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)場測試現(xiàn)象描述
風(fēng)險(xiǎn)描述
(1)樣機(jī)各類通訊信號(hào)接口均未作濾波處理,且各類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,無法實(shí)現(xiàn)整體屏蔽;
1.2輻射抗干擾度的測試原理
A、輻射抗干擾度測試配置
從輻射抗擾度測試布置圖便可以看出,RS實(shí)際上測試的就是產(chǎn)品中等效天線所接收的噪聲信號(hào)對產(chǎn)品產(chǎn)生的干擾效果;等效天線有兩種,一種是環(huán)路天線(如單板內(nèi)信號(hào)的環(huán)路),一種是單極天線(如產(chǎn)品的的電纜或其他尺寸較長的導(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,再從負(fù)載端回流至源驅(qū)動(dòng)端,信號(hào)的流動(dòng)路徑在此過程中形成了一個(gè)環(huán)路;當(dāng)外界的電磁場穿過此環(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試中產(chǎn)品電路收到干擾的一個(gè)原因。通常此類干擾問題可在PCB上做優(yōu)化(布線環(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)來避免。
(2)當(dāng)樣機(jī)處于RS測試環(huán)境中時(shí),樣機(jī)中較長的互連電纜或其他長尺寸導(dǎo)體均會(huì)成為接收電磁場的天線,這些電纜或長尺寸導(dǎo)體在此過程中會(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。通常此類干擾問題可通過較長互連電纜的處理(電纜減短、電纜屏蔽、端接端口處濾波)來避免。
1.3.原因分析
觀察樣機(jī),發(fā)現(xiàn)機(jī)柜外部較長的電纜有執(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)中較長的互連電纜或其他長尺寸導(dǎo)體均會(huì)成為接收電磁場的天線,這些電纜或長尺寸導(dǎo)體在此過程中會(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)的方式將這些較長的電纜做濾波處理;
執(zhí)行機(jī)柜存在較長的縫隙、連鎖機(jī)柜內(nèi)各模塊存在較長縫隙,干擾可通過縫隙進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)部;采用銅箔將各類縫隙包裹屏蔽;
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困扎,且分開走線(所有的電源電纜沿左機(jī)柜走線,所有的通訊電纜沿右機(jī)柜走線);
圖2整改措施示意圖
(1)各類信號(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)柜上有較長縫隙的地方通過銅箔包裹屏蔽;
B、整改結(jié)果
樣機(jī)在80MHz~1GHz(10V/m)的RS測試頻段范圍內(nèi)未出現(xiàn)任何異?,F(xiàn)象;樣機(jī)RS測試通過。
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原文標(biāo)題:20180412-問題圖示解析
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