军用车载计算机加固技术毕业设计说明书.doc

摘 要本文阐述了车载式军用计算机防护设计的一般原则与措施。振动是危害车载计算机的主要因素之一。本文通过分析计算机机箱、元器件的固有频率和模态,提出了车载计算机机箱、印制板等的抗振措施。通过合理设计机柜和安装减振器，最终提高了计算机的抗振强度，保证了车载计算机在猛烈冲击等严酷环境中正常工作。电磁干扰是危害车载计算机的另一主要因素。说明书中分析了电磁干扰的来源,提出了对电磁干扰的防护措施,有效地屏蔽了干扰计算机的各种电磁信号。关键词：振动，电磁干扰，屏蔽ABSTRACTThis paper explains general principles and measures on protection design of the military vehicle-loaded computer. Vibration is one of the main factors endangering the vehicle-loaded computer. The paper analyzes inherent frequency and mode of the computer box and element. It presents the anti-vibration measures of the box and printed circuit board of vehicle-loaded computer. The anti-vibration intensity of the computer is improved and vehicle-loaded computer is guaranteed to work normally in the environment of fierce dash through designing the cabinet and fixing vibration absorber rationally. Electromagnetic interfere is another main factor of endangering the vehicle-loaded computer. The source of electromagnetic interference is analyzed in this paper, the measure of electromagnetic shield is presented, and various electromagnetic signals of interfering with the computer are shielded effectively.Key words: Vibration，Electromagnetic Interference，Shield目 录摘 要IABSTRACTII目 录III第1章 绪 论11.1 本课题的研究现状11.2 本课题的发展趋势21.3 本课题的意义与价值2第2章 计算机减振缓冲设计32.1 概述32.2 电子设备的振动模态32.2.1 小型器件32.2.2 法兰型器件42.2.3 电路板的振动模态52.3 减振设计72.3.1 电路板的结构设计82.3.2 机箱的减振设计9第3章 计算机电磁兼容设计123.1 计算机电磁兼容性问题综述123.2 电磁干扰的来源和传播133.2.1 电磁干扰的来源133.2.2 电磁干扰的传播143.3 电磁兼容设计方案143.3.1 屏蔽效果的衡量143.3.2 屏蔽体(机箱) 材料的选择153.3.3 屏蔽体材料厚度的确定153.3.4 抑制和排除电磁干扰的方法16第4章 计算机的机柜设计194.1 概述194.2 结构与造型设计194.2.1 机柜立柱194.2.2 机柜造型20第5章 总 结22参考文献23致 谢24第1章 绪 论随着现代军事技术的飞速发展，车载计算机的应用越来越广泛。在车载状态下，计算机频繁地受到振动、冲击、碰撞等机械环境的损害,这样就对计算机的防护设计提出了越来越高的要求。