电磁兼容检测系统设计论文

摘要：本文对机载液冷系统总体设计及优化设计经验进行了总结和提炼，为新型机载液冷系统设计提供参考。从结构设计准则、设计程序、系统优化设计、显示与控制设计、电磁兼容性设计、五性设计和标准化、设备选型等几个方面阐述了机载液冷系统设计及优化的技术和方法。指出诵过分析计算、三维建模、仿直分析、检测试验等环节，持续改进液冷系统设计。以下是小编精心整理的《电磁兼容检测系统设计论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

电磁兼容检测系统设计论文 篇1：

铁路通信电子系统设计中的电磁兼容性

摘 要：随着电磁兼容学科技术水平的发展和提高，铁路通信电子系统设计中电磁兼容工作势将朝着系统间电磁兼容性的预测、预估与仿真验证的方向发展。实施铁路电磁兼容管理工作是铁路技术管理发展成熟的标志之一，因此需要重点加强研究。基于此本文分析了铁路通信电子系统设计中的电磁兼容性。

关键词：铁路通信；电子系统设计；电磁兼容性

1、铁路通信电子系统设计中的电磁兼容管理的必要性

首先，铁路通信信号技术使设备的数字化、信息化、智能化程度大大提高，设备硬件微电子化、集成化程度高，电磁敏感性增大，对电磁兼容技术水平的要求提高。要想从整体上全面解决电磁兼容问题，就必须从系统的层面，从铁路建设的全周期来进行铁路电磁兼容工作的管理及预测、防范工作。

第二，铁路各专业间系统集成化程度高，集成化已经成为铁路技术的一个重要特征，因此，对系统间的电磁兼容问题需要通过各专业间的协调和配合才能解决，这需要通过管理的方式进行。第三，铁路建设成本高，运营维护同样需要投入大量人力物力，对所有技术问题的应对和评估若采取事后增加措施，必将提高运营维护成本，影响运营效率，不如事前采取管理控制手段。因此，在铁路安全保障体系中加入电磁兼容管理的理念，实施电磁兼容管理是铁路电磁兼容工作有效可靠实施的方式之一。在铁路建设到运营的全周期内实施电磁兼容管理，让电磁兼容问题从设计阶段就得到充分的考虑和预测，在施工、设备生产、安装、集成调测、运营每个阶段依据管理程序对电磁兼容问题进行相应的测试、评估，确保电磁兼容问题解决在事前。

2、铁路通信电子系统设计中的电磁兼容性干扰

2.1 通信线路电涌保护器安装

通信线路电涌保护器的选型和安装是防雷项目中最复杂、最容易出问题的环节，不同于直击雷防护，即使没有雷电波侵入，仍可能由于设计失误或产品选择不当，导致保护无效、数据包丢失甚至通信中断。因此，根据通信线路（DDN、工 SD N 等）、通信接口（R S232 等）、供电方式（交、直流）、工作频率、带宽等要求，选择在系统数字、模拟等各种接口处插入损耗小、响应速度快、频带宽、通流量大的电涌保护器。

2.2 电磁干扰抑制技术

1）滤波。该技术在运用过程中使用滤波器件分离干扰信号或噪声，能够从中获得有用信号。其中，滤波器件主要包括电容，电感、磁珠、电阻、共模电感等，为了提高工作质量与效率，可选择几种组合使用，电容、电阻与电感便是生活中最常见的滤波器组合，应用效果良好。这几种滤波器件有各自的特点与适用范围，工作人员应根据实际情况进行选择，以免降低电磁干扰抑制效果。2）屏蔽。利用导磁或导电性良好的材料制成屏蔽体，可将设备的内、外部进行分离，具有双向屏蔽性，能够控制电磁干扰的范围。随着科学技术的不断发展，越来越多的材料用于屏蔽器制作，但屏蔽效果也有较大差别，综合考虑方方面面的因素，銅、铝是效果最好的屏蔽材料。

