王朋+李學(xué)沖

摘 要 在電磁兼容設(shè)計研究中，通過對現(xiàn)有4139C機車綜合無線通信設(shè)備（以下簡稱4139C）電磁兼容試驗過程及結(jié)果做分析總結(jié)，為以后相關(guān)產(chǎn)品的電磁兼容設(shè)計在基礎(chǔ)和關(guān)鍵點上提供一些可實施的設(shè)計思考方向。

【關(guān)鍵詞】干擾 騷擾 屏蔽 濾波 可靠接地

1 概述

機車無線通信設(shè)備電磁兼容設(shè)計試驗分析以4139C電磁兼容試驗為例進行展開。目的是通過4139C電磁兼容試驗積累的經(jīng)驗，使大家對電磁兼容設(shè)計有一個較實際的認(rèn)識，為以后相關(guān)產(chǎn)品電磁兼容設(shè)計提供參考。

2 4139C電快速瞬變脈沖群抗干擾試驗

4139C電快速瞬變脈沖群抗干擾試驗過程記錄如下：

設(shè)備組成（主機）+（MMI）+（送受話器）+揚聲器

電源線脈沖群測試：

±2000V脈沖群MMI出現(xiàn)屏幕抖動現(xiàn)象，送受話器聽筒中有嗒嗒聲。

控制電纜脈沖群測試：

±2000V脈沖群MMI出現(xiàn)屏幕抖動現(xiàn)象，送受話器聽筒中有嗒嗒聲。使用蛇皮控制電纜后屏抖消失，有嗒嗒聲。

措施及效果：MMI接地線加粗、主機接地更改為A、B子架串接接地后，電源線脈沖群試驗屏抖消失，送受話器聽筒中有嗒嗒聲?？刂齐娎|脈沖群試驗屏抖減輕，送受話器聽筒中有嗒嗒聲。繼續(xù)增加措施，主機B子架電源輸入增加濾波器、MMI輸出輸入接口處均增加三端濾波電容后不良現(xiàn)象均消失。

結(jié)論及分析：當(dāng)接地不好，干擾信號到達(dá)殼體后瞬間積存，無法實現(xiàn)快速良好泄放到大地，導(dǎo)致設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)受到干擾。電源線和信號線增加濾波措施也是十分必要的。如MMI端增加濾波電容、主機B子架電源入位置增加濾波器后阻斷干擾信號進入設(shè)備的通路，從而MMI屏抖消失。

3 電源線傳導(dǎo)騷擾、空間輻射騷擾

電源線傳導(dǎo)騷擾：電源線的傳導(dǎo)騷擾，150K—500K超標(biāo)（正線、負(fù)線）。輻射騷擾：80M、140—150M水平和垂直方向超標(biāo)。傳導(dǎo)騷擾措施：在原有基礎(chǔ)上電源線入前端增加3級濾波器。電源線的傳導(dǎo)騷擾，通過。試驗曲線如圖1所示。（正負(fù)線）

輻射騷擾措施：B子架電源入殼體內(nèi)部增加3級濾波器后80M和140M—150M水平和垂直方向超標(biāo)。使用探測頭對整體設(shè)備進行輻射測試：整體設(shè)備均存在干擾。

更換MMI（顯示屏裝配導(dǎo)電膜）現(xiàn)象一致，MMI屏幕干擾有所減輕（效果不明顯），去除MMI控制電纜后除A、B連接電源電纜有干擾外所有干擾均消失，更換A、B連接電源電纜為屏蔽電纜后所有干擾消失，去除送受話器和揚聲器連接后從新連接MMI控制電纜后干擾存在，但有所減輕。打開MMI后蓋后對MMI內(nèi)部探頭測試，發(fā)現(xiàn)MMI工控機和液晶屏連接電纜（扁平）對測試設(shè)備輻射干擾嚴(yán)重。裝好MMI后重新連接送受話器和揚聲器干擾恢復(fù)。經(jīng)過上述試驗分析初步認(rèn)為MMI內(nèi)部輻射信號通過對外連接器串入外接電纜中，對主機造成影響，主機體現(xiàn)出的輻射信號并非主機自身產(chǎn)生。

使用導(dǎo)電布將MMI（顯示屏未裝配導(dǎo)電膜）包裹，對設(shè)備各單元逐一進行探頭測試，主機整體干擾較以前測試結(jié)果有所減輕。在MMI端送受話器插座前端焊接三端1000Pf電容后測試送受話器通過。去除導(dǎo)電布開蓋檢查液晶屏導(dǎo)電處理方式并將后蓋縫隙用導(dǎo)電布粘貼后合攏進行發(fā)射測試均安全通過。去除手柄連接通過更可靠。所以，斷定MMI為干擾源。

干擾頻率為工控機工作頻率的倍數(shù)，因此斷定干擾主要存在于工控機和液晶屏（干擾頻率可以看出）。

更改測試方式增加所有措施，主機電源入加濾波器、MMI（縫隙導(dǎo)電處理、對外接口焊接三端濾波電容）、揚聲器、送受話器（螺旋線加磁環(huán)）、各連接電纜均使用屏蔽纜，安全通過測試。再去除任何一項措施測試結(jié)果均惡化。

4 結(jié)論

電源線傳導(dǎo)騷擾與電源濾波關(guān)系密切。4139C內(nèi)置電源濾波電路不起作用，主要原因是濾波電路與電源電路同在一個殼體內(nèi)，使騷擾信號在濾波器前端通過空間輻射對電源進行二次干擾，使用印制板固定孔接地不可靠。最佳效果為電源濾波電路與電源電路應(yīng)獨立，且電源濾波電路使用導(dǎo)電良好的殼體密封，固定在設(shè)備殼體上。濾波器必須放在電源入的前端，濾波器接地必須良好（濾波器中的共模電容只有在接地時才能起濾波作用，特別是π型濾波器接地不良時，相當(dāng)于電容和電感并聯(lián)，完全失去了濾波作用）。

參考文獻

[1]Clayton R.Paul著，聞映紅譯.電磁兼容導(dǎo)論[M].機械工業(yè)出版社，2006.

[2]郭銀景.電磁兼容原理及應(yīng)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

作者簡介

王朋（1976-），男，山東省泰安市人。天津大學(xué)機械學(xué)院2013級工業(yè)設(shè)計碩士在讀，國家級設(shè)計中心副主任，高級工程師。研究方向為產(chǎn)品設(shè)計。

李學(xué)沖（1981-），男，天津市人。天津大學(xué)機械學(xué)院2013級工業(yè)設(shè)計碩士在讀，結(jié)構(gòu)工程師，結(jié)構(gòu)設(shè)計高級工程師。研究方向為結(jié)構(gòu)設(shè)計。

作者單位

天津七一二通信廣播股份有限公司國家級工業(yè)設(shè)計中心 天津市 300462