计算机在振动和冲击环境下造成的危害表现在以下两个方面:(1)计算机在某个激振频率下发生振幅较大的共振;(2)长期的振动和冲击,易使计算机产生疲劳破坏。因而,对车载计算机的抗振动冲击问题应加以足够重视。车载计算机的抗振设计主要采取下面二个措施:(1)加固设计提高计算机结构上的薄弱环节,对薄弱环节进行加固,提高设备的固有频率,使其容许的冲击应力和疲劳极限高于其实际响应值,保证计算机的正常工作。(2)采用减振缓冲系统对计算机整机进行减振缓冲设计,使外部激励通过减振缓冲系统的减弱后,传递给设备的实际作用力,小于设备的许用值。1.1 本课题的研究现状车载环境是一种宽带振动，它是由于车体的支承结构与路面平度的综合作用产生的。车体在上下、前后、左右方向上同时存在不同的振动，产生结构谐振，而上下方向的振动量又最为严重。所以，车载环境下着重分析设备上下方向的振动。结构谐振直接影响到车载式军用加固计算机性能以及系统的稳定性，甚至造成系统毁坏。因此在对车载式军用加固计算机的防护设计时，采取减振缓冲措施，主要依靠机柜减振器的减振缓冲作用。软触橡胶垫是保护计算机最核心的技术，能够有效地确保计算机在受到外力的撞击或冲击时，得到很好的缓冲，而不会硬碰硬地产生撞击。计算机与机柜的联接除下面板减振器支撑外，在后面板上设置减振器支撑，从而承受上下、左右方向的振动与冲击载荷。在军用工程装备的计算机电磁兼容加固技术研究中，干扰源可能来自敌方（包括有意电磁干扰源和电磁脉冲等），也有可能是系统内其它用电设备；通过控制干扰源和进一步降低敏感设备敏感度的方法来实现电磁兼容比较困难。军用计算机电磁兼容加固技术主要是通过屏蔽、滤波和接地等防护性设计剪断传播干扰能量的途径来达到电磁兼容目的。计算机能否很好地通风散热决定着加固防护的成败。在对军用计算机进行电磁兼容性加固防护时，电磁屏蔽的密闭性要求与其通风散热性是一对矛盾，因此有必要对其通风散热进行研究。计算机的通风散热技术研究包括以下几个方面：元器件和接插件的选择和安装位置；建立机箱内部的空气流动和热分布模型并进行热量计算；选择合适的冷却方式。1.2 本课题的发展趋势整机采取加固防护处理措施，抗振、防尘、防淋雨、有效地屏蔽各种电磁信号。 选用特殊防磁涂层，设计密封性更好、防止电磁波外泄的机箱，主机内部采用“多层波导”的结构设计，使电磁波被吸收和弱化。广泛使用新型材料，研制新型宽大、层叠或放射性结构的散热器和大尺寸、低转速、高风量、低噪音风扇。1.3 本课题的意义与价值采取相应的防护措施，有效地屏蔽各种电磁信号的干扰，在猛烈冲击和大过载等严酷环境中保证设备正常工作。本课题有很好的推广价值，可以应用到车载雷达、车载电视、车载GPS、车载音响、车载VCD等车载电子设备中。第2章 计算机减振缓冲设计2.1 概述计算机在振动环境下,由于振动的疲劳效应及共振现象,可能出现电性能下降、零部件失效、疲劳损伤甚至破坏的现象。据统计,在引起车载电子设备失效的环境因素中, 振动因素约占27 %。所以,对结构进行优化设计,提高设备的抗振动能力,是保证计算机性能和可靠性的重要手段。计算机受到振源传输来的强迫振动,不同的振源、不同的振动环境,对产品的影响是不相同的。车载计算机及运输中的振动环境是中低频的随机振动,垂直方向的振动占优势,水平方向的振动量值远小于铅垂轴。一般来说,为了避免共振现象,计算机的固有频率应避开振动激励的频率,两者比值应大于2.5,称其为倍频法则。但在宽带振动环境中,这是做不到的,只能做到降低共振峰值、传递率和相关耦合率。因此,需要对系统及内部构件的固有频率和模态进行分析,来优化结构设计。2.2 电子设备的振动模态2.2.1 小型器件图2-1 小型元器件的安装方式和主振型图对一般的两脚型悬空安装元件,如图2-1(a) 所示,可简化为简支梁和均布质量。如图2-1(b) 所示,该系统是一个单自由度自由振动系统,管脚质量不计,采用静变形法计算固有圆频率: (1)其中:E 杨氏模量;惯矩。2.2.2 法兰型器件图2-2 法兰连接的器件的外形和主振型对大型器件,如变压器、波导等,都采用法兰盘连接(见图2-2)。当l/ b 2 时,按均质悬臂梁简化。当1 l/ b 1/4)及焊盘间距较大(la25)的元件,都需要采用粘接、螺钉紧固、捆扎等方法来固定元件,以提高固有频率和抗振强度。