電磁相容整改案例

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某鐵路裝置電腦聯鎖系統，在各子模組組裝到機櫃過程中未考慮電磁相容，導致系統樣機進行輻射抗擾度實驗時，系統通訊異常。

1.1. 樣機現場測試現象描述

風險徵兆

（1） 樣機各類通訊訊號介面均未作濾波處理，且各類通訊電纜均外露屏蔽機櫃外部；

（2） 樣機電源介面未作濾波處理；

（3） 樣機機櫃存在縫隙，無法實現整體屏蔽；

1.2輻射抗幹擾度的測試原理

A、輻射抗幹擾度測試組態

從輻射抗擾度測試布置圖便可以看出，RS實際上測試的就是產品中等效天線所接收的雜訊訊號對產品產生的幹擾效果；等效天線有兩種，一種是環路天線（如單板內訊號的環路），一種是單極天線（如產品的的電纜或其他尺寸較長的導體）。

圖1　RS實驗布置圖

B、輻射抗幹擾度的幹擾原理

（1） 在PCB中，訊號從源驅動端出發傳輸到負載端，再從負載端迴流至源驅動端，訊號的流動路徑在此過程中形成了一個環路；當外界的電磁場穿過此環路時便會在此環路上產生感應電壓；這就是輻射抗擾度測試中產品電路收到幹擾的一個原因。通常此類幹擾問題可在PCB上做最佳化（布線環路面積的減小）和結構設計的改良（屏蔽搭接等措施，使得幹擾進入不了機體內部）來避免。

（2） 當樣機處於RS測試環境中時，樣機中較長的互連電纜或其他長尺寸導體均會成為接收電磁場的天線，這些電纜或長尺寸導體在此過程中會產生感應電流流入樣機內部單板，從而使樣機工作效能下降。通常此類幹擾問題可通過較長互連電纜的處理（電纜減短、電纜屏蔽、端接連接埠處濾波）來避免。

1.3. 原因分析

觀察樣機，發現機櫃外部較長的電纜有執行機櫃與負載間的互聯通訊電纜（大於1m）、執行機櫃與連鎖機櫃直接的CAN通訊電纜（大於1m）、AC 220V電源電纜（大於1m）；樣機中較長的互連電纜或其他長尺寸導體均會成為接收電磁場的天線，這些電纜或長尺寸導體在此過程中會產生感應電流流入樣機內部單板，從而使樣機工作效能下降。採用夾套磁環的方式將這些較長的電纜做濾波處理；

執行機櫃存在較長的縫隙、連鎖機櫃內各模組存在較長縫隙，幹擾可通過縫隙進入機櫃內部；採用銅箔將各類縫隙包裹屏蔽；

A、整改措施

（1） 執行機櫃AC220V電源輸入介面處增加濾波器；執行機櫃內的電源電纜與通訊電纜分別分開困紮，且分開走線（所有的電源電纜沿左機櫃走線，所有的通訊電纜沿右機櫃走線）；

圖2　整改措施示意圖

（1） 各類訊號電纜和電源電纜靠近介面處夾套磁環；

圖3　整改措施示意圖

（2） 執行機櫃和聯鎖機柜上有較長縫隙的地方通過銅箔包裹屏蔽；

B、整改結果

樣機在80MHz~1GHz（10V/m）的RS測試頻段範圍內未出現任何異常現象；樣機RS測試通過。