余 莉,高 巖

(航天科工慣性技術(shù)有限公司，北京 100074)

0 引言

專用測(cè)試設(shè)備是指為測(cè)量某產(chǎn)品全部的技術(shù)指標(biāo)和性能而專門研制或配置的非通用測(cè)試設(shè)備，在國(guó)防科技行業(yè)中應(yīng)用居多[1]。以航天國(guó)防科技工業(yè)為例，航天產(chǎn)品在科研和生產(chǎn)階段，都需要做長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試和試驗(yàn)，自動(dòng)測(cè)試產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和詳細(xì)的數(shù)據(jù)過程記錄在此時(shí)顯得尤為重要。在這個(gè)過程中，通用測(cè)試儀器設(shè)備已經(jīng)滿足不了用戶在產(chǎn)品驗(yàn)證方面的測(cè)量需求，必須為產(chǎn)品定制滿足各種用途的專用測(cè)量設(shè)備。專用測(cè)試設(shè)備的測(cè)試數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確可靠，會(huì)直接影響到型號(hào)產(chǎn)品質(zhì)量的判定，從而影響到型號(hào)試驗(yàn)的成功。所以，專用測(cè)試設(shè)備的質(zhì)量與控制狀態(tài)直接關(guān)系到軍工產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性，關(guān)系到試驗(yàn)的成敗。從設(shè)備的電磁兼容角度看，如果專用測(cè)試設(shè)備本身對(duì)外干擾較強(qiáng)，有可能會(huì)影響到被測(cè)產(chǎn)品的正常工作，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)損壞被測(cè)產(chǎn)品；如果測(cè)試設(shè)備本身抗干擾能力差，那么外界干擾的存在同樣會(huì)影響設(shè)備的測(cè)量精度，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致設(shè)備本身工作出現(xiàn)異常。因此，測(cè)試設(shè)備自身電磁兼容性設(shè)計(jì)的優(yōu)劣已成為衡量一臺(tái)專用設(shè)備質(zhì)量的重要指標(biāo)。

航天專用測(cè)試設(shè)備通常是為某航天產(chǎn)品測(cè)試需求而專門定制的測(cè)試設(shè)備，其功能主要用于檢測(cè)產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是否合格。在航天專用測(cè)試設(shè)備中，由于被測(cè)對(duì)象都是航天應(yīng)用產(chǎn)品，大多具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，如果因?yàn)樵O(shè)備的電磁兼容性問題給被測(cè)產(chǎn)品帶來?yè)p害，設(shè)備承制方必將承受嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以電磁兼容性設(shè)計(jì)在航天專用測(cè)試設(shè)備中舉足輕重。

1 航天專用測(cè)試設(shè)備特點(diǎn)及EMI分析

航天專用測(cè)試設(shè)備自身多為室內(nèi)使用的地面設(shè)備，用于配合產(chǎn)品的測(cè)試和實(shí)驗(yàn)等，少量應(yīng)用于艦載環(huán)境，幾乎不存在露天外場(chǎng)這樣的應(yīng)用環(huán)境。因此，來自自然界的如雷電、太陽黑子輻射等自然現(xiàn)象對(duì)測(cè)試設(shè)備的干擾可以忽略不計(jì)，而實(shí)驗(yàn)室周邊的電氣設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)、電火花、電弧焊接、高頻加熱、可控硅整流等強(qiáng)電系統(tǒng)所造成的干擾則是測(cè)試設(shè)備需要重點(diǎn)考慮的因數(shù)。這類干擾主要是通過供電電源對(duì)測(cè)量裝置和計(jì)算機(jī)產(chǎn)生影響，因此測(cè)試設(shè)備電源的干擾抑制技術(shù)成為目前普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，同時(shí)也是本論文研究的重點(diǎn)。

1.1 設(shè)備電源特點(diǎn)