在布局设计时,将质量大的元件靠近电路板安装点,并尽量使元件刚度高的方向与外部激励的主振方向重合,这样会大大改善板上元件抗振强度。提高计算机内部的抗振强度仅仅是振动设计的一方面,采用一些减振措施可以减小施加给计算机的振动激励,如:使用减振器或阻尼器进行减振安装,或在计算机上附加动力减振装置,设备内二次减振等。综合考虑减振安装和设备的抗振强度,可以实现结构的进一步优化。2.3.2 机箱的减振设计车载式计算机机箱，受振动冲击而引起的故障已成为普遍关心的问题。减振缓冲是隔离或减弱外界强烈振动冲击对计算机工作性能造成有害影响的有效措施。目前减振缓冲设计大都采用橡胶减振器等减振缓冲设计，当机箱的质量重心与几何中心有较大偏差时，极易产生有害的共振、耦联振动和非线性自激振荡现象，严重威胁着装备的正常工作。本文提出的基于模块化设计思想的减振缓冲系统，通过对阻尼元件的模块化设计，利用刚度、阻尼特性拟合技术和模块组合技术，有效地解决了上述问题，具有广泛的适用性。 图2-5 机箱安装方式1 模块化设计解决机箱质量重心偏离问题，军用电子装备常用的减振器的安装方式一般由四个底部减振器组成，如图2-5所示。当设备质量重心与几何中心重合时，四个减振器的实际承载量相同，只需将设备重量（Wo）除以4即可获知所需减振器的规格。但是由于多种原因的影响，机箱重心在设计中不可避免地存在着偏心现象(见图2-6)，各支撑点的实际承载量相差较大，由于固有频率决定于减振器的支承量(W)和弹簧刚度(k)，当我们选用刚度k相同的四个减振器时，其固有频率值的差异将十分巨大。机箱受到外部激励时，就会由此产生共振、耦联振动和自激振荡现象，不仅影响设备的正常工作，严重时甚至造图2-6 机箱中心偏差示意图成设备的损坏。这就要求减振系统能够在保持减振器外形尺寸、安装尺寸和加载工作高度(Ho)一致的前提下，改变各减振器的刚度，将刚度中心调节至与机柜质量重心逼近，以达到解耦的作用。传统的减振缓冲系统在其公称载荷、材料性能和结构尺寸确定后，其固有频率、阻尼特性和刚度等特性就成为定值而不能进行调整，无法达到这一要求。实践表明，当减振系统中各减振器的固有频率相对误差Bf 10时，系统处于解耦状态，否则，系统会产生耦合振动。也就是说减振系统中每个减振器的实际支承量Wj(j=1，2，3，4)和弹簧刚度Kj(j=1，2，3，4)组成的各自由系统的固有频率必须满足：式中：为减振系统固有频率： 为各减振器固有频率： (j=1，2，3，4)2 减振器的合理配置车载计算机减振方式采用底部和背部安装减振器,即框架底部安装四个相同特性的减振器，框架后部安装四个相同的背部减振器的安装方式。减振器的安装方式和组合形式确定了减振器的动态特性和稳定性,总的配置原则是使机柜六个自由度方向上的耦联运动消除,调整计算机机箱减振系统的刚度重心与质量重心重合,即保证底部安装减振器后,机箱底部平面平行于安装板,四个支点的实际承载量在减振器公称载荷的允许偏差范围内时,可以选用公称载荷相同的减振器 ,以使减振系统的固有频率相接近。从以上分析可以看出，采用了模块化设计方案后，在保证减振系统与机柜接口和减振系统与运载工具接口完全不变，以及减振器本身各种外部尺寸完全不变的情况下，仅仅改变内部局部器件参数，就可以改变整个减振系统的振动冲击特性，从而消除由于质心偏移而产生的不良影响，并能适应各种运载工具的缓冲减振要求，是一种值得推广的设计方案。第3章 计算机电磁兼容设计3.1 计算机电磁兼容性问题综述计算机作为一种数据处理和存储系统，外界电磁场干扰可能对其正常运行和信息安全造成危害；而作为一种电子设备，它的寄生辐射和电磁泄漏也可能污染外界电磁环境或造成自身信息失密。机算机系统的电磁兼容性已成为一个迫切需要研究的问题。 计算机电磁兼容性问题具有一般电子设备的共性，又有其突出的特点。它既是一个敏感设备，又是一个干扰源。它是低电平电子系统，从电磁兼容的角度而言，主要是一个敏感设备。它的主要电路是数字电路，数字电路的逻辑元件都有一事实上的阀电平和与之相对应的干扰容限，因而它不会响应低于容限的干扰。所处理的是脉冲信号，因而易受外界脉冲干扰的影响，也向外界产生干扰脉冲。