小卫星平台某电子设备电磁兼容性设计

在DC/DC模块的输入滤波电路主要由一级∏滤波和两级LC滤波电路组成，采用差模和共模组合式滤波措施，能有效阻止来自电源母线的噪声干扰，同时阻止DC/DC电源本身产生的开关噪声反馈到一次母线内阻上，形成公害。

在设计印制电路板时，通过在电路上加去耦电容来满足数字电路工作时要求的电源平稳和洁净度。去耦电容的充放电作用使集成芯片得到的供电电压比较平稳，减小了电压振荡现象，集成芯片可以就近在各自的去耦电容上吸收或释放电流，而不必通过电源线从较远的电源中取得电流。因此不会影响集成芯片的速度，同时去耦电容为集成芯片的瞬态变化电流提供了各自就近的高强通道，从而大大减小了向外的辐射噪声，且相互之间没有公共阻抗，因此抑制了共阻抗耦合。

设计时在每个集成芯片的电源和地脚之间加一个0.01～0.1 μF去耦电容，有效去除信号线中的高频噪声。在每块线路板电源输入端接一组5 μF电容和一组0.01μF电容，滤除电源线上的高频干扰和低频噪声。

屏蔽是利用屏蔽体对干扰电磁波的吸收、发射来达到阻止或减弱电磁能量传输的一种措施，能有效阻止电磁波从一个空间向另一空间传扬，主要用于抑制辐射干扰。屏蔽用低阻抗材料做壳体，把需要隔离的部件包围起来，被隔离的即可以是干扰源，也可以是防干扰的敏感设备，将屏蔽体和地相连，可以大大减少干扰耦合。

二次电源模块作为设备内部主要干扰源，设计时将其安装在密封屏蔽的金属腔体内，壳体与机箱紧密搭接与地导通，从而隔离了二次电源内部干扰信号对外部的辐射干扰，同时也能很好地提高二次电源的抗干扰能力。为增加机箱的屏蔽效果，箱体各面板间设计成卡槽结构，增加各面板接缝处的重叠尺寸，接缝处两连接面的重叠量与屏蔽效能有关系，增加重叠量相当于增加了缝隙的深度。另外，对机箱壳体的接缝处尽可能增加固定螺钉数量，减少螺钉间距，使得缝隙长度响应减小，使屏蔽效能提高。机箱的表面采用导电阳极化处理，机箱内的各印制板组件也都经过导电阳极化处理，使所有连接面保持导电，最终通过箱体上的接地址与系统壳地相连。

3.3 PCB布局布线设计

印制电路板中的电磁干扰问题包括公共阻抗耦合和串扰，高频载流导线产生的辐射，印制线条对高频辐射的感应等。其中以高频辐射问题最为严重，这是因为电源线、接地线及信号线的阻抗会随着频率的增高而增大，故较易通过公共阻抗耦合产生干扰，同时频率增高使得线路间寄生电容的容抗减小，因而串扰更易发生。

在没备内部，布局或布线不当是造成千扰的首要原因，大多数的干扰是发生在模拟数字混排的布局网或布线不当的印制线之间，所以正确的布局和布线是设备可靠运行的基本保证之一。

本星载电子没备内包含低电平模拟电路和数字逻辑电路，PCB设计时将二者分开布局，使得数字电路高频电流在印制板上的走线路径变短，有助于降低线路板内部的串扰、公共阻抗藕合和辐射发射。元器件的布局首先要考虑的一个因素就是电性能，把连线关系密切的元器件尽量放在一起，高速线走线尽可能短。功率信号和小信号器件分开，这样可减少组件之间的电磁干扰。

在数字电路设计中，不能忽略的是存在于器件、导线、印制线和插头上的寄生电感、电容和导纳，为此在布线时采取以下几条措施：

1)所有平行信号线之间要尽量留有较大的间隔，以减少串扰。如果有两条相距较近的信号线，最好在两线之间走一条接地线，可以起到屏蔽作用。设计信号传输线时要避免急拐弯，以防传输线特性阻抗的突变而产生反射和振铃，要尽量设计成具有一定尺寸的均匀的圆弧线。

2)印制板上若装有大电流器件，如继电器，它们的地线单独走线，以减少地线上的噪声。时钟信号和高速信号尽量避免换走线层，少用过孔，以减小过孔的寄生电容和寄生电感带来危害。

3)电源平面靠近接地平面，并且安排在接地平面之下。这样可以利用两金属平板间的电容作电源的平滑电容，同时接地平面还对电源平面上分布的辐射电流起到屏蔽作用。

4)特别注意电流流过电路中的导线环路尺寸，因为这些回路就相当于正在工作中的小天线，随时随地向空间进行辐射。

4 试验验证

电磁兼容性测试包括电磁干扰发射(EMI)和电磁敏感度(EMS)测量。本星载电子设备根据国军标GJB151A一97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》试验要求，进行了以下EMC试验项目：RE102：10 kHz～18 GHz电场辐射发射;RS103：10 kHz～40 GHz电场辐射敏感度;CE102：10 kHz～10 MHz电源线传导发射;CS101：25 Hz～50 kHz电源线的传导敏感度;CS114：10 kHz～200 MHz电缆束注入传