军工电子设备电磁兼容性的试验统一标准和达标关键技术.doc

军工电子设备电磁兼容性实验原则和达标技术核心词：GJBI51A97原则；电磁兼容性；电磁干扰；受测试设备；屏蔽；滤波0 引 言 近来，军工电子设备对于电磁工作环境兼容性能日益受到注重。EMC (Electro Magnetic Compatibility)不但与温度、湿度、振动等并列成为考核军工设备环境适应能力重要指标，并且对某些军工电子设备来讲，电磁兼容性更是提到了所有各种环境规定中最重要位置。这是由于当代军工装备电子化限度大幅度提高后，军工电子设备功率谱和频率谱不断向高品位和低端两个方向延伸，军工电子设备在海、陆、空各种平台上安装密集度也大幅增长，导致各电子设备互相之间电磁干扰(EMI，Electro-Magnetic Interference)问题越来越突出。因而，规定军工电子设备必要具备规定电磁兼容能力已成为从事设备设计、生产、使用关于各方共识。 为了考核军工电子设备EMC性能，几乎所有军工电子设备都规定必要通过国家军用原则规定电磁兼容性实验测试。因而，近年来关于军工电子设备电磁兼容性实验原则和达标技术受到了前所未关于注。 与其她环境条件考核规定不同，“电磁兼容性”检查不但要考核设备对电磁环境适应能力，还要考核该设备存在与否会导致不利于容纳其她设备正常工作电磁环境。因而，电磁兼容性实验是双向性实验，受测试设备(EUT，equipment under test)必要在承受外部电磁干扰和不对外产生电磁干扰两方面同步达标才算合格。又由于电磁信号可以通过电路传导和空间辐射两种途径产生效应，因此，为使军工电子设备可以在电磁兼容性实验中达标，必要在设备电子电气系统和机械构造系统两方面协调采用办法。这些因素决定了电磁兼容性实验相对其她例行环境实验来说更为复杂，达标也更不容易。 对从事军工电子设备电磁兼容性设计和实验人员来说，除了要掌握与设备关于专业知识和必不可少电磁学、电子学、电工学方面基本知识以及关于材料科学和构造设计方面知识外，还必要熟悉关于电磁兼容性实验军用原则，并尽量详细地理解各项实验物理含义及对实验测试规定等方面内容。 环绕GJB151A97原则重要条文，笔者结合十几年来对海、陆、空各种安装平台上军工电子设备从事电磁兼容性设计和实验工作实践，针对军标电磁兼容性实验各项重要考核规定，提供某些有助于使实验项目达标实用技术和经验。 1 GJB151A一97原则简介 GJB151A97原则全称为“军用设备和分系统电磁发射和敏感度规定”，是国内为军用电子、电气、机电等设备和分系统研制和订购制定关于设备电磁发射和敏感度特性国家军用原则，规定了军用设备必要满足EMC规定。该原则由国防科学技术工业委员会批准，发布于1997年5月23日，于1997年12月1日起实行。与该原则密切有关并同期发布和实行另一种原则是GJB152A97原则2“军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量”，规定了GJB151A97原则中各项实验指标测量办法。 GJB151A97原则前身是发布于1986年GJB151A86原则，新版原则参照国外军标(重要是美国军标MIL)对老原则作了修订，对某些指标作出了更严格规定。 