2.3 隔离设计

想要降低电磁干扰，可以设置相应的物理隔离措施，如加大受干扰电路或者期间与干扰源之间的距离，干扰程度与距离平方呈反比，距离每增加一倍，干扰会降低四倍左右，因此，设计人员需要综合考虑器件或者设备的布局和布线，增加干扰源与受扰电路之间的距离，以此来降低系统故障率。在安装布线环节，需要依照干扰灵敏度或者本身功率来进行分别处理，布置的顺序应该依照低电平模拟信号、一般数字信号、交流控制装置、直流动力装置等。依照上述顺序，将其相互隔离，保持一定距离，不过，部分设备在布线环节会受到各种因素的影响，无法满足物理隔离的要求，需要考虑其他措施。

3、铁路通信电子系统设计中的电磁兼容性优化

3.1 轨道电路防止电磁干扰的措施

3.1.1选择合适的信号电流频率。电流为 50HZ 基波和谐波，选定的信号电流频率要既不同于电力牵引电流的基波，也不同于奇次和偶次谐波，以确保轨道电路可靠地正常动作。目前在提速线路上普遍采用 25HZ 相敏轨道电路，具有较强的抗干扰能力。

3.1.1 增加适配器，并采用与最大牵引电流相匹配的高容量扼流变压器来改善牵引电流对轨道电路的干扰状况。

3.1.2 轨道电路受电端继电器线圈并接防护盒，滤掉不平衡电流的 50HZ 基波及谐波成分，并保证信号电流衰耗很小。

3.2 机车信号防干扰措施

对机车信号的防护措施包括防护干扰和防损坏两方面。

3.2.1 制式选择：对于提速区段，作为行车凭证的列车运行控制系统基础的机车信号应为主体信号，是由车载信号和地面信号设备共同构成的系统，必须符合故障导向安全的原则。

3.2.2 设备布线及安装方面的防护措施：机车信号属于弱信号，应采用屏蔽线，且屏蔽线段的屏蔽网只允许一端接地或接机壳，不允许两端接地。

3.2.3 主机应放在电力机车的电气间内，尽量减少高温、高湿和电磁对设备的影响。

3.2.4 列车速度不断提高，形成气流可能会击坏强度较差的接收线圈或信息传感器及其引线，应进行防护。

3.3 系统抗扰度优化

3.3.1 抗扰度测试

1）抗静电释放测试。该测试主要的作用是用于检测车载电子电气设备、相关的系统以及外设对静电力的免疫能力。测试的环境温度要控制在 15 ～ 35℃，湿度控制在 30%～ 60%范围内。

2）脉冲抗干扰测试。该测试主要是用来验证电气和电子设备在瞬态切换过程中各种类型瞬态变骚扰所具有的抗干扰的能力。可以在单部件下在实验室中完成该项测试，也能够按照用户需求完成整车测试。

3.3.2 抗干扰度优化

通过电磁兼容性问题的分析，系统受外界干扰的主要途径是电源及信号、接口电路。为提高系统的抗干扰能力，系统必须加设电源及信号防雷抗干扰装置。防雷抗干扰装置是否有效，一是防雷抗干扰电路设计是否合理、先进（如，加信号隔离及保护等），再就是接地问题，系统设备接地效果好坏，直接影响到防雷装置的防雷抗干扰性能。对于防雷器的人线与出线必须分开，这一点容易被忽视，人线与出线在一起通过线容藕合，防雷器不起作用，外线雷击或干扰直接进人系统设备，造成设备损坏。

3.4 电磁兼容检测

电磁兼容性在通信设备运行中占据着举足轻重的重要地位，它的性能优劣将直接影响到通信系统的安全稳定运行。在电磁兼容检测中，需要注意以下问题：（1）电磁兼容现场试验的结果由于其在试验过程中可能的影响因素比较多，在重复性试验中，试验结果的再现比较困难；（2）随着电磁兼容技术的发展，新的标准已经对电磁兼容试验的频率范围进行了扩展，并要求在实际测试的试验级别之下的级别也要符合相关标准的要求；（3）通信设备种类繁多，相关的产品标准可在本文基础上根据实际情况进行修正。如试验级别和判定方法等；（4）对于特殊的通信设备，应当增加专门的电磁兼容试验项目，如增加对外辐射的限值，工频磁场以及工频谐波和谐间波等项目。

总之，铁路新技术的升级换代及广泛使用，使铁路处于一个更加复杂恶劣的电磁环境中，可能导致路内敏感设备受到干扰；同时，内部的传导和辐射骚扰电平的升高和设备敏感度的提高也使电磁兼容问题发生的概率和复杂程度大大提高，进一步加强对其的研究非常有必要。

