频部分采用单点接地，对系统中高频部分采用多点接地。
信号线屏蔽接地 有高频和低频之分，高频采用多点接地，低频电缆采用单点接地。低频电场屏蔽要求在接收端单点接地，低频磁场屏蔽要求在两端接地。多点接地，除在两端接地外，并以3/20或1/10工作波长的间隔接地。
系统做到良好接地，才能有效的抑制电磁干扰，一个大的系统机柜首先要保证每个面接触良好，接触紧凑，其次是机柜内部设备要就近接地，避免二次干扰，就近泄放电磁干扰。接口屏蔽线要进行环接，再就近接机架。机柜下方设置接地铜排，系统总地线选用铜带比较好，对电磁干扰进行很好的泄放，保证了系统的正常运行。
电磁兼容测试系统功能测试，满足现场功能需要后，进行电磁兼容测试，电磁兼容测试容易出问题是静电、群脉冲、浪涌、射频场传导等1、静电抗扰度检测参与了几个项目的静电抗扰度检测，对静电有一定认识。静电分为接触放电和空气放电，静电是积累的高压，当接触到设备的金属外壳时会瞬间放电，会影响到电子设备的正常工作，可能引起设备故障或重启，在安全性要求较好的场合这是不允许的。
静电会影响显示效果，可能出现显示闪烁或黑屏，影响正常显示和操作。静电还可能引起CPU工作异常，程序死机或重启。
如果在产品详细设计阶段采用电磁兼容的相关设计，做静电试验不必过分担心，通过设计，对静电积累的电荷进行良好的泄放，不会影响系统的正常工作。
2、电快速瞬变脉冲群抗扰度检测电快速瞬变脉冲群是一系列的高频高压瞬变脉冲施加在设备上，观察设备是否受到其影响。防护群脉冲主要的方法是“疏导”“堵”，“疏导”就是提供泄放回路，是干扰在进入系统之前，泄放至大地，良好的屏蔽层接地，可以泄放大部分动干扰，“堵”是使群脉冲滤除在设备之外，增加磁环，效果明显，封闭磁环的效果好于对扣磁环，也可以将磁环加入到板级中，固定在印制板中，这样使设备更可靠。
对电源线、信号线、通讯线两端增加磁环，可以对群脉冲干扰进行防护。
3、雷击浪涌检测雷击浪涌主要包含两个方面，一个是电源防雷，一个是信号防雷。
电源防雷主要是针对系统级而言的，系统级设计要按照三级防雷设计，总电源进入端设置电源防雷（如OBO公司的V20-C/3-PH 385），可以对系统的电源进行一级防护，电源经过电源防雷后，进入隔离变压器，隔离变压器可以对电磁干扰信号进行较好的防护，抑制其对系统的影响。后进入UPS，UPS可以滤除一部分干扰信号，这样电源再进入系统设备，电源是一种纯净的电源，可以使系统更好、更可靠的工作。
图2：系统电源部分设计示例。
信号防雷是对系统的信号通路进行防护，主要涉及的是板级设计，在板级设计中增加防雷器件，如气体放电管，增加TVS泄放回路，当有大电流时通过配套电阻和TVS、气体放电管泄放，对后级电路起到保护作用。而后信号进行光电隔离，再进入系统，系统可以采集到一个稳定的信号，使系统正常分析判断，正常发出指令，正常工作。另一方面就是设计较宽的信号范围，信号正常波动时，系统正常工作。
4、射频场感应传导的抗扰度检测射感试验可能会对显示信号、采集驱动等造成影响，可能使显示闪烁或黑屏，影响设备操作，可能使采集驱动工作异常，采集不到需要的信号，无法驱动现场设备。
射频试验是0.15k～80M频率范围内对信号线、电源进行干扰，3级强度是10V/m。
射感防护的原则是将电源、信号线的屏蔽做好，屏蔽层良好接地，选择合适频率进行滤波，将干扰滤除。
5、辐射发射检测、射频场辐射抗扰度检测该测试主要是测试系统的抗射频信号及整体屏蔽性能，只要系统做好良好的屏蔽，系统地线接地良好，系统就可以通过检测。
通过相关电磁兼容测试，产品就可以推向市场，进行试运行了，对试运行中出现的问题，进行汇总，以备产品的改进。
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