依照GJB151A97原则规定，军用电子设备EMC实验涉及下列19项： CE101 25 Hz10 kHz电源线传导发射 CE102 10 kHz10 MHz电源线传导发射 CE106 10 kHz40 GHz天线端子传导发射 CE107电源线尖峰信号(时域)传导发射 CS101 25 Hz50 kHz电源线传导敏感度 CS103 15 kHz10 GHz天线端子互调传导敏感度 CS104 25 Hz20 GHz天线端子无用信号抑制传导敏感度 CS105 25 Hz20 GHz天线端子交调传导敏感度 CS106电源线尖峰信号传导敏感度 CS109 50 Hz100 kHz壳体电流传导敏感度 CS114 10 kHz400 MHz电缆束注入传导敏感度 CS1 15电缆束注入脉冲勉励传导敏感度 CS116 10 kHz100 MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度 REIO1 25 Hz100 kHz磁场辐射发射 RE102 10 kHz18 GHz电场辐射发射 RE103 10 kHz40 GHz天线谐波和乱真输出辐射发射 RSIO1 25 Hz100 kHz磁场辐射敏感度 RS103 10 kHz 40 GHz电场辐射敏感度 RS105瞬变电磁场辐射敏感度 对于各种不同军用安装平台，上述19项EMC实验并非所有是必做。所谓军用安装平台分为水面舰船、潜艇、陆军飞机(含航线保障设备)、海军飞机、空军飞机、空间系统(含运载火箭)、陆军地面、海军地面、空军地面9类。在GJB151A97原则中，每个实验项目对每种平台合用性都作出了规定。 对于规定进行EMC实验军用电子设备，普通在所有实验项目中，CE102、CS1O1、CS114、RE102、RS103这5项是最重要必做项目。对装载于舰船和飞机上设备，还往往规定做CE101、CS115、CS116、RE101、RS101中某些项，连同前述5项，总必做实验项目在7项到9项之间。别的项目由订购单位依照关于规范拟定与否需做实验。 2 军工电子设备EMC特点和设计对策 军工电子设备相对于普通非军工类电子设备或非电子类军工设备来说，其电磁兼容性有如下某些特点。 1安装密集度高。出于战术技术方面考虑，军工电子设备安装非常紧凑，大量功能各异军工电子设备密集于狭小空间内，使得设备间电磁干扰问题特别突出。 2强弱信号共存。几乎所有种类军工电子设备都要同步解决幅度相差悬殊强弱各种信号。强信号对外部设备导致干扰，弱信号又对外部干扰极为敏感。 3频谱分布广。军工电子设备充分运用了频率资源，占用了从直流到微波各个频带。有设备如雷达等工作于脉冲方式，覆盖了辽阔频率范畴，对周边设备导致强烈干扰。 4共用电源和地线。各种安装平台上大量军工电子设备往往共用电源和备份电源、共用地线，使得通过电源耦合和地线耦合导致互相干扰不能忽视。 5设备机电构造回旋余地小。军工电子设备构造结实，设备内部冗余空间小。如果在设计后期才对设备进行EMC强化，往往会与设备原有机械构造或电气布局发生冲突，这时就难以兼顾各方面战术技术性能指标。 由于以上这些特点，决定了军工电子设备EMC设计比普通电子设备更为复杂和困难，电磁兼容性实验达标难度更高。要设计符合GJB151A97电磁兼容性原则军工电子设备，一方面要遵循通用EMC设计原则，再在这个基本上强化EMC办法，特别要关注电源、机箱屏蔽、电路设计、接地质量这几方面。 21 电源和EMC关系 在GJB151A97原则中，CE101、CE102、CE107、CS101、CS106这5项是直接与电源关于，CS114、CS115和CS116这3项与电源电缆关于，别的辐射发射和敏感度项目间接与电源关于。因而可以说，军工电子设备EMC设计，第1步要做好就是设备电源EMC设计。 211 电源EMC设计重要对策(1) 电源输入端电磁屏蔽和电源线滤波。电源线一进入机箱就要直接连接到电源滤波器上，或者采用输入端兼做电源插座电源滤波器。电源滤波器安装很有讲究，滤波器输出线要远离输入线，金属外壳要大面积接地。如果把进出滤波器电源线捆扎在一起，这个滤波器就几乎等于没用。 (2) 使用隔离变压器。如果采用交流电源，在成本和安装条件允许状况下，最佳使用隔离变压器。