脉冲信号具有很宽的频谱，计算机的主频也有很宽的范围，包括长波、中波、短波、米波及分米波等很宽的波段与电力电子设备、广播、电视、通信。雷达等的基本工作波段相同，使计算机工作在一个相当复杂的电磁环境之中，同时也在很宽的波段内向外界辐射和泄漏电磁干扰，在低频段和主振频率及其倍频附近尤为严重。计算机的外界干扰主要来源是射频干扰、工频电源干扰、静电干扰及雷电脉冲干扰等四类，若计算机处于大功率无线电发射设备、高频大电流设备或射频理疗设备等附近，当这些设备工作时，计算机的工作将受到严重的干扰。在电磁干扰环境中，计算机所受到的危害取决于干扰场强、频率和计算机自身的电磁敏感度。实验证实，在离微机6米处开关电流为10安的交流感性负载，其接触器触头电弧产生的干扰足以使计算机产生误动作。工频电源电压的大幅度波动或电流冲击有可能通过电源线进入计算机系统，使计算机出现运行错误或故障，甚至破坏计算机的某些部件。此外，某些电气设备产生的尖峰脉冲、火花等也可通过供电线路进入计算机。例如，开关电传机可产生1千伏的尖峰脉冲，它足以损坏某些部件。工频电源干扰和通过电源线的射频干扰十分严重。静电干扰是造成计算机电路损坏的主要原因，有人研究指出，当穿塑料鞋走动、穿尼龙或丝绸工作服在工作台前长期工作都可产生很高的静电电压，美国有统计表明，由于静电导致计算机及其元器件的损坏造成的经济损失每年高达数亿美元。雷电脉冲通常通过供电电源进入计算机造成干扰，甚至使计算机或某些部件损坏。在我国，由于雷电而致使计算机损坏的事例屡见不鲜。提高计算机系统的抗干扰能力的措施概括起来主要有几个方面。首先，从硬件、软件设计着手提高系统自身的抗干扰能力，在硬件设计中要进行EMC设计，综合采用各种抗干扰措施，在软件设计中，利用冗余技术、容错技术、标志技术、数字滤波技术都是有效方法，逻辑电路技术与软件技术的巧妙结合，可以用来作为抑制噪声的有力工具。其次屏蔽接地是提高计算机抗干扰能力的又一有力措施，屏蔽包括机房屏蔽、整机屏蔽、元部件之间的屏蔽和隔离，电源的进线及传输线的输入线和输出线也应屏蔽接地。计算机与载体不仅要有良好的接地，而且要有针对性对交直流接地、高频接地、防雷接地和安全接地进行合理设计。此外，滤波也是抑制传导耦合干扰的重要方法。电源线滤波器可以显著降低来自供电网的干扰，在屏蔽体的出入口或导线的适当位置安装滤波电路也是非常必要的。采用光技术能传输高密度信息不易受电磁感应噪声影响，是提高计算机抗干扰能力的途径。计算机的寄生辐射和传导所造成的电磁泄漏具有很宽的频谱，一方面是外部敏感设备的噪声源；另一方面也造成计算机数据信息的失密和失窃的可能。测试结果表明：CPU、内存、I/0接口、时钟、视频、字库、传输线、电源线等部位都有较强的电磁辐射，一般辐射击约为40-80分贝微伏，最高可达75分贝微伏，用灵敏度较高的接收机或电视机在几百米外就可有效地截收显示器显示信号。在低频段，数字时钟谐波次数低，信号较强，更易截收显示器视频显示信息，有实验研究说明，计算机显示信息泄漏的主要途径是显示控制器与显示路之间的接口传输电缆所产生的辐射。抑制计算机电磁泄漏的手段主要是屏蔽技术、接地技术、滤波技术和隔离技术。此外，采用光纤接口可用效地提高微机系统防电磁泄漏的能力。实验表明，采取防泄漏措施之后，传导泄漏在整个频段内都能达到技术标准要求，对于辐射泄漏，除低频段、主振频率及其倍频之外，也都能达到标准的要求。3.2 电磁干扰的来源和传播3.2.1 电磁干扰的来源1 自然干扰（1) 天电干扰,如雷电产生的干扰。（2) 宇宙干扰,如太阳黑子爆炸、流星等。2 人为干扰（1) 电气设备,如输电线路、发电机、变压器以及一切运行中的发、送、供、配等电气方面产生的干扰。（2) 电力机械,如运行中的直流、交流电动机,高频电炉等产生的干扰。（3) 工业或日用电器,如运行中的晶闸管、电焊机、气体放电灯、医疗高频设备、微波炉、空调、电动工具、开关等产生的干扰。（4) 点火系统,如内燃机、汽车等点火系统产生的干扰。（5) 电子通信设备,如广播、电视、通信导航及雷达等造成的干扰。3.2.2 电磁干扰的传播1 空间辐射空间辐射属于无线传播。