航天專用測(cè)試設(shè)備電源分為獨(dú)立供電單元和嵌入式供電電源兩種。前者是指內(nèi)含多種電源轉(zhuǎn)換電路和電源保護(hù)電路的獨(dú)立箱體，后者是指安裝于測(cè)試箱本體內(nèi)部的電源轉(zhuǎn)換電路。兩者功能大致相近，工作方式相同，但在結(jié)構(gòu)形式、供電輸入方式、電路原理、負(fù)載特征上迥異，如表1所示。

表1 航天專用測(cè)試設(shè)備電源的分類與區(qū)別

從電源電路原理上看，(AC+DC)/DC轉(zhuǎn)換電路是由AC/DC轉(zhuǎn)換電路和通道切換電路共同構(gòu)成，而AC/DC轉(zhuǎn)換電路是由整流電路、DC/DC轉(zhuǎn)換電路和電壓調(diào)節(jié)電路等共同構(gòu)成，DC/DC轉(zhuǎn)換電路則由輸入輸出濾波電路和DC/DC電源轉(zhuǎn)換模塊等共同實(shí)現(xiàn)。因此，研究測(cè)試設(shè)備電源電磁干擾抑制技術(shù)的核心應(yīng)放在DC/DC電源轉(zhuǎn)換模塊應(yīng)用的電磁兼容設(shè)計(jì)上。

1.2 DC/DC模塊電源EMI分析

目前航天專用測(cè)試設(shè)備應(yīng)用的DC/DC模塊電源，輸入電壓有DC18～36 V和AC220V兩種，輸出功率從幾瓦到幾百瓦不等。這些DC/DC模塊電源均為開關(guān)式穩(wěn)壓電源，而開關(guān)式穩(wěn)壓電源的控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種。在航天專用測(cè)試設(shè)備應(yīng)用的模塊電源，絕大多數(shù)的控制方式為脈寬調(diào)制(PWM)式，即控制電路是以功率半導(dǎo)體開關(guān)器件為核心的高頻功率電子電路，通過調(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時(shí)間比例，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。也就是說模塊電源內(nèi)部會(huì)不可避免地產(chǎn)生周期性雜波，而雜波的頻譜分布在開關(guān)頻率點(diǎn)和其高階諧波頻率點(diǎn)周圍。如圖 1所示，DC/DC變換器的電磁干擾(EMI，Electro Magnetic Interference)存在輻射干擾(輻射發(fā)射RE、輻射敏感度RS)和傳導(dǎo)干擾(傳導(dǎo)發(fā)射CE、傳導(dǎo)敏感度CS)兩種。[2]

圖1 DC/DC模塊電源的EMI分析示意圖

輻射干擾是指變換器內(nèi)部開關(guān)管的高速導(dǎo)通和關(guān)斷所產(chǎn)生的噪聲和印制板元器件布局、布線引入的寄生參數(shù)帶來的干擾信號(hào)。此項(xiàng)參數(shù)在產(chǎn)品出廠時(shí)已經(jīng)固化，對(duì)于應(yīng)用者來說是不可控的。同時(shí)，航天專用測(cè)試設(shè)備采用的DC/DC變換器全部為市場(chǎng)貨架產(chǎn)品，通過該類產(chǎn)品相關(guān)電磁兼容性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，所以輻射干擾不是本篇研究的方向，傳導(dǎo)干擾[5]的抑制才是重點(diǎn)。

以航天專用測(cè)試設(shè)備為單位來看，傳導(dǎo)干擾要么是從電源進(jìn)線引入的外界干擾，要么是設(shè)備產(chǎn)生并經(jīng)由電源線傳導(dǎo)出去的噪聲干擾。這表明了噪聲的雙向性，測(cè)試設(shè)備既是噪聲干擾的對(duì)象，又是一個(gè)噪聲源。

具體到干擾電流的流動(dòng)途徑來看，傳導(dǎo)干擾又分為共模干擾和差模干擾，如圖 2所示[4]。共模干擾是兩條電源線對(duì)大地(簡(jiǎn)稱線對(duì)地)的噪聲，大小方向一致，主要由電源線對(duì)地的雜散電容CP引起；差模干擾是兩條電源線之間(簡(jiǎn)稱線對(duì)線)的噪聲，大小一致，方向相反，