参考文献：

[1] 吴兰.浅谈电磁兼容及在 ZPW-2000A 中的应用 [J].铁路通信信号工程技术，2009，6（03）：50-52

（作者身份证号132329198112081412）

作者：陈建杰

电磁兼容检测系统设计论文 篇2：

机载液冷系统总体设计及优化

摘要：

本文对机载液冷系统总体设计及优化设计经验进行了总结和提炼，为新型机载液冷系统设计提供参考。从结构设计准则、设计程序、系统优化设计、显示与控制设计、电磁兼容性设计、五性设计和标准化、设备选型等几个方面阐述了机载液冷系统设计及优化的技术和方法。指出诵过分析计算、三维建模、仿直分析、检测试验等环节，持续改进液冷系统设计。最后提出进一步完善机载液冷系统设计规范的思想。

作者：袁相勇　慎利峰

电磁兼容检测系统设计论文 篇3：

舰船电子系统电磁兼容性问题分析及对策

摘 要:舰船电子系统电磁兼容是舰船战斗力的重要保障。本文从电磁干扰产生的原理出发,详细阐述分析了舰船电子设备干扰产生机理及传播途径,讨论了各系统的电磁兼容问题,从硬件软件两个方面为舰船电磁兼容设计给出了合理的建议与对策。

关键词:舰船电磁兼容 电磁干扰 电磁兼容测试

随着军队信息化建设的飞速发展,舰船平台电子设备铺设密集,种类繁多,平台上电磁信号强度高、功率大、频谱展宽,系统间存在的有意、无意干扰急剧增多,电磁环境十分恶劣。舰船电子系统电磁兼容成为现代舰船设计改装过程中必须考量的一个重要因素,它不仅影响整个舰船系统工作的稳定性、可靠性,甚至可能破坏硬件电路。因此对舰船电磁环境进行详细分析,认清电磁干扰源及传播途径,从工程实施的角度进行电磁兼容性设计具有十分重要的意义。

1 舰船电子系统的电磁干扰产生

进行电磁兼容性分析,首先必须认清电磁干扰是怎样产生的。从构成电磁干扰的机理出发,任何系统设备电磁干扰离不开三个必要的因素:干扰源、耦合路径和敏感设备(受扰体)图1给出了其示意图。在舰船上,要抑制电磁干扰实现系统设备间的兼容工作相应地从这三方面着手:抑制干扰源、隔断传播途径以及提高设备抗干扰性能[1]。

1.1 干扰源

舰船上对应的干扰源种类很多,包括功能性干扰和非功能性干扰源。功能性干扰源指系统中某一部分的正常工作所产生的有用能量对其它部分的干扰,而非功能性干扰指无用的电磁能量所产生的干扰[2]。

(1)各无线电设备之间信号互扰;舰船上包括通信、导航、雷达、指控等电子设备,这些设备波长范围从米波到毫米、亚毫米波段,各种信号形式都有,强度差别大,电子设备本身的强发射信号对另一设备产生电磁干扰,各电子设备信号在空间产生的谐波互调,交叉调制也可以通过无线形式向四周辐射形成电磁干扰。

(2)脉冲数字电路、开关电路及频率振荡电路干扰,各种电子设备的频率源、其他振荡电路、数字电路中的基准时钟都属于电磁辐射干扰源;此外,各设备变流稳压电路所采用的开关电源开关频率包含丰富的高次谐波,它不仅可以通过公共电流通道进入其主系统还具有较强的电磁辐射能力。受安装空间限制及舰船一体化设计约束,舰载电子系统中脉冲数字电路、频率振荡电路和开关电路等强干扰源和单片机、DSP处理器件及大规模数字器件等敏感设备安放在一起从而形成严重自相干扰,甚至使设备不能正常工作(不仅传数据不可靠或破坏ROM中的数据而使系统死锁,还可能导致硬件破坏)。

(3)设备线缆间串扰;由于舰船空间狭窄,线缆分布密集,高频率、大信号传输时导致平行的线缆间产生干扰,非平行缆间也可以经公共通道(电源、接地、船体)耦合强信号形成电磁干擾。这种干扰现象在一些小型舰船常见但很难消除。