可以说通信、广播、雷达的无线电波无处不在,对于它们的接收机来说,都是有用信号,而对于其他则全是电磁干扰。对于有用信号希望收到的越强越好,对于干扰信号则希望收到的越小越好,这是一对矛盾。解决的方法是,对于有用信号,可利用天线把信号能量尽可能地集中起来,通过馈线送到机箱内,而对无用的干扰信号由机箱屏蔽在机箱外,不让干扰信号影响机箱内电路的正常工作。2 感应感应与辐射是同时存在的,无线电波在传播时电磁场是交替进行的, 频率范围很宽, 为0.1 30 000 MHz。3.3 电磁兼容设计方案屏蔽是电磁兼容性设计最有效的手段，也是排除电磁干扰最有效的措施。所谓屏蔽,就是利用金属板或金属网将发射源限定在某个范围之内,使之不向外扩散,或使屏蔽体内电子电路不受外部电磁场干扰。3.3.1 屏蔽效果的衡量屏蔽后的磁场、电场衰减程度一般用屏蔽衰减S来评价:电场屏蔽衰减磁场屏蔽衰减式中 通过屏蔽体前入射波电场强度,V/ m ; 通过屏蔽体后入射波电场强度,V/ m ; 通过屏蔽体前入射波磁场强度,A/ m ; 通过屏蔽体后入射波磁场强度,A/ m。不同的电子设备,对屏蔽衰减要求不同。一般来讲,电子设备灵敏度越高、工作频率越高,对、要求越大;反之,电子设备灵敏度低、工作频率低,对、要求亦较低,一般都在20100dB之间。3.3.2 屏蔽体(机箱) 材料的选择机箱材料的选择,如果单纯从屏蔽性能上考虑,则应选择导磁性或导电性最好的材料,如金、银、铜等,但对于一般机箱箱体,都不可能大量使用昂贵的金属,所以,机箱材料的选择应当从经济、耐腐蚀性、机械挠度及导电、导磁性等方面综合考虑。黄金的导电性极好,耐腐蚀性极强,但价格昂贵,只在作插件时少量使用;白银的导电性亦好,但价格仍较贵,不能大量使用,有时用白银镀铜作地线使用;铜的导电性也好,且有一定耐腐蚀性,所以,机箱及机柜内多用铜排作地线使用;铝的导电性较好,但机械强度较差,且铝的表面很容易形成氧化膜,有很大的接触电阻,一般不宜采用;而有很高的机械强度、价格便宜、能导电又有很好的导磁性的铁板,才是机箱材料的最佳选择。为了提高铁板的耐腐蚀性,外表可采用喷漆、涂塑,机箱内可采用镀锌、镀锡等。屏蔽体材料选择的原则是：（1）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。（2）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。（3）在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。3.3.3 屏蔽体材料厚度的确定为了达到一定的屏蔽效果,对屏蔽体材料的厚度是有一定要求的,可用下式对屏蔽体材料厚度进行估算。式中t 材料厚度,cm ;镀锌铁板相对导电率,取0.1S/m;镀锌铁板相对导磁率,取300H/m;f 干扰频率,Hz。从式中可以看出,屏蔽体材料的导磁率和导电率乘积越大,干扰频率越高,屏蔽效果越好,譬如对微波频段:1.5GHz 干扰,屏蔽衰减满足100dB 要求,则屏蔽材料厚度应满足对特高频段,如f = 450 MHz ,则从计算出的数据可以看出,从屏蔽衰减要求来看,很薄的一层铁皮就能满足要求,所以一般的机箱壳体都采用1mm 左右的铁板就能完全满足屏蔽的要求。3.3.4 抑制和排除电磁干扰的方法1、抑制干扰源要想抑制干扰源，首先必须确定何处是干扰源，在越靠近干扰源的地方采取措施，抑制效果越好。一般来说，电流电压剧变即di/dt或du/dt大的地方就是干扰源；具体来说继电器开合、电容充电、电机运转、集成电路开关工作等都可能成为干扰源。另外，车载电源也并非理想的50Hz正弦波，而是充满各种频率噪声，是个不可忽视的干扰源。抑制方法可以采用低噪声电路、瞬态抑制电路、旋转装置抑制电路、稳压电路等；器件的选择则尽可能采用低噪声、高频特性好、稳定性高的电子元件。要注意，抑制电路中不适当的器件选择可能会产生新的干扰源。2、切断电磁干扰耦合途径电磁干扰耦合途径主要为传导和辐射两种。噪声经导线直接耦合到电路中最常见的。抑制传导干扰的主要措施是串接滤波器。滤波器分为低通(LPF)、高通(HPE)、带通(BPF)、带阻(BEF)四种，根据信号与噪声频率的差别选择不同类型的滤波器。