圖2 共模和差模干擾的電流示意圖

2 電源干擾抑制技術(shù)應(yīng)用

為了保證測(cè)試設(shè)備正常工作，必須在測(cè)試設(shè)備電源的設(shè)計(jì)和使用過程中合理應(yīng)用干擾抑制技術(shù)，才能有效地抑制干擾。屏蔽、接地、濾波是三項(xiàng)最基本的干擾抑制技術(shù)[2]，主要用來切斷干擾的傳輸途徑。

2.1 濾波

采用測(cè)試設(shè)備內(nèi)部安裝輸入輸出EMI電源濾波器和設(shè)計(jì)電源輸入輸出濾波電路都是有效減低傳導(dǎo)干擾的途徑。在設(shè)備結(jié)構(gòu)允許的條件下，理想的濾波方式連接圖如圖 3所示，AC220V或DC18～36信號(hào)首先經(jīng)過EMI電源輸入濾波器，再經(jīng)過電源輸入輸出濾波電路等，得到的一部分直流電壓信號(hào)直接為設(shè)備內(nèi)部電路和面板儀器儀表供電，另一部分經(jīng)過EMI電源輸出濾波器為被測(cè)電路供電。

圖3 測(cè)試設(shè)備電源理想的濾波方式連接圖

2.1.1 EMI電源濾波器的選擇

目前市場(chǎng)上流通的濾波器類目繁多，根據(jù)航天專用設(shè)備電源特點(diǎn)來看，DC/DC模塊電源的土要干擾源是由開關(guān)頻率產(chǎn)生的高次諧波，而目高頻電磁波更容易接收而對(duì)設(shè)備造成干擾，因此EMI濾波器應(yīng)采用低通濾波方式。在某些直流供電的測(cè)試設(shè)備中，如果安裝有較大差模電感的濾波器，雖然抑制電流突變的作用顯著，但會(huì)使得部分DC/DC變換器在重負(fù)載啟動(dòng)時(shí)電流輸入供給不足，從而引起電源模塊在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)嘯叫聲，輸出異常。所以，在設(shè)備電源輸入端安裝的EMI濾波器盡量采用無差模電感或差模電感量較小的濾波方式。如果某些特殊情況必須采用有一定差模電感量的濾波器，那么必須在濾波器后端添加大電容[7]。

另外，在選用濾波器時(shí)主要從如下4個(gè)方面進(jìn)行選型。

1)類型。EMI電源濾波器通常有直流濾波器和交流濾波器兩種。在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)備是直流供電時(shí)，宜采用直流濾波器；設(shè)備是交流供電或者交直流切換供電時(shí)，只能選用交流濾波器。直流濾波器不能用在設(shè)備是交流供電或者交直流切換供電場(chǎng)合，主要因?yàn)橹绷鳛V波器中往往會(huì)使用容量較大的共模濾波電容器，應(yīng)用在交流場(chǎng)合可能會(huì)產(chǎn)生漏電流超標(biāo)的問題。而交流濾波器應(yīng)用于直流場(chǎng)合，安全角度沒問題，但是體積會(huì)較一般的直流濾波器大，且成本更高。

2)額定電壓。EMI電源濾波器的額定電壓是指濾波器工作時(shí)的最高電壓。在航天專用測(cè)試設(shè)備中，考慮設(shè)備器件的降額要求，通常情況下會(huì)選擇額定電壓高于輸入電壓30%～50%的濾波器。

3)額定電流。EMI電源濾波器的額定電流是指在額定電壓的條件下所能通過的連續(xù)最大的電流。選擇濾波器的額定電流參數(shù)時(shí)，要以測(cè)試設(shè)備的最大工作電流為準(zhǔn)，確保濾波器在設(shè)備最大工作電流狀態(tài)下工作正常。在航天專用測(cè)試設(shè)備中，考慮設(shè)備器件的降額要求，濾波器的額定電流值通常取實(shí)際電流值的1.5倍。