1.2 电磁干扰的传播途径

舰船电磁耦合的基本途径包括传导耦合和辐射耦合。传导耦合途径要求在干扰源与敏感设备之间有完整的电路连接,该电路可包括导线、供电电源、机架、接地平面、互感或电容等,只要一个返回通路将两个电路直接连接起来,就会发生传导耦合,此返回通路可以是另一根导线,也可以是公共接地回路、互感或电容[3]。辐射耦合途径是干扰源的能量以电磁场的形式传播的,根据干扰源与敏感设备的距离可分为近场耦合模式和远场耦合模式,辐射耦合不仅存在于两天线之间,设备的机壳、机壳的孔洞、传输线及元件之间都可能存在辐射耦合。

2 电磁兼容性的解决措施

2.1 硬件电磁兼容性的设计

(1)屏蔽

根据电磁干扰的产生原因,屏蔽设计措施包括电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽三种形式[4]。电场屏蔽是用密闭金属屏蔽层把主干扰电路包起来,在舰载电子系统中,各种电源线都应加上金属层屏蔽套,各种弱信号电缆也应进行屏蔽处理,以增强其抗电磁干扰性能。

磁场屏蔽针对低频电路而言,通常采用具有一定厚度的高导磁性材料制作的密封容器。通信系统中的电源变压器,天线驱动电机等设备产生的磁场为低频磁场,必须采用磁场屏蔽的办法,用铁磁材料把干扰器件包起来。

电磁屏蔽主要针对高频电磁辐射而言,其原理是电磁波传播的路径上放置金属环,使入射电磁波在传输线表面产生一个涡流,这些涡流产生的电磁场抵消入射电磁波的电磁场,从而屏蔽住位于屏蔽层内的电路。

因此,在实际舰船电子环境中应视不同情况采取不同的屏蔽措施,对开关电源采用1mm厚的镀锌钢板进行屏蔽;对CRT显示器把阴极射线管屏蔽壳与机箱连成一体,能有效地实现电磁屏蔽,使显示的图像参数不受周围杂散磁场的影响。同时必须采用覆盖细金属丝网或导电玻璃的方法阻止阴极射线管辐射的电磁能量穿透计算机显示屏对其他系统造成干扰,各种电子设备金属机壳应结构紧密形成良好屏蔽以减少设备电磁向外辐射。

(2)滤波

采用滤波器,防止本系统产生的电磁干扰通过公共电源通道传到其它电子系统中,从而解决电源线、信号线的传导干扰问题。

3)搭接

在两金属物体之间建立一条供电流流动的低阻抗连续通路,主要目的是保护设备与人身安全,防止雷电的危害,降低机箱和机壳射频电流。为便于设备的维修,拆卸方便,可以采用螺钉、铆钉或其它辅助零件进行半永久性搭接。变压器搭接是接地屏蔽等措施有效发挥作用的基本要素,一般接地电阻应达到级。

(4)接地

将设备和舰船上的公共金属部件(零电位参考面)之间建立连接,使整个通信系统有一个公共的零电位基准面,给高频干扰电压提供一个低阻抗通路,使系统免受干扰,防止雷电或高压设备出故障危及设备安全。良好的接地还是保证屏蔽、搭接、滤波等电磁兼容设计有效地基本要素。

(5)设备合理布局和布线处理

除了考虑机柜结构重心因素外,必须从电磁兼容角度对设备进行合理布局,使变频器、时钟源、电源变换器、DSP处理器等强干扰设备和监控计算机、单片机、接收机等敏感设备在空间上尽量远离。

另外,系统线缆种类多、密集、布线难度大,各种线缆间容易互相干扰,一般施工中为美观常将走向方向相同的线捆在一起。但是,若将高低压线、强弱信号线、交直流信号线捆扎在一起,必形成相互间干扰、影响系统正常工作,应将同一功能及电压、等级相近的信号线、强电控制线、高压电源线有大电流负载线分别归类,捆扎在一起。

2.2 软件电磁兼容性设计

优点在于不需硬件资源,不改变硬件环境,不需对干扰源精确定位,因此以简化电路设计,这种设计方法不仅灵活、方便,而且在有些情况下可以解决硬件电路无法解决的电磁干扰问题。

