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摘要：电磁兼容是一门实践性很强的综合性学科。本文以某电子产品测试设备为例通过机箱缝隙的屏蔽、机箱内部各单元布局及其屏蔽、电缆选用及敷设、电源线滤波和接地等方法进行电磁兼容方面的设计，该电子产品测试设备在采取了以上各种有效措施后，证明该电子产品测试设备的电磁兼容设计达到预期效果，证明措施有效，为后续电子产品测试设备的电磁兼容设计提供参考。

关键词：电子产品；测试设备；电磁兼容

1.概述

随着科学技术的不断发展，电子设备的数量及应用逐渐增多，造成电磁干扰越来越严重。在日趋恶劣的电磁环境中，如若不采取恰当的电磁屏蔽措施，会导致设备之间的电磁干扰日益严重，电子设备的性能下降，甚者会危及到信息的安全。但是，现在的研究基本上都停留在对电子产品进行电磁兼容设计，很少有基于电子产品测试设备进行电磁兼容设计方面的研究，造成测试设备在复杂环境下测试电子产品时出现性能下降，甚至在电子产品进行电磁兼容试验时，电子产品测试设备将干扰带入试验造成试验超标。

为了保证电子产品测试设备在复杂的电磁环境中既不干扰其他设备，而又不受其他设备干扰的影响而能正常工作，这就要求在电子产品测试设备研制的初期阶段必须从结构、技术等方面进行严格的电磁兼容设计。电磁兼容EMC是指电气和电子设备在电磁干扰的环境中正常工作的能力，以及不对本地其他设备或系统释放电磁干扰，以免影响其他设备稳定实现其功能的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：（1）设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限制；（2）设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感度。

2.电磁兼容设计的基本要求

电磁兼容性是电子测试设备的主要性能之一，在进行电子测试设备功能设计的同时，必须进行电磁兼容设计。电磁兼容设计的目的是使所设计的电子测试设备在复杂电磁环境中实现电磁兼容，因此在进行电磁兼容设计时应满足以下要求： 首先明确设备所满足的电磁兼容指标，然后确定设备的敏感器件、干扰源及干扰途径，有针对性地采取措施，电子测试设备只要能满足测试电子设备性能要求（包括电子设备实验性能要求），不需要进行电磁兼容试验验证。但是，电子产品测试设备如果不能满足电子产品试验要求则必须进行整改，所以，在电子产品测试设备的设计阶段必须加强电磁兼容措施。

3.电磁兼容设计所采取的方法

电子产品测试设备在进行电磁兼容设计时要从三要素（ 干扰源、耦合途径和敏感设备） 出发，采取各种有效手段，抑制干扰源，消除或减弱干扰耦合，增加敏感设备的抗干扰能力，本电子产品测试设备主要由便携式测控机箱、便携式伺服控制箱、驱动机构（含试验夹具）以及信号连接电缆组成。

3.1.电子产品测试设备组成结构

电子产品测试设备主要由便携式测控机箱、便携式伺服控制箱、速度传感器驱动机构（含试验夹具）以及信号连接电缆组成。电子产品测试设备外形图见图1.

3.1.1.测控系统

测控系统主要由便携式测控机箱、工控机、显示器、高速采集卡、便携式伺服控制箱、电源系统、调理板系统组成。测控系统主要通过测控软件发送控制指令给各功能模块，驱动伺服电机带动编码器转动，并返回转速信息给上位机。在上位机软件测试界面，可预设或自行设置转速数值。可实时显示测试数据输出和保存数据。

3.1.2伺服控制系统

伺服控制系统主要由伺服控制箱、伺服放大器、伺服控制器、电源模块等组成。

3.1.3电源系统

电源系统用于电子产品测试设备的外部电源接入和内部电源的转换，为其他附件提供需要的电压和电流，保证电子产品测试设备的正常运行。电源系统为整个设备提供电源，电源系统主要由滤波器、直流电源组成。

3.1.4调理板系统

调理板主要用于产品信号的采集和处理。被测产品在电机的驱动下产生正弦波信号，通过调理板系统采集和处理，传输到高速采集卡和工控机，保证测试数据的稳定。

为了尽可能减小产品应用过程中对产品供电带来的影响，尤其在各种复杂的非正常工作状态情况下，譬如启动浪涌、输入反射纹波、输入过欠压浪涌、输入断电以及供电电压瞬变等，需要在产品前端设计实现高可靠的抗浪涌EMI滤波器。设计中，EMI滤波部分设计应特别注意输入电源线的屏蔽处理（尤其是输入接插件位置）和共模干扰抑制接地点的位置选择，避免电路内部繁杂的电磁干扰信号通过耦合路径叠加在输入电源线上，降低EMI滤波器的性能。