4)插入損耗[6]。從抑制干擾的角度，插入損耗是最重要的指標(biāo)。插入損耗是指在同一負(fù)載上濾波器接入前負(fù)載所接受到的功率與濾波器接入后負(fù)載所接受到的功率的比值，單位是分貝(dB)，分貝越大說明抗干擾能力越強(qiáng)。但是需要注意的是，濾波器廠家給出的濾波器的插入損耗曲線都是在50 Ω-50 Ω的標(biāo)準(zhǔn)阻抗下測(cè)得的,而實(shí)際應(yīng)用中的源阻抗和負(fù)載阻抗不會(huì)是中規(guī)中矩的,所以濾波器的衰減效果會(huì)有減弱。因此，對(duì)擬抑制的頻點(diǎn)至少留出20 dB的余量。以200 kHz超標(biāo)15 dB為例，應(yīng)選擇插入損耗曲線在200 kHz時(shí)不低于35 dB的濾波器。另外，插入損耗分共模插入損耗和差模插入損耗，一般10 MHz以上的干擾，選擇共模插入損耗滿足以上要求的濾波器，10 MHz以下的干擾，選擇差模插入損耗滿足以上要求的濾波器，對(duì)上例200 kHz，應(yīng)選擇差模插入損耗35 dB的濾波器。

2.1.2 EMI電源濾波器的安裝

當(dāng)設(shè)備內(nèi)部選擇了合適的EMI電源濾波器后，必須要考慮恰當(dāng)?shù)陌惭b方式。只有安裝得當(dāng)，才能取得預(yù)期的效果，否則，就會(huì)破壞濾波器的衰減特性，不能對(duì)電磁干擾起到很好的抑制作用。濾波器的安裝方式需要注意以下3個(gè)方面。

1)輸入線盡量短。如果測(cè)試設(shè)備電源入口到EMI電源濾波器輸入端有很長(zhǎng)的引線，測(cè)試設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的電磁干擾就會(huì)通過一些分布電容和分布電感重新耦合到電源線上，使得濾波器失效。因此，EMI電源濾波器應(yīng)在測(cè)試設(shè)備電源入口處就近安裝，最好的結(jié)構(gòu)安裝就是用濾波器的殼體蓋住機(jī)箱上的電源線入口處最好。

2)濾波器的輸入線和輸出線必須分開走線。如果將電源濾波器的輸入線和輸出線捆扎在一起或平行走線，相當(dāng)于在電源濾波器的輸入線和輸出線之間并接了一個(gè)電容，干擾信號(hào)即可繞過濾波器，從分布電容的路徑通過，導(dǎo)致濾波器失效。

3)濾波器的外殼與設(shè)備的金屬機(jī)殼要有良好搭接。兩者搭接良好時(shí)，干擾信號(hào)可以通過殼體直接接地；兩者搭接不良時(shí)，相當(dāng)于濾波器的殼體與機(jī)箱之間存在一個(gè)分布電容，導(dǎo)致濾波器高頻時(shí)接地阻抗較大，一部分干擾信號(hào)就能通過濾波器，使得濾波器濾波效果下降。所以要注意濾波器的外殼與設(shè)備機(jī)殼搭接處，不要涂覆絕緣漆，整面接觸最為穩(wěn)妥。

2.1.3 輸入輸出濾波電路的設(shè)計(jì)

如圖 3所示，如果設(shè)備腔內(nèi)空間足夠，外置濾波器與電路印制板濾波電路配合使用顯然是設(shè)備電源最優(yōu)的濾波方式，從而使得傳導(dǎo)干擾對(duì)設(shè)備其它電路、儀表和外界的影響能夠大幅降低。但在腔內(nèi)空間無法安置電源輸入輸出濾波器時(shí)或只能安置其中之一時(shí)，濾波電路的作用凸現(xiàn)。因此，在任何情況下，電源輸入輸出濾波電路都是設(shè)備電源密不可分的一部分，需要精心設(shè)計(jì)[3]。