缺点是耗费时间,因软件设计主要利用数字滤波代替硬件滤波,用重复读取、比较来判断输入、输出,因此多付出时间,在已引起硬件破坏而使ROM、RAM中数据缺失时软件抗干扰将不起作用。

(1)软件电磁兼容性的主要措施

①软件陷井法。在程序的适应地方加一些陷井语句和陷井出口语句,这些语句不影响程序的正常运行,在计算机、单片机受到强电磁干扰时,程序会死锁,当程序运行一旦落入预设的陷井中,因陷井出口是设计者都预先设定的,因此程序进入可控阶段,如果陷井出口即系统程序自恢复的入口,则系统程序就可重新自动恢复正常运行。

②时间计数法。当计算机程序受到电磁干扰进入死循环,时间计数法对系统恢复非常有效,可以先设计一个超时处理程序,先对定时器初始化处理(设定定时常数)然后启动定时并开始执行正常的程序。当程序死锁时,将导致计时器溢出,输出一个超时信号,然后CPU按设计者设立的处理方案进行报警并使系统重新恢复。

③软件数字滤波法。软件滤波法只需利用计算技术,不仅可以省去硬件,而且可以消除频率很低的干扰(如几HZ以下的低频干扰)具体做法是按一定的数学模型对输入数据进行处理。例如,可通过对一个输入数据分两轮进行采样,每次采样4次,将每一次采样数据按大小排列,去除最大值和最小值？原数平均数,经过一定时间进行第二次采样,按同样方法对数据进行处理,最后将两轮采样的数据平均值作为实际采样值输出。

④软件容错法。大部分干扰都是瞬时出现的,因此可利用软件容错法来消除或抑制电磁干扰信号影响,当系统因干扰原因运行出错时,系统立即对发生错误的那些过程重新执行一次,或在一定的时间间隔内重复执行几次,一般可以对错误进行纠正,但在系统检测到错误时应保护现场,保留当时的指令地址及初始数据,然后程序计数器指针比值回到出错前一步,重新执行过程。

2.3 电磁兼容性的EMI测量和EMC试验

(1)电磁兼容设计测量。目的主要是检验硬件电磁兼容设计是否满足技术指标要求,测量内容一般有频谱特性数量,电磁辐射场強测量,滤波器测量,接地和搭接测量,屏蔽性能测量,电线电缆耦合测量等项。

(2)单台设备或敏感度测量。为了对电磁干扰心中有数,有必要对单台设备或系统进行敏感度测量[5]。具体做法是将规定能量的连续波,调制到连续波,尖峰脉冲信号等电磁干扰信号注入不同地点。注入地点有电源线、互扎线、地线、机壳,键盘和无线输入端等部位,测出不同部位对不同干扰信号的抗干扰敏感度。

(3)进行系统EMC试验,为了检测整个通信系统能否满足电磁兼容性要求,应将通信系统各分系统全部开机,然后检验通信系统各分系统能否兼容工作,同时还要检验能否和其他系统及其他电子系统兼容工作。

3 结语

由于舰船电磁环境条件恶劣,对电子系统可靠性要求又高,因此电磁兼容性问题是系统设计面临的关键技术问题,必须从系统分析的角度出发,分清哪些是干扰源,电磁干扰是通过什么途径传播的,同时,采取相应的屏蔽,搭接,滤波等电磁兼容性措施切断干扰源的传播途径,使各通信系统能相互兼容工作,并不对其它任务系统和原有电子系统构成干扰。

参考文献

[1] 蔡仁钢.电磁兼容原理、设计和预测技术.北京:北京航空航天大学出版社,1997.

[2] 孟进.电力电子系统传导干扰建模和预测方法研究[D].海军工程大学,2006.

[3] 段建晋,阎毓杰.“基于传输线方法的电缆耦合预测技术”[J].舰船电子工程,vol.28,2008.

[4] 黄崇敬,陈铭.舰船通信系统电磁兼容研究[C].中国通信学会第五届学术年会论文集,2008.

[5] 刘民,阚德鹏.大型电子系统平台电磁兼容验证测试方案研究[J].中国电子科学研究院学报,2006.

①作者简介:贺健(1978年-),湖南衡阳人,92854部队工程师,主要研究方向:无线扩频通信,舰船电磁兼容与防护等。

作者：贺健