最简朴隔离变压器是在初次级间有屏蔽隔离层电源变压器，这种变压器可以起到安全防护、变压、隔离地线环流、提高共模干扰抑制能力等各种作用，并且其滤波特性可以和电源滤波器互补。 (3) 合理设计二次电源。设备二次电源有开关电源和线性电源2种。虽然开关电源对外来干扰有一定抑制能力，但不少开关电源对外辐射发射和传导发射过大，致使在EMC实验时，能通过敏感度项目却通但是发射项目。因而，在低功耗电路中，如可不用开关电源就尽量不用，选用线性稳压器可避免产生对外干扰。 (4) 电源整体屏蔽。鉴于电源某些在电子设备EMC性能方面重要性，还可以在屏蔽机箱内部把电源某些整体再屏蔽在另一种与其他某些隔离空间内，形成对电源整体屏蔽。 22 机箱电磁屏蔽 机箱电磁屏蔽是防止空间电磁辐射最基本也是最有效办法，在GJB151A97原则中，RE101、RE102、RS101、RS103、RS105这5项与机箱屏蔽直接关于，别的与电缆关于项目也间接与机箱屏蔽关于，由于电缆是要通过机箱进出。 221 设计屏蔽机箱几点原则 (1) 保证屏蔽层导电持续性。理论分析和EMC实验都证明，电磁屏蔽体上细长缝隙将使屏蔽效果大打折扣。因而，机箱构造上所有外部缝隙都要实现持续且有良好导电接触。而对于直径不大于屏蔽机箱厚度小孔，普通不必紧张影响EMC效果。 (2) 妥善解决机箱各种开口。机箱开口重要用来安装开关、按钮、批示灯与显示屏等。开口较大时，如果难以在所安装器件前面采用屏蔽办法，也要在器件背面加装屏蔽层(后置屏蔽法)，并对穿过屏蔽层导线做滤波解决。 (3) 对的选取和安装机箱接插件，解决电缆屏蔽问题。进出机箱线缆如解决不当，会削弱甚至失去机箱屏蔽效能。因而，连接至机箱插座外部线缆可加外屏蔽层，并且线缆外屏蔽层要和机箱屏蔽层保持导电持续性。安装在机箱上插座要选用符合军用原则屏蔽型接插件。机箱上安装插座接触面不能有漆膜或涂塑层等任何绝缘材料。 (4) 机箱散热最佳采用自然风冷方式，容许有某些小散热孔。如果要安装散热电扇话，需要在电扇外侧安装截止波导式屏蔽通风板。 23 电路设计中EMC对策 电路EMC设计基本原则已有许多文献述及，此处仅提一下几种实用品体细节。 (1) 应用多层印制电路板和表面贴装元器件。具备电源层和地线层4层以上印制电路板EMC特性优于普通单、双面印制电路板，在电路设计时应尽量采用多层板。表面贴装元器件等效电磁辐射面积明显不大于插装式元器件，具备更好EMC性能。因此多层电路板加表面贴装元器件组合应当成为符合GJBI51A97原则规定印制电路板设计首选。 (2) 信号传感器选用和传感信号放大器设计。传感器普通安装在设备主机箱以外，因而，对主机箱采用电磁屏蔽办法覆盖不到传感器。又由于来自传感器信号十分薄弱，因此传感器经常成为电子设备中最易遭受外部电磁干扰薄弱环节，特别是在做RS101和RS103测试时。 传感放大器有单端输入式和差分输入式之别。从理论上讲，抱负平衡输入差分放大器抑制共模干扰信号能力很强，因而普通应采用这种输入方式。但当干扰信号大到一定限度时(如RS103实验时干扰场强最大可达200 Vm)，也许导致有源差分放大器工作范畴脱离线性区，使共模抑制失效。实际实验成果也表白，在严密屏蔽和良好接地条件下，单端输入式传感放大器抗干扰能力有时更胜一筹。因而，究竟选用哪种输入放大电路，还需结合实际状况决定。 3)强化有源器件高频旁路。按照GJB151A97原则做RS103项目实验时，有时会浮现这种状况：干扰信号为等幅波时，输出信号不受干扰；干扰信号为调幅波时，输出信号中就有了干扰。经分析，也许是调幅波干扰信号窜入电路后，由于有源器件非线性响应产生了高频检波，从而导致干扰。为防止这种状况，强化对有源器件高频旁路可起某些作用。 24 注重接地质量 在电源、屏蔽和电路设计这3方面，都必要高度关注地线和接地质量问题。