摘要 介绍了数字电路中电磁兼容的意图和含义，经过剖析某数字式操控器的详细结构、搅扰源及其传达途径和特色，提出了从4个方面进行电磁兼容规划与改善，即体系规划、机械结构规划、滤波器规划和接地规划，并经过详细的频谱扫描图对规划改善前后进行比照，验证了理论剖析与规划改善办法的合理性与正确性。
跟着计算机技术的开展，数字式操控器被广泛运用于飞机和无人机范畴，数字式操控器较模仿式操控器有许多长处，但对其运用也带来一些负面影响，较为杰出的是在飞机机载设备环境下的电磁兼容问题，若不采纳相应的电磁兼容规划和工程办法的处理，则会发生严重问题。
本文针对某飞机机载数字式操控器在电磁兼容性实验中遇到的问题，经过电磁理论剖析和工程实践手法对其进行详细剖析，体系提出了数字式操控器的电磁兼容性规划办法，经过相关工程实践处理了电磁兼容实验中的辐射发射和传导发射超支问题，并经过电磁兼容性实验验证了规划与工程办法的可行性。
1 电磁兼容性实验要求
机载设备电磁兼容性实验的内容包含传导发射、辐射发射、传导敏感度和辐射敏感度。关于机载数字式操控器的电磁兼容规划有必要依据机载环境、搅扰源的特色以及传达途径，从体系规划、机械结构规划、滤波器规划和接地规划等方面进行。
2 体系构型及电磁搅扰源
该数字式操控器的首要功用是收集、记载、处理各种传感器信号和输入的数字信号，依据设置好的操控率，完成对体系的输出操控。某数字式操控器体系架构图及电磁搅扰传达途径如图1所示。
该操控器的CPU是主处理模块，CPU模块内首要电磁搅扰源有两个，如图1所示，20 MHz的晶振是CPU模块中的主处理器作业时钟，一起也是底板总线的时钟;3.686 4 MHz的晶振是CPU模块中RS-422A总线通讯的时刻基准。AIO模块中2.4 kHz的沟通鼓励电压用于LVDT传感器的鼓励电源。DIO模块首要用于离散量的调度和功率输出等，这儿并无显着的频率搅扰源，根本是54系列的门电路。PS模块将飞机上的27 V电源转换为操控器内运用的二次电源。
3 电磁搅扰源剖析
图1显现了该数字式操控器内的首要搅扰源及传达途径，即20 MHz、3.686 4 MHz的晶振和2.4 kHz的沟通鼓励电压。一般搅扰源对外部的搅扰有两种传达途径：一是经过为搅扰源器材供电电源线传达出机箱导致的传导发射超支;另一种是经过空间辐射传达出机箱导致的辐射发射超支。因而，对电磁搅扰的按捺办法也首要经过这两个途径进行。
传导发射超支便是搅扰信号沿着电源线或信号线传到达机箱外部，搅扰信号沿电源线的传导又分为搅扰源直接经过电源线传达和搅扰辐射到空间被电源线接纳后再传达两种办法。当机载计算机体系不能满意有关电磁搅扰的约束要求时，尤其是不能经过GJB151A规范中的CE102时，最大或许的原因是电源线的滤波和防辐射办法不到位。
数字式操控器的机箱上有孔缝及衔接器和电缆，而孔缝和电缆是功率较高的电磁波发射与接纳天线，空间的电磁搅扰一般首要被电缆接纳，然后传入到计算机中，构成电路的误动作。当机载计算机体系不能满意有关电磁搅扰的约束要求时，尤其是不能经过GJB151A规范中的RE102时，最大或许的原因是孔缝和电缆的电磁搅扰走漏。
4 电磁兼容性规划
4.1 整机体系电磁兼容性规划
在对数字式操控器进行体系架构规划、模块功用分配、机箱模块装备以及衔接器信号界说时，进行了电磁兼容性规划。
