电子电路的电磁兼容性设计

2013-11-16孟伶伶

中国新技术新产品 2013年17期

孟伶伶

（天津市渤海化工职工学院，天津 300000）

1 关于过滤器

1.1 低通滤波器的设计

例如为接收机设计一个低通滤波器，使高于接收机工作频率的干扰信号至少衰减30dB，接收机的工作频率范围为2MHz～30MHz，经测定干扰信号的最低发射频率为66MHz。考虑到低通滤波器的截止频率应略大于30MHz，选取32MHz，而最低的干扰频率为66MHz，相对的频率变化倍数为2.06。根据滤波器的衰减与频率的关系，在66MHz处获得30dB的衰减，应采用5级滤波器，经查巴特沃思滤波器1～20级元器件值，如图1所示。

根据截止频率fc=32MHz，接收机的天线阻抗为72Ω，对元件参数进行转换计算最后设计完成的低通滤波器如图2所示。

1.2 高通滤波器的设计

因此此类设备和上述的设备有一种对偶的特征，所以在设计的时候只要将上述的设备中的电容装置变为电感装置，将电感装置变为电容的，此时其网络结构即科技明确，其截至的频率和上述的设备的是一样的。将原低通滤波器中的电感值的倒数值作为相应高通滤波器的电容值，而低通滤波器中的电容值的倒数值作为高通滤波器的电感值。

1.3 其它滤波设计

当信号的频率基本不变，可采用带通滤波电路；干扰源的频率基本不变时，可采用带阻滤波电路；在电磁兼容滤波器中可使用一些特殊的电容器滤除干扰，如三端电容器，、馈通电容器、引线电容器、片状电容器等。

2 关于信号的接地问题

图15 级低通滤波器原型

图25 级低通滤波器

所谓的接地是体系之中的所有的电路设置公共参考电位点（或面），它和安全接地采用低阻抗体必须与大地连接的形式是不一样的。它的连接对象是非常繁琐的电路，所以其接地的样式并不是完全的一样的。之所以设置接地，它的关键意义是为了防止电磁扰动，所以要将兼容性当成是参考的关键数据。要综合的分析接地体系的类型。在繁琐的体系之中，不但有高频的亦有一些频率较低的。不但有强电的也有弱电的。不但有多次活动的装置，同时还有一些非常灵敏的信号较弱的设备。此类综合化的体系，如果只是靠着接地来活动的话，很显然是无法合乎兼容新的规定的，所以要按照类型将信号等区分，将相同的电路组合而获取接地体系。其中四类法就是非常常用的一个措施，其是把全部的信号结合其自身的特点分成四个类型，然后按照类型开展接地活动，此时得到四种不一样的接地体系，分别使用不一样的接地措施。

第一类是敏感信号和小信号“地”系统。包括低电平电路、弱信号检测电路、传感器输入电路、前级放大电路、混频器等，因为其电平不高，而且信号的幅度非常低，会受到很大的扰动，所以其地线要防止存在于别的电路里面。第二类是不敏感信号和大信号电路的地线系统。包括高电平电路、末级放大器、大功率电路等。由于此类电路力的电流非常高，体系中的电流也很大，所以要和小信号的电路区分，要不然的话就会对其产生一定的干扰，导致电路无法有序的活动。第三类是干扰源设备地系统，它包括电动机、继电器、接触器等。因为此类元件在活动的时候会出现火花或是冲击电流之类的，一般会对电路形成非常大的扰动，除了要使用必要的屏蔽隔离措施之外，还要保证地线和电路分隔。第四类是金属构件地。它包括机壳、底板、机门、面板等.为避免人身伤害以及其他的一些危险事项的发生，要将机壳等合理的接地。

在设计中，按电路性质分类接地的措施还包括数字信号地和模拟信号地分别设置、交流电源和直流电源的地分开等措施。对于相同的电路，使用一样的接地导线体系，然后结合其不一样的接地措施等，一般可分成四类接地体系：单点接地系统、多点接地系统、混合接地系统、悬浮点接地系统。

3 开展该项设计的时候要遵循的原则

3.1 切断电磁辐射进入转换器内部产生互相干扰的通道，减少空间耦合。

3.2 避免外在装置带来的扰动，所有的脉冲调节信号，电磁场的变动性要素等产生的负面意义，就要对那些有着较高的灵敏性的部件等使用屏蔽措施，比如：外壳屏蔽，电缆滤波和内部的电缆屏蔽。

3.3 积极的开展电路设计活动，确保选取的设备和电路等是合理的，精准的分析元件和电路的设置，制定识别和隔离临界电路的措施以及采用抑制干扰的技术方案，尽量选择高的工作信号电平，符合器件和电路的实际载荷能力，注意“接口”设计。

3.4 采用高稳定度的稳压电源，提高电源电压灵敏度，减少因电源波动所引起的线性误差、增益误差和调整误差等，确保精度的稳定可靠。

3.5 正确接地与电路布局，考虑到不同频率段干扰的特点和电路的种类接地点可选择：浮动接地，一点接地，多点接地；合理的电路布局应该是：正确布置元器件的位置和方向；不同用途，不同电平的连接线，如输入线与输出线，弱电线与强电线要远离，更不能平行，高频线要尽量短，传输线要加屏蔽，接地线要短而粗；对于一个复杂的工作系统（既包括不同频率的工作电路，也包括微电、弱电和强电的不同子系统），要合理布局。在EMC设备中，对不同电路的地线应分小信号、大信号，及继电和功率电路分别设置，连同机壳的地线应分三套或四套接地。不管怎样，该项设计是多样化的，要高度的关注一个要素及要有非常高的针对性。