接地质量一方面体当前要对的接地，即选取对的接地点和接地方式；再则是要可靠接地，接地面积要大、接地线要粗而短、接地螺栓要安装紧固，以减小接地电阻。 综上所述，对军工电子设备进行EMC设计时，设计重点依次是电源、屏蔽、电路，而对接地设计考虑则自始至终贯穿于这3个方面。 3 针对各项军标EMC实验达标技术 电磁干扰物理本质是电磁场互相作用。从理论上来讲，关于电磁场任何问题，都可以通过求解Maxwell方程组来得到精准解答。但大多数军工电子设备由数量众多构造件和电子元件构成，电磁场空间分布非常复杂，闺此，在求解Maxwell方程组时无法得到足够精准、与现实环境相一致边界条件。而众所周知，数学物理方程解是强烈地依赖于边界条件。只要在理论计算中假定边界条件与实际分布有细微差别，计算得出成果就也许变得毫无意义。在这样状况下，实用经验依然在军工电子设备EMC设计中起着相称重要作用。 在GJB151A97原则所列出所有19项EMC实验中，有5项和天线关于。如果被测试不是无线通信类设备，这5项普通不需要做。CS109和RS105这2项实验普通做得较少。余下12项实验，按其性质可提成4类：传导发射类实验、传导敏感度类实验、辐射发射类实验、辐射敏感度类实验。如下针对这4类电磁兼容性实验项目，以测试达标为目，简介某些经实践证明有效设计准则和经验。 31 传导发射类实验 传导发射类实验涉及CE101、CE102、CE107。前2项属于电源线常规传导发射实验，都是测试EUT传导发射到电源线上信号，区别是所测试传导发射频段不同；后1项测试EUT从电源线传导发射出尖峰信号。这3项传导发射实验所针对都是EUT电源对环境干扰，规定必要在规定值之下，以防止任何1台设备经由共用电源去干扰其她设备。 EUT电源线传导发射信号有2个来源：来自EUT功能电路和来自EUT电源电路。在电源电路里阻断EMI信号传导发射，重要手段是隔离和滤波。如果EUT是交流供电，最简朴隔离办法是采用品有屏蔽隔离层电源变压器，对于低频段EMI有较强隔离功能。 在直流供电状况下，为达到隔离目，要使用输出和输入不共地DCDC变换器。但DCDC变换器采用脉宽调制技术，自身就是一种干扰源，因而，选型十分重要，应尽量选用低EMIDCDC变换器。 电源进线处滤波器必不可少。由于该滤波器为对称无源电路构造，可以起到双向隔离滤波作用，不但能阻挡外来干扰进入EUT，同步也防止内部干扰传向外部。但电源滤波器重要用于滤除高频段干扰，对低频段干扰基本无效。 电源电路输出滤波也很重要。对于功率型电子设备，当负载功率变化时，导致电源供电变化，进而导致外部线上电源波动。如果这个波动频率超过25 Hz且幅度过大，CE101就不能达标。在电源电路输出端并联大容量滤波电容器，运用电容储能作用，可以使电源波动平滑化。只要把电源波动频率降到25 Hz如下，就可避开CE101实验频率下限使实验达标。对于信号型电子设备，前端电路通过电源传出去干扰信号能量重要集中在高频段，要使用高频性能优良小容量滤波电容器。又由于稳压电源输出端交流等效阻抗很低，单纯并联电容滤波效果不明显，因此还要结合采用串联电感办法来提高高频阻抗，增强滤波电容旁路效果，以滤除高频干扰。 采用这些办法，参照EUT功率、工作频率来选定所用抗干扰器件参数，就能使CE101和CE102实验项目达标。 CE107项目测试电源线尖峰信号对外传导发射干扰。电子设备工作时也许产生各种类型尖峰干扰信号，但从传导功率强度和对共用电源影响方面来考虑，EUT电源开关是尖峰干扰一种重要来源。如在某工程一次多设备EMC联合测试时，发现每当某设备启闭电源时，都会导致邻近另一台设备死机。检查成果发现前一台设备未通过CE107实验，影响了相邻设备。可使CE107达标办法较多，可在电源开关上并联尖峰干扰吸取电路，或把设备电源从冷启动改为热启动，或用无触点开关代替机械开关，或者减少开关接通关闭时电流上升下降速率等。 