数字式操控器的20 MHz和3.686 4 MHz两个时钟晶振，是电磁兼容规划操控的重点对象，为了减小其在空间的辐射，在印制板布局时，将20 MHz晶振布在间隔处理器芯片的时钟管脚最近处，而3.686 4 MHz晶振布在间隔RS-422A通讯协议芯片时钟管脚最近处;走线时，将其走在印制板的内层，并处于两层地之间，在时钟线周围加地线包裹;为削减电源线上的传导搅扰，在两个晶振的+5 V供电电源入口处加磁珠，在28 V电源线入口处添加电源滤波器。
衔接器的信号界说也是电磁兼容性规划的重要方面。在该实例中，对数字式操控器的信号进行分类，将抗搅扰才干弱的模仿信号和抗搅扰才干强的28 V电源及功率离散量信号、通讯信号和调试接口均界说在一个衔接器内，这样就在制造电缆时，将功率信号、电源、模仿信号、调试信号彼此分隔，降低了高频对模仿信号的搅扰。
4.2 机械结构电磁兼容性规划
对数字式操控器而言，规划制造具有杰出屏蔽效能的机箱和模块壳体，是完成电磁屏蔽的要害。机箱屏蔽效能不只取决于屏蔽体资料，还取决于屏蔽体结构，一切机箱外表均有孔缝。因而，有必要细心处理孔缝，避免经过孔缝走漏电磁搅扰信号。该操控器在机箱盖板和箱体之间加共模压导电橡胶，机箱盖板螺钉之间的间隔设置入/2。关于衔接器和机箱之间的缝隙，选用对高频具有杰出导电性的橡胶条完成密封。
开关电源模块内的操控器的频率最大有十几kHz，但因为其操控的MOS管和变压器经过的电流较大，因而，也会发生较大的搅扰，需经过给开关电源模块独自添加壳体完成双层屏蔽，以到达较好的屏蔽作用。此外，需注意的是，一切屏蔽作用的完成均依赖于屏蔽体的杰出接地，因而，有必要细心处理机箱的接地，测验机箱的接地电阻是否契合机载设备的相关规范要求。
别的一种结构电磁兼容性规划的办法是对电缆的电磁屏蔽。在进行该操控器的电缆规划制造时，将电源线、模仿量信号和通讯信号别离独自做电缆且双绞屏蔽。为了减小电路对外的电磁辐射强度，将电源线和对应的地线在磁环上绕砸，或将差分信号的两根线在磁环上绕砸。而一组通讯接口中的发送和接纳也别离做了屏蔽，还对每个差分电路的两根线别离进行双绞屏蔽。电缆屏蔽层的接地是经过屏蔽层与金属衔接器外壳牢靠接地。
4.3 电源滤波器规划
该数字式操控器的电源滤波器由电感、%&&&&&%、共模电感元件构成低通滤波器，其根本电路如图2所示。
因为操控器的滤波器在装置过程中不规范，呈现了CE102超支的问题，其频谱曲线如图3所示。经细心剖析和排查，发现滤波器的输入输出线间隔较近，将滤波器“短路掉”，依据这一原因，进行更改后，CE102频谱扫描彻底在规范范围内，其频谱曲线如图4所示。
实验成果验证了抱负的滤波器装置办法是输入线尽量短，其输入和输出线阻隔，滤波器外壳杰出接地。
4.4 接地规划
该数字式操控器中的地包含28 V供电电源地、28V离散量信号地、数字电路地、模仿电路地和机箱搭铁地。28 V供电电源的地线有必要独自引线，不能用机箱搭铁作为地线，在处理时也是独自引一根地线，不与机箱衔接。数字电路地是机载计算机的二次电源地，因而，其地线中有很多的高频电流，为了按捺数字电路对模仿电路所带来的搅扰，将数字电路与模仿电路分隔布线、铺设地层，并削减彼此影响。模仿