如果噪声频率远高于信号频率，常采用LC低通滤波器，这种滤波器结构简单，滤除噪声效果也较好。但是对于军用产品，则必须采用穿心式滤波器。3、屏蔽屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗）、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。4、接地接地是计算机的一个很重要问题。接地目的有三个：（1）接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地干作。（2）防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起计算机内部的火花放电而造成干扰。另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。（3）保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免计算机的毁坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。此外，很多医疗设备都与病人的人体直接相连，当机壳带有110V或220V电压时，将发生致命危险。因此，接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面，是电路或系统的基准电位，但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全，计算机的机壳和载体的金属构件等，必须与大地相连接，而且接地电阻一般要很小，不能超过规定值。电路的接地方式基本上有三类，即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地是指在一个线路中，只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引线的长度最短。接地平面，可以是设备的底板，也可以是贯通整个系统的地导线，在比较大的系统中，还可以是设备的结构框架等等。混合接地是将那些只需高频接地点，利用旁路电容和接地平面连接起来。但应尽量防止出现旁路电容和引线电感构成的谐振现象。5、其它抑制干扰方法（1）滤波滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电平，因为干扰频谱成份不网于有用信号的频率，滤波器对于这些与有用信号频率不同的成份有良好的抑制能力，从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以，采用滤波网络无论是抑制干扰源和消除干扰耦合，或是增强接收设备的抗干扰能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦能把电路与电源隔离，消除电路之间的耦合，并避免干扰信号进入电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器（高频扼流圈）组成的滤波器。滤波器的种类很多，选择适当的滤波器能消除不希望的耦合。（2）正确选用无源元件实用的无源元件并不是“理想”的，其特性与理想的特性是有差异的。实用的元件本身可能就是一个干扰源，因此正确选用无源元件非常重要。有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。（3）电路技术有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求，可以结合屏蔽，采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路，对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目的在于使两根导线所检拾到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号，可在负载上自行消失。