測(cè)試設(shè)備電源中常用的輸入、輸出濾波電路如圖 4(a)(b)所示。

(a)輸入濾波電路

圖4中C6、C7和C11、C12均為濾除共模干擾用的Y電容，分別跨接電源正線與模塊金屬外殼(或火線與地線)間和回線與模塊金屬外殼(或零線與地線))間，對(duì)共模電流起旁路作用。該電容一般選取耐壓1 000 V以上，容值在10 000 pf以下的高壓瓷片電容。C1、C2、C3用于吸收輸入紋波噪聲，C15、C16用于吸收輸出紋波噪聲，C13、C14是儲(chǔ)能電容，保障負(fù)載瞬時(shí)電流突變時(shí)，電源電路仍穩(wěn)定工作。為了獲得良好的濾波效果，所有電容的引線必須盡可能短。同時(shí)，共模電感L1、L2、L11的應(yīng)用都能起到有效抑制共模噪聲的作用。根據(jù)測(cè)試設(shè)備電源特點(diǎn)，共模扼流圈在150 k～30 MHz之間必須提供足夠高的阻抗來抑制噪聲，所以首選環(huán)形鐵氧體作為磁芯材料，電感量繞置在1～2 mH為宜。

2.2 屏蔽

屏蔽就是利用導(dǎo)電體或?qū)Т朋w制成的容器，將干擾源或信號(hào)電路包圍起來。屏蔽主要用于切斷通過空間輻射之干擾的傳輸途徑[10]。根據(jù)航天專用測(cè)試設(shè)備電源特點(diǎn)，嵌入式供電電源因?yàn)椴捎糜≈瓢逯Ъ芏逊攀浇Y(jié)構(gòu)，與設(shè)備其他電路沒有明顯的空間界限，屏蔽處理只能局限于傳輸?shù)膶?dǎo)線；而供電單元因?yàn)橛歇?dú)立的箱體結(jié)構(gòu)，除了傳輸線的屏蔽，箱體機(jī)殼的屏蔽也是關(guān)注的重點(diǎn)。

2.2.1 屏蔽線的使用

無論是嵌入式供電電源還是獨(dú)立的供電單元，線纜都是屏蔽的重要因素，一般使用原則如下：

1)AC220V電源線應(yīng)采用三色纖維聚氯乙烯絕緣安裝線，三絞后套屏蔽套。該線纜的截面積參數(shù)根據(jù)傳輸電流適當(dāng)選取。

2)電源正、回線傳輸電流1.5 A以下，直接采用氟塑料絕緣雙絞屏蔽線AFP (2×0.15 mm2)；1.5～3 A以內(nèi)傳輸電流，應(yīng)采用擠壓式絕緣層屏蔽線AFP-200(1×0.35 mm2)雙絞；3 A以上傳輸電流選用原則與1)相同；

3)敏感、易受干擾、關(guān)鍵信號(hào)線同樣需要加屏蔽措施，原則與2)相同。

4)以上線纜焊接端部分均應(yīng)采用屏蔽膠帶對(duì)線纜進(jìn)行EMI屏蔽，在纏繞時(shí)可以有一些重疊。屏蔽膠帶是一種帶高導(dǎo)電背膠的導(dǎo)電箔帶，其背膠和導(dǎo)電箔帶組成完整的導(dǎo)電體，可以與任何金屬表面以粘接方式完整電搭接和縫隙電封閉。對(duì)重量和柔軟性有要求的場(chǎng)合可以使用導(dǎo)電布膠帶。

2.2.2 實(shí)用的機(jī)箱屏蔽措施

供電單元結(jié)構(gòu)體的電磁泄露點(diǎn)主要有：軸流風(fēng)機(jī)和縫隙。其中縫隙有包括機(jī)箱縫隙、連接器縫隙以及其它空洞縫隙等。一些實(shí)用的屏蔽措施如下：