3.2.机箱缝隙的屏蔽

影响屏蔽完整性的主要因素是屏蔽体上的接缝。此电子产品测试设备的框架是采用铝板折弯后对焊而成，焊缝平滑连续，属于永久性接缝，这种接缝处的射频电阻几乎与金属板本身的射频电阻相同，从而保证屏蔽体接合处的电气连续性。对于可拆式接缝，如机箱、盖板接合处，往往采用螺钉紧固方式，由于螺钉的间距不宜太小，接合表面的不平整以及盖板材料的翘曲变形等原因，使接合面处不可避免地产生了缝隙，降低了机箱的屏蔽效能，为此采取了2 种方法来解决此问题： 增加缝隙深度，为了增加缝隙深度，机箱的弯边宽度取15 mm，重叠尺寸越大，屏蔽效能越好; 减小缝隙长度，由于钣金机箱很难做到接合面处的高精度，为了弥补此缺陷，采用了经济、实用的方法，在接合面处粘贴带背胶的铍青铜簧片，由于簧片具有一定的弹性，装配后簧片变形，接触面产生一定的压力，使接合面具有了一定的电气连续性。

3.3.机箱内部各单元布局及其屏蔽

合理布置电子产品测试设备内各单元及元器件的位置，可以做到既经济又实用地减小干扰程度。首先必须明确干扰源和受感器件，采用增加干扰源和受感器件之间的距离，通过增加屏蔽的方法降低机箱内部电子组件之间的干扰。

3.4.电缆选用及敷设

因为电缆是高效的电磁波接收和辐射天线，也是干扰传导的良好通道，绝大多数电子产品测试设备的电磁兼容问题是电缆造成的，解决电缆问题的主要方法之一是满足CE对EMC的要求，必须采用带有屏蔽层的屏蔽线缆，所以此电子产品测试设备选取了屏蔽层质量好（ 低阻抗） 的电缆，并且保证电缆屏蔽层与机箱360低阻抗搭接，使屏蔽层与机箱构成一个完整的屏蔽体，这样在一定程度上能够解决电缆辐射的问题。与此同时，在电装布线时，要求电源配电线路与其它各类线路保持150mm距离，敏感电路和干扰电路各自单独敷设，不能交叉重叠，且加大线束的间距，避免线缆间的耦合。

电机电缆及其PE屏蔽导线（绞合屏蔽）应该尽量短，以降低电磁辐射以及电缆外部的杂散电流和容性电流。电机线缆的走线应远离其他线缆的走线。电机线缆、输入动力线缆、控制线缆分别分散布在不同的线槽中，为了避免由于驱动器输出电压快速变化产生的电磁干扰，应该避免电机线缆和其他线缆的长距离并排走线。滤波器、驱动器、电机均应和系统（机械装置）良好搭接，在安装的部分做好防护，导电金属需要充分接触。此次设计中，主要考虑从线缆的屏蔽、接地及电源滤波等方面减少电磁干扰：减小辐射的主要手段有（根据情况选用）良好的接口电路设计，不但可以使内部电路的噪声得到很好的抑制，使“发射天线”无驱动源，同时可以有效滤除电缆从外界接收到的干扰信号。正确的连接器设计，又给电缆与接口电路提供了很好的配合通道。为了有效抑制射频干扰的发射和传导，屏蔽线的屏蔽层由同轴的铜编织带组成，为了增大屏蔽的效果，如图2所示：

电子产品测试设备驱动器EMC防护措施主要有：在驱动器与电源中间加装EMC输入滤波器，用来抑制周围环境带来的电磁干扰，也能防止驱动器所产生的对周围设备的干扰。所选型的LC系列的驱动器为外置型滤波器，且滤波器地与驱动器PE端连接到同一公共地上，确保不会影响EMC的滤波效果；内部布线时，控制电源线与地线间的环路面积，尽量减小布线的环路面积，降低辐射。

3.5.电源线滤波

为了抑制电源输入端高频干扰信号对电子产品测试设备的影响，通过电源输入输出口的滤波电路、地隔离、电源浪涌保护器件等，加装了EMC 电源线滤波器。滤波器不同于其它电子元器件，它的性能与其安装方式有很大关系，所以在滤波器的安装方式上采取了一系列措施。滤波器尽量靠近驱动器的电源输入端安装。首先滤波器输入与输出线要远离，以避免由于两端耦合而导致高频滤波效果变差等现象产生; 其次滤波器外壳与机箱低阻抗接触，同时要减短电源端口到滤波器的连线，当电流进入机箱后，先流经滤波器进行滤波，然后再到其他各单元; 最后电源端口与滤波器之间连线也要进行屏蔽，这样外界的电磁干扰不能沿电源线进入设备，机箱内的电磁干扰也无法传出机箱，可有效减弱外界电磁环境对射频仪器及部件的干扰。

3.6.接地

接地是电子产品测试设备的一个很重要的问题，它可以使整个电路系统中所有单元电路的地之间没有电位差，保证设备能稳定地工作。机壳地可以使由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，避免由于静电放电时产生的大电流流进设备的电路对其造成干扰和危害，合理的接地点对于整个机箱的屏蔽效能十分重要。

4.结束语

电磁兼容是一门实践性很强的综合性学科，无论是结构设计，还是电缆布局设计，都需要采取行之有效的方法。该电子产品测试设备在采取了以上各种有效措施后，在测试电子设备及和电子设备一起进行环境试验以及电磁兼容试验过程中，均未造成测试结果性能降低或影响电子产品性能的问题，证明该电子产品测试设备的电磁兼容设计达到预期效果。

参考文献：

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[6]GJB151B-2013；军用设备他分系统电磁发射和敏感度要求与测量