另外，还可采用其它一些电路技术，例如接点网络，整形电路，积分电路和选通电路等等。总之，采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施。(4) 信号线应选用有良好屏蔽作用的同轴电缆或双绞线。综上所述，对于电磁干扰的抑制方法很多，可以选择一种或多种综合运用，根据可靠性、安全性、质量要求、环境控制、效/费权衡，选择适当的电磁干扰抑制技术。第4章 计算机的机柜设计4.1 概述车载计算机在运输状态下,由于路面不平整,会引起上下、左右、前后等多方向的振动,使用环境条件恶劣,因此,对车载计算机机柜的刚强度的要求很高。长期以来,车载计算机机柜设计的指导思想是满足使用要求,设计时考虑刚强度要求比较多,整体造型和色彩设计考虑较少,因此,既满足刚强度要求,结构造型又美观的车载电子设备机柜还比较少。随着我国军事战略和战术的发展,车载计算机机柜的要求越来越高。要求车载计算机机柜不仅要牢固、使用方便,而且要美观协调、整体工作环境舒适、符合人机工程学。在此,以车载计算机机柜结构、尺寸、造型与色彩设计来探讨车载计算机机柜的设计与应用。4.2 结构与造型设计车载计算机机柜一般安装在厢式车或方舱内,现在通常是安装在电子设备方舱中。由于大型车载电子设备量大,需要多个车载电子设备机柜,这些车载电子设备机柜通常组合布局在电子设备方舱的两侧,电子设备方舱内中部为使用和维修通道。从结构形式来看,车载电子设备机柜有全壁板的封闭结构,有带前门或无前门但有左右门及后门的框架结构,有带转门的机架结构等。一般车载数字电路的电子设备,通常选用带转门的机架式机柜。文中论述一种通用钢型材焊接车载电子设备机柜的设计。4.2.1 机柜立柱(a) (b)图4-1 机柜立柱与横梁截面机柜立柱有钢板折弯式、钢型材和铝型材以及拼合式等多种。对于钢板折弯式立柱,当载荷较高使用钢板较厚时,折弯的圆角R较大,不易形成线条美,且安装侧板和前后门后缝隙较大。铝型材刚强度较差,子设备机柜立柱宜采用封闭式钢型材,钢型材的壁厚可达3mm,刚强度高;焊接成型的机柜,外形美观，本机柜立柱钢型材截面如图4-1(a) 所示。4.2.2 机柜造型机柜骨架采用前后框架成形,加上、下侧横梁焊接而成,前、后上下横梁也采用钢型材。横梁截面如图4-1(a) 所示，支承机箱横梁截面如图4-1（b）所示。机柜剖视如图4-2 所示。整个机柜由顶盖板、底垫板、框架、前门、组成。前门正面两侧与机柜相连,形成竖线条。顶盖板和底垫板根据总体布局的需要形成各种造型。图4-2 机柜剖面视图和安装减振器的接口尺寸安装在电子设备方舱内的车载计算机机柜,其尺寸以及结构形式要适应方舱装载的特点。大型车载电子设备装载容量大、密度高,机柜安装在靠方舱两侧壁。车载电子设备机柜尺寸可有以下几种: 机柜长宽高: 432304794mm; 机柜内机箱长宽高:432240280 mm;机柜深度：300mm。安装减振器的统一接口尺寸见图4-2。其中安装背架减振器的接口尺寸可参照图4-3。图4-3 背架减振器这种钢型材机柜,由于具有美观的造型,特别是具有很高的刚度,能够适应各种恶劣的环境,因而被广泛应用于雷达、通信等大型车载电子设备中。其中432304794mm的钢型材机柜通用性很好,可以安装标准的上架仪表、机箱和插箱。总之,钢型材机柜在军用方面具有良好的发展前景。第5章 总 结本文阐述了车载式军用计算机防护设计的一般原则与措施。本文通过分析计算机机箱、元器件的固有频率和模态,提出了车载计算机机箱、印制板等的抗振措施。通过合理设计机柜和安装减振器，提高了计算机的抗振强度，保证了车载计算机在猛烈冲击等严酷环境中正常工作。通过分析电磁干扰的来源和传播途径,提出了对电磁干扰的防护措施,有效地屏蔽了干扰计算机的各种电磁信号。限于水平和时间仓促，在计算机减振和电磁兼容方面研究不够透彻，在计算机热设计方面尚未研究,有待本人以后继续努力学习研究。参考文献1周旭.电子设备结构与工艺M. 北京：北京航空航天大学出版社，2004：45-932周旭.电子设备防干扰原理与技术M.北京：国防工业出版社，2005：18-503白同云著.电磁兼容设计M.