32 传导敏感度类实验 传导敏感度类实验涉及CS101、CS106、CS114、CS115、CSI16。前2项针对EUT电源线做实验，后3项测试是连接到EUT所有电缆(涉及电源线)。本类实验测试EUT对通过电缆传人外来干扰敏感度，规定在规定外来干扰传人时，EUT对干扰不敏感，能保持正常工作。 CS101和CS106这2项实验规定EUT在来自电源线传导干扰信号作用下可以正常工作，31节中关于电源隔离、滤波等办法在这里同样合用。但是普通来说，传导敏感度测试比传导发射测试更难达标。这是由于在传导发射测试时，被测信号是来自设备，而设备根据其功能和用途不同，并不一定会有干扰向外传导发射，或者虽然有话，传导发射出干扰信号幅度和频率也不一定落在被测范畴内。例如当被测设备内部只有低频小信号电路时，传导发射类实验就较易过关。而在做传导敏感度实验时，干扰信号来自外部，EUT必要在整个频段内防御外来干扰。对付这种干扰，单纯依托电源滤波器是不够。对低频段来说，规定滤波电容容量很大，普通电源滤波器不能使用这样大电容容量。由于电源滤波器滤波电容跨接在电源线和接地平面之间，过大滤波电容会使旁路干扰电流通过公共地线耦合到同一接地平面其她设备中去，反而会导致新电磁干扰。这一点对于装载在舰船上设备来讲尤为突出。因此在GJB151A97原则中，对电源输入端接地滤波电容容量上限是有限制，普通应当不大于01F。 既要阻挡住来自电源线EMI，又不能采用大容量滤波电容，这时可选用可以吸取和衰耗EMI器件。磁环和磁柱等就是此类器件。在电源输入端采用适当磁性元件可以有效地吸取EMI能量。这些磁性元件有许多品种规格，在满足合用频率规定前提下，普通可选取导磁率高品种，但要避免在使用中浮现磁饱和而使抗干扰性能失效。把输入一对电源线并排在磁环上绕几圈，或并在一起穿过磁柱，可使电源电流一去一回产生磁场互相抵消，避免磁饱和，共模干扰得到了抑制。在EMC测试时有过这样经验，当CS101就差一点达不到原则时候，在电源线上串1个磁环，往往可收到立竿见影效果。 对于传导敏感度实验项目CS114、CS115、CS116来说，干扰频率范畴从10 kHz到数百MHz，可采用高频滤波和低频电磁衰耗相结合抗干扰办法。当前市面上已有商品化EMI三端滤波器，其内部综合采用了磁珠、电感和高频电容，构成T型或双T型滤波网络，对高频段干扰有较好抑制作用。这些三端滤波器体积很小，可以在每1根进出设备导线上串接1个滤波器。在电缆接入到设备机箱地方，可选用内部衬有磁性材料接插件。此类接插件内除了插针、插孔金属接触偶以外部位都衬了高频磁性体，相称于在每根导线上都串了磁环，可以在电缆接入设备处吸取掉高频干扰。 从电路设计上来讲，如电路输入信号采用平衡差分方式，连接到EUT信号电缆应采用双绞线型电缆，并选取恰当绞距，使共模干扰信号重要能量在输入电路中互相抵消。 33 辐射发射类实验 辐射发射类实验涉及磁场辐射发射项目RE101和电场辐射发射项目RE102，最重要测试项目是电场辐射发射RE102，测试频率范畴是10 kHz18 GHz，在这个频段内任何一种频点上EUT辐射发射信号都必要低于规定值才鉴定为测试达标。对于一台详细受测设备，实际辐射发射频率不也许覆盖上述整个频率范畴，辐射发射能量往往集中在某些频点或频段中。大多数状况下，EUT低频端辐射发射经常来自开关电源，高频端辐射发射重要来自电路中振荡器基波和高次谐波。 开关电源辐射发射和电源品质密切有关，优质开关电源不但效率高，并且杂散辐射少。因此在选用开关电源时，一定要挑选符合军标规定电源，如Ericsson和Vicor等公司军标电源就具备低辐射特性。 开关电源中DCDC变换器脉冲频率是个很重要参数，这个频率普通在几十kHz到几百kHz间，也有使用MHz级变换频率。