1)軸流風(fēng)機(jī)安裝蜂巢屏蔽通風(fēng)窗。通風(fēng)口是電磁干擾主要泄露部分之一，在GJB151A嚴(yán)格要求下，采用機(jī)箱板上開小孔或金屬網(wǎng)的常規(guī)方法，其屏蔽性能已達(dá)不到期望水準(zhǔn)。蜂巢式屏蔽通風(fēng)窗利用截至波導(dǎo)原理解決通風(fēng)和屏蔽這對(duì)矛盾。該產(chǎn)品的特點(diǎn)是具有極好的通風(fēng)性能和極高屏蔽性能，通風(fēng)面積可達(dá)到95%；采用帶導(dǎo)電襯墊的一體化端接方式，只需擰緊螺釘，就可安裝到位，操作極為方便。

2)機(jī)箱縫隙用導(dǎo)電橡膠屏蔽。導(dǎo)電橡膠是通過在硅橡膠中添加導(dǎo)電微粒制成的一種新型高分子材料，它既保持了橡膠原有的水、汽密封特性，同時(shí)具有穩(wěn)定的電磁屏蔽性能。凡水密橡膠均可用導(dǎo)電橡膠替代，同時(shí)完成環(huán)境密封和電磁密封。在實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)電箱體是由機(jī)蓋和機(jī)架構(gòu)成的，這兩者通常是平而硬的表面。當(dāng)它們結(jié)合在一起時(shí)，微小的不規(guī)則的表面阻止了它們?cè)谌魏吸c(diǎn)的良好密封，這些不規(guī)則在一定壓力存在下就是高頻電磁波能力泄露的途徑。即使用很大的壓力問題依然存在。然而，將導(dǎo)電橡膠等屏蔽材料安裝在接觸表面，即使在很小的壓力下，柔韌性很好的屏蔽襯墊能夠很好的依存不規(guī)則的表面。這樣由于表面不規(guī)則及通過接觸面潛在的泄漏途徑彎曲的密封了，可以使高頻電磁輻射能力的滲透削弱，也可以防止環(huán)境中濕氣及氣體滲透。

3)連接器縫隙用法蘭接口密封襯墊屏蔽。該襯墊由各種導(dǎo)電橡膠制成，主要使用在連接器法蘭和安裝隔板之間，可以提供良好的屏蔽性能、水汽密封和壓力密封，可以與非導(dǎo)電密封墊互換。

4)其他孔洞縫隙屏蔽。由于面板顯示儀表、指示燈和操作開關(guān)等需求會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件上開各種孔洞，建議選用屏蔽的元器件。否則需要注意安裝縫隙的屏蔽效果。導(dǎo)電接口襯墊采用導(dǎo)電布襯墊或金屬?gòu)?fù)合襯墊模切而成，能夠?qū)ζ骷涌谟泻芎玫钠帘巫饔?。它具有高彈性和阻燃行，同時(shí)還具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣泛的屏蔽材料。

2.3 接地

在航天專用測(cè)試設(shè)備中，接地不僅是抑制干擾的重要手段之一，更是一項(xiàng)重要的安全保護(hù)措施。實(shí)踐證明，良好的接地不僅能夠防止外部干擾的入侵，抑制測(cè)試設(shè)備內(nèi)部噪聲對(duì)外耦合，而且能夠保護(hù)設(shè)備和人身安全；反之，如果接地處理不好，可能會(huì)將外部干擾引入設(shè)備內(nèi)部，設(shè)備內(nèi)部噪聲也會(huì)對(duì)外耦合，產(chǎn)生干擾，甚至引起觸電事故發(fā)生，危害個(gè)人的生命安全[8]。

良好的接地設(shè)計(jì)可以讓測(cè)試設(shè)備以最小的硬件成本解決許多電磁干擾問題[9]。具體注意事項(xiàng)如下：

1)設(shè)備金屬機(jī)殼應(yīng)與大地可靠接觸。如果設(shè)備是AC220V輸入，機(jī)殼地與AC220V地應(yīng)采用線徑較粗的屏蔽線短距離多處相接(具體問題具體分析)；如果設(shè)備是直流輸入，機(jī)箱外殼應(yīng)設(shè)有“地柱”，操作者在操作前需要通過“地柱”將測(cè)試設(shè)備與大地相連。設(shè)備機(jī)殼接大地不僅可以大大提高設(shè)備的抗干擾能力，而且也是出于對(duì)操作者人生安全角度的重要考慮。

