某鐵路設(shè)備計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng),在各子模塊組裝到機(jī)柜過(guò)程中未考慮電磁兼容,導(dǎo)致系統(tǒng)樣機(jī)進(jìn)行輻射抗擾度試驗(yàn)時(shí),系統(tǒng)通訊異常。
1.1.樣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試現(xiàn)象描述
風(fēng)險(xiǎn)描述
(1)樣機(jī)各類(lèi)通訊信號(hào)接口均未作濾波處理,且各類(lèi)通訊電纜均外露屏蔽機(jī)柜外部;
(2)樣機(jī)電源接口未作濾波處理;
(3)樣機(jī)機(jī)柜存在縫隙,無(wú)法實(shí)現(xiàn)整體屏蔽;
1.2輻射抗干擾度的測(cè)試原理
A、輻射抗干擾度測(cè)試配置
從輻射抗擾度測(cè)試布置圖便可以看出,RS實(shí)際上測(cè)試的就是產(chǎn)品中等效天線(xiàn)所接收的噪聲信號(hào)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生的干擾效果;等效天線(xiàn)有兩種,一種是環(huán)路天線(xiàn)(如單板內(nèi)信號(hào)的環(huán)路),一種是單極天線(xiàn)(如產(chǎn)品的的電纜或其他尺寸較長(zhǎng)的導(dǎo)體)。
圖1RS試驗(yàn)布置圖
B、輻射抗干擾度的干擾原理
(1)在PCB中,信號(hào)從源驅(qū)動(dòng)端出發(fā)傳輸?shù)截?fù)載端,再?gòu)呢?fù)載端回流至源驅(qū)動(dòng)端,信號(hào)的流動(dòng)路徑在此過(guò)程中形成了一個(gè)環(huán)路;當(dāng)外界的電磁場(chǎng)穿過(guò)此環(huán)路時(shí)便會(huì)在此環(huán)路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓;這就是輻射抗擾度測(cè)試中產(chǎn)品電路收到干擾的一個(gè)原因。通常此類(lèi)干擾問(wèn)題可在PCB上做優(yōu)化(布線(xiàn)環(huán)路面積的減小)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改良(屏蔽搭接等措施,使得干擾進(jìn)入不了機(jī)體內(nèi)部)來(lái)避免。
(2)當(dāng)樣機(jī)處于RS測(cè)試環(huán)境中時(shí),樣機(jī)中較長(zhǎng)的互連電纜或其他長(zhǎng)尺寸導(dǎo)體均會(huì)成為接收電磁場(chǎng)的天線(xiàn),這些電纜或長(zhǎng)尺寸導(dǎo)體在此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流流入樣機(jī)內(nèi)部單板,從而使樣機(jī)工作性能下降。通常此類(lèi)干擾問(wèn)題可通過(guò)較長(zhǎng)互連電纜的處理(電纜減短、電纜屏蔽、端接端口處濾波)來(lái)避免。
1.3.原因分析
觀察樣機(jī),發(fā)現(xiàn)機(jī)柜外部較長(zhǎng)的電纜有執(zhí)行機(jī)柜與負(fù)載間的互聯(lián)通訊電纜(大于1m)、執(zhí)行機(jī)柜與連鎖機(jī)柜直接的CAN通信電纜(大于1m)、AC 220V電源電纜(大于1m);樣機(jī)中較長(zhǎng)的互連電纜或其他長(zhǎng)尺寸導(dǎo)體均會(huì)成為接收電磁場(chǎng)的天線(xiàn),這些電纜或長(zhǎng)尺寸導(dǎo)體在此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流流入樣機(jī)內(nèi)部單板,從而使樣機(jī)工作性能下降。采用夾套磁環(huán)的方式將這些較長(zhǎng)的電纜做濾波處理;
執(zhí)行機(jī)柜存在較長(zhǎng)的縫隙、連鎖機(jī)柜內(nèi)各模塊存在較長(zhǎng)縫隙,干擾可通過(guò)縫隙進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)部;采用銅箔將各類(lèi)縫隙包裹屏蔽;
A、整改措施
(1)執(zhí)行機(jī)柜AC220V電源輸入接口處增加濾波器;執(zhí)行機(jī)柜內(nèi)的電源電纜與通訊電纜分別分開(kāi)困扎,且分開(kāi)走線(xiàn)(所有的電源電纜沿左機(jī)柜走線(xiàn),所有的通訊電纜沿右機(jī)柜走線(xiàn));
圖2整改措施示意圖
(1)各類(lèi)信號(hào)電纜和電源電纜靠近接口處夾套磁環(huán);
圖3整改措施示意圖
(2)執(zhí)行機(jī)柜和聯(lián)鎖機(jī)柜上有較長(zhǎng)縫隙的地方通過(guò)銅箔包裹屏蔽;
B、整改結(jié)果
樣機(jī)在80MHz~1GHz(10V/m)的RS測(cè)試頻段范圍內(nèi)未出現(xiàn)任何異常現(xiàn)象;樣機(jī)RS測(cè)試通過(guò)。
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原文標(biāo)題:20180412-問(wèn)題圖示解析
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