如果在RE102测试时有某些频段最难达标，有时改换频率不同开关电源，可以在实验时避开这些频段。 经验表白，开关电源除了直接对外辐射发射外，电源电路脉宽调制(PWM)信号还也许对设备内邻近电路特别是高频电路产生寄生调制作用，使得在远离开关电源工作频率频点处浮现辐射干扰。这种干扰很难在事先预料到，虽然浮现了也很难想到是由开关电源导致。在机箱内部对开关电源单独进行屏蔽可以大幅度抑制掉这种干扰。 另一种重要辐射发射源是EUT电路里晶体振荡器。普通来说，要判断辐射发射与否来自晶体振荡器很简朴，由于晶振频率都是已知，并且非常精准，如在RE102项目测试中测到辐射频率正好与晶振频率相似或是其整数倍，那就阐明是来自振荡器基波或谐波干扰。但也有例外，如果EUT里使用了各种频率不同晶振，各晶振频率也许发生交叉调制，使辐射频谱复杂化，导致在大量频点处浮现辐射干扰。减少晶体振荡器辐射发射，一方面是要选用质量好晶振并使其工作在低电压、低功耗状态，另一方面是对的设计振荡电路以减少晶振谐波，必要时对晶振电路进行板级屏蔽。尽量避免在电路里使用各种振荡源，而采用从一种振荡器导出别的所需频率技术。这些办法都可以使晶振对外辐射大幅减少。当前有一种扩展频谱能量晶体振荡器，可以把晶振辐射能量分散到主振频率周边谱带中，以减少在某个特定频点上峰值辐射能量。有时可以考虑选用这种晶体振荡器。 对于大多数军工电子设备来说，不具备产生强磁场辐射条件，RE101项目达标难度普通不大。 34 辐射敏感度类实验 辐射敏感度类实验涉及磁场辐射敏感度项目RS101和电场辐射敏感度项目RS103。对于需要接受或检测薄弱电信号通信设备和自动控制设备，电场辐射敏感度是极为核心测试项目，也可以说是所有EMC实验中最伤心关一项测试。 要使RS103测试达标，依然是在电源和屏蔽方面做工作。前述关于电源抗传导干扰办法也能合用于抗辐射干扰。为了避免外来辐射干扰通过电源电缆进入机箱，电源电缆要有屏蔽层，并且这一屏蔽层要在机箱外部接地，不能随电源电缆进入机箱内再接地。 对于机箱屏蔽，前面已提到要尽量保持整个机箱导电持续性，仔细解决好机箱上每一处接缝和开口。机箱接缝最佳是焊接，如果出于维修拆卸考虑不能焊接，那必要把接缝压紧。笔者曾经做过这样实验：把l台调频收音机调到收音状态放在铁制机箱内，让声音通过机箱表面小孔传出。当把机箱盖好后，收音机依然能接受到电波。然后开始压紧机箱盖板，每压紧一点，收音机广播声就轻一点，当压紧到一定限度后，就完全收不到广播，只传出收音机自身静态噪声。可见压紧接缝重要性。为填充接缝问细微问隙，在接缝处可使用银铝填料导电橡胶衬垫。 机箱开口有显示孔和电缆进出孔等。3 mm如下LED显示孔对屏蔽效果影响不大，LCD显示屏面积较大，不加屏蔽话，外来电场辐射就会进入机箱。屏蔽办法有在显示屏上贴透明导电膜或加装夹有金属丝网玻璃等。前者使用以便但屏蔽效果有限，后者屏蔽效果较好但对透光性有影响。无论采用哪种办法，都要注意屏蔽层与机箱良好导电持续性，最佳在显示屏背面再加屏蔽罩，并使用高频穿心电容器对通过后屏蔽罩信号线进行滤波。电缆孔也是外来电场干扰窜人机箱薄弱点。未采用办法电缆穿过屏蔽体时，屏蔽效能将减少30 dB以上4。当前某些原则军品接插件可配装专用屏蔽电缆附件，使用此类附件可以保证电缆外屏蔽层和接插件外壳有良好导电持续性。 相比电场辐射来说，规定做磁场辐射敏感度RS101实验较少。但要注意，如果设备中有对磁场辐射敏感器件如电感线圈或电磁传感器等，就也许在RS101测试中不能达标。笔者曾把1台通信设备安装在某平台舱壁上，成果浮现400 Hz干扰声，取下来就没有干扰。起初怀疑在安装位置处有电场干扰，但该设备已通过了RS103测试，并且无论如何改进屏蔽和接地都无济于事。