2)濾波器外殼應(yīng)與設(shè)備金屬機(jī)殼可靠接觸。接觸電阻(如圖 3)增大會(huì)使濾波器抗共模干擾的特性變壞，甚至失效；而且濾波器外殼接地也能夠防止濾波器的泄漏電流對(duì)人身的危害。

3)屏蔽線金屬外層應(yīng)與設(shè)備金屬機(jī)殼可靠接觸。屏蔽線的金屬外層應(yīng)緊貼機(jī)箱，面—面接觸的方式優(yōu)于多點(diǎn)接觸方式。

4)電源模塊金屬外殼應(yīng)與設(shè)備金屬機(jī)殼可靠接觸。如果機(jī)箱底板為金屬接觸面，只需要將電源模塊的接線柱與印制板安裝支架相連就能實(shí)現(xiàn)模塊金屬外殼與設(shè)備金屬機(jī)殼可靠接觸；如果機(jī)箱底板為非金屬接觸面，需要增加電源模塊接線柱與印制板連接器相連的印制線，同時(shí)在該印制板的對(duì)外接口處增加與機(jī)箱金屬側(cè)板或上、下蓋板的連接，以保證模塊金屬外殼與設(shè)備金屬機(jī)殼可靠接觸。

5)供電單元機(jī)箱連接器或金屬開關(guān)等應(yīng)與設(shè)備金屬機(jī)殼可靠接觸。除了用戶的特別申明(絕緣接觸要求)外，面板上安裝金屬連接器或金屬操作開關(guān)時(shí)，必須保證接觸面平滑，如果有必要在它們之間安裝屏蔽材料，材料也必須是導(dǎo)電的。

3 實(shí)際應(yīng)用效果和結(jié)論

在實(shí)際應(yīng)用中，作者選取了某嵌入式供電電源作為試驗(yàn)對(duì)象，測(cè)試設(shè)備外部結(jié)構(gòu)借鑒供電單元機(jī)箱的具體屏蔽措施實(shí)施方法，通過了CE101、CE102、CS101、CS114、CS116、RE101、RE102、RS101、RS103等九項(xiàng)電磁兼容試驗(yàn)。其中CE102 10 kHz～10 MHz和RE102 10 kHz～10 MHz的試驗(yàn)結(jié)果截圖如圖 5(a)、(b)所示。

由圖 5可見，在整個(gè)試驗(yàn)檢測(cè)頻段范圍內(nèi)，輸入電源線的傳導(dǎo)發(fā)射和設(shè)備自身及其電纜的電場(chǎng)發(fā)射均在規(guī)定的極限值以下，而且在DC/DC變換器的開關(guān)頻率350 kHz附近，電場(chǎng)輻射發(fā)射較其它頻段稍高。同時(shí)也驗(yàn)證了試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與實(shí)際情況相符，濾波、屏蔽、接地等干擾抑制具體措施是可靠而行之有效的。

(a)CE102 10 kHz～10 MHz試驗(yàn)結(jié)果截圖

4 結(jié)束語

本文通過對(duì)航天專用測(cè)試設(shè)備的電源特點(diǎn)分析和EMI分析，從濾波、屏蔽、接地3個(gè)方面深入探討了電源干擾抑制技術(shù)在航天專用測(cè)試設(shè)備中應(yīng)用的具體措施。這些電磁兼容方法已經(jīng)成功應(yīng)用在某測(cè)試設(shè)備嵌入式供電電源和機(jī)箱結(jié)構(gòu)中，通過了CE102、RE102等九項(xiàng)電磁兼容試驗(yàn)。

從測(cè)試設(shè)備發(fā)展角度看，設(shè)備電源干擾抑制的具體方法對(duì)今后航天專用測(cè)試設(shè)備的電磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility)發(fā)展具有積極的指導(dǎo)和借鑒作用，意義深遠(yuǎn)。