3 解决电子工程系统中电磁干扰的途径

　　为了确保电路免受电磁干扰， 箱体屏蔽、电路滤波和电缆保护是3种重要措施，其关键点在印刷电路板布局和内部连接的选择上。用传输线和高频阻抗控制等方法可获得满意的电磁兼容结果，这一点即使对于低频模拟电路也是可行的。

　　解决电子工程系统中电磁干扰所需的保护包括： 干扰频率范围上的电缆屏蔽保护， 电缆屏蔽端接保护，箱体电缆入口的I/O 低通滤波，I/O共模扼流圈，差模驱动和接收、光耦隔离等。具体保护措施和方法如下。

　　3．1加固模拟电路· 把所有电路视为射频电路。将电缆屏蔽层单端接地虽然能够防止电路受到低频地环路的影响， 但会使电缆受到四分之一波长频率以上频率的远场感应电压影响。必须使射频防护措施在整个试验频段内(150kHz~ 1GHz)都有效。

　　· 仅在一端接地屏蔽体。高频时干扰差不多都以共模形式出现或在元件引脚至地(或机壳) 问，而元件引脚与引脚问则没有。因此，元件引脚至地问的回路需加以处理。高频时外部电场在屏蔽电缆上感应出电流， 电流和电压的最大值出现在四分之一波长为电缆长度的频率点上。

　　在电缆谐振频率以上， 电缆的屏蔽层开始失效。

　　-屏蔽体两端接地。如果电缆屏蔽层在两端接地， 其主要受干扰频率将发生在半波长等于电缆长度的频率上，如果屏蔽层的端接不是同轴方式，而是依靠小辫端接， 则在谐振频率的奇数倍的频率上， 屏蔽层将失去作用。单根小辫的屏蔽层端接意味着， 最大的半波电流将仅通过小辫流动， 从而在小辫周围产生极强的磁场。

　　-端接同轴电缆屏蔽层。只有使屏蔽层上的电流通过多点接地， 这些电流产生的磁场才会相互削弱， 从而保护连接器中的信号针。所有连接器应是金属的， 并应通过直接的金属与金属接触连接到机箱上(连接器和机箱都应是导电光洁表面)。并应使用屏蔽护套， 如镀锡“压纹”D 型连接器，最好不用DIN和小DIN连接器。

　　-将屏蔽与非屏蔽引线安排到不同的连接器中。所有准备用滤波的方式来加固的信号插针应布置在同一个连接器中。连接器中的所有插针都应滤波。各滤波电容的容量差别不超过10倍。

　　屏蔽和非屏蔽引线不要穿过同一连接器。所有的屏蔽引线应绑扎在一起，这样可采用标准的端接方法来处理。对于多层屏蔽电缆，可通过一金属导电带短接在一起， 或者使用专门的连接器护套，将每一层屏蔽都连接到连接器的外壳上。

　　3．2 滤波电容值如果在信号引线上采用线到机壳的滤波， 那么其电容量会受到允许的泄漏电流的限制。滤波器中的共模电感的电感量如果较大， 则电容的容量可以小些， 同时仍然能够满足大多数电路所需要的低通滤波插损值。

　　对低频模拟电路采用编织网屏蔽电缆。通常模拟电路设计人员们有一个共识： 屏蔽电缆的屏蔽层只能在一端接地。这样做的目的是防止屏蔽层中的地环路电流， 这些电流会在负载电阻上感应出噪声电压。绞线可以有效地减小“地环路”

　　磁场耦合。因此， 为了提高灵敏模拟电路的抗扰性，应采用每时l8绞距的双绞屏蔽电缆，并且屏蔽层两端都接地。

　　内部I/O信号尽量在PCB上传输，而不通过引线。连接器上出来的引线应通过线路板上的走线直接连到I/O 连接器的针上。这样， 信号走线可以获得最大的共模(针对机壳)阻抗， 从而减小高频干扰耦合。

　　3．3 PCB设计正如数字电路的线路板一样，PCB 设计时应设置完整的地面和电源面，所有地线面应该连在一起。这些地线面应通过电容接到机壳，其电容值根据机箱允许的泄漏值来确定。接地的关键是地回路必须具有最小的电感。若使用直流接地， 电源地应相对于机壳浮起来， 而仅在母板或底板上通过一点与机壳连接。

　　3．4 排除瞬态干扰通常， 静电放电(ESD)和电快速瞬变脉冲群(EFT)对数字电路的危害甚于其对模拟电路的影响。静电放电在5MHz~200MHz的范围内产生强烈的射频辐射， 其峰值经常在35MHz45MHz问发生自激振荡。许多I/O 电缆的谐振频率也通常在这个频率范围内，结果电缆中便串入大量的静电放电辐射能量。

　　当电缆暴露在4kV～ 8kV 静电放电环境中时，I／O 电缆终端负载上测量到的感应电压可达600V， 远超出典型数字门限电压值0．4V。典型的感应脉冲持续时问大约为400ns。将I／O 电缆屏蔽起来， 且两端接地， 使内部信号引线全部处于屏蔽层内， 可将干扰减小60dB~ 70dB， 负载上的感应电压只有0．3V或更低。

　　电快速瞬变脉冲群也产生相当强的辐射发射，从而耦合到电缆和机壳线路。电源线滤波器可以对电源进行保护。线一地之间的共模电容是抑制此瞬态干扰的有效器件， 它使干扰旁路到机壳，而远离内部电路。若电容的容量受到泄漏电流的限制而不能太大时， 共模扼流圈须提供更大的保护作用， 应使用专门的带中心抽头的共模扼流圈， 中心抽头通过一只电容(容量由泄漏电流决定)连接到机壳。共模扼流圈通常绕在高导磁率铁氧体芯上， 其典型电感值为15mH~ 20mH。