日后得知在安装位置舱壁内敷有400 Hz电力电缆，大电流产生了强磁场，属于磁场干扰而非电场干扰。由于电屏蔽和磁屏蔽防护规定不同，普通密封金属机箱无法抵抗磁场辐射。最后把该设备动圈式语音传感器改换成对磁场不敏感驻极体式传感器，干扰及时消失了。 4 军工电子设备EMC设计实例 近年来，笔者参照上述技术，结合选用适当EMC器材，为陆用、海用、空用各种军工电子设备进行了符合GJB151A一97原则EMC设计，获得了良好效果。如下试简介一例。某通信设备，由1台主机和若干台从机、分机构成，规定按照GJB151A97原则做CE102、CE107、CS101、CS106、CS114、CS115、CS116、RE102、RS103共9项EMC实验。 41 重要设计考虑及办法 (1) 机箱：考虑到该项设备对于重量相称敏感，决定采用ZL110型航空铸铝制造主机机箱。为减少缝隙，除前面板和上盖板外，机箱一体化锻导致型后进行精加工。前面板和上盖板采用LY12型铝板铣制，与机箱结合处铣出凹槽，槽内嵌入EMC专用弹性合金不锈钢螺旋管。当面板和上盖板安装到机箱上时，螺旋管被适度压紧，保持接触面导电持续性。为保证机箱表面高导电率，机箱及盖板在金加工完毕后经化学清洗，再进行导电氧化解决。从机和分机机箱也采用类似工艺制造。 (2) 电源：电源采用屏蔽型电源接插件接人机箱，保险丝座加屏蔽罩。电源线进入机箱后及时接人双节型电源滤波器，滤波输出接至三层屏蔽(初级、初次级问、次级三层屏蔽)隔离变压器。电源滤波器和隔离变压器一起用一体化密封铝盒整体屏蔽在机箱内部左后角。变压器输出用双绞线经高频磁芯共模扼流圈接人整流桥，整流桥每只二极管上并联高频旁路电容器，二次电源每路输出串接直流滤波器。 (3) 机箱接插件：机箱插座采用军标XC系列插座，通过座基方盘用4只螺丝把插座固定在机箱上。线缆插头配装屏蔽套筒。插座和插头均镀镉解决，插针镀金。插座方盘和机箱接触面安装CONCILA型铝镀银微粒填充氟硅导电橡胶衬垫并压紧。 (4) 系统间线缆：系统问线缆所有采用双绞双屏蔽辐射交联氟塑料护套航空电缆，外屏蔽层接安装平台构造地，内屏蔽层依照线缆所载信号性质选取接地方式。所有线缆在进入机箱后通过馈通式滤波器或片式三端滤波器滤除高频干扰信号；差分信号线通过共模扼流圈滤除共模干扰信号；话筒输入薄弱音频信号通过闭合磁路音频变压器进行隔离放大。 (5) 电路板：采用4层印制电路板，贴片式元器件。 (6) 电子电路：选用低压、小电流器件，精心进行电路设计，整机工作于低功耗状态，可省去散热系统以利机箱屏蔽。由于功耗小，可以使用线性二次电源，杜绝了开关电源电磁辐射。 采用以上各种办法后，使得该台设备在保证各项技术指标同步，顺利通过了按照GJB151A97原则进行9个项目EMC实验，安装到使用平台后又通过了全系统EMC实测实验，已在复杂电磁环境中工作近年始终正常。 5 结 语 参照国家军用原则GJB151A97有关条文，结合实际工作，总结了军工电子设备EMC设计和测试达标某些经验。电磁兼容是理论性与实践性都很强技术，在设计军工电子设备时，如可以根据理论和经验较充分地预估到EMI各种也许形式并采用相应EMC对策，将使得整个设计过程更为合理有效，并且在完毕设备制造进行电磁兼容性实验时，不会浮现大重复，保证工作质量和进度。 参照文献： 1 韦锦松，汤恒正，陈世钢，等军用设备和分系统电磁发射和敏感度规定M北京：国防科工委军标出版发行部，1997 2 曲长云，王素英，郭仕恩，等军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量M北京：国防科工委军标出版发行部，1997 3 JD杰克逊典型电动力学M北京：人民教诲出版社，1978 4 陈伟华电磁兼容实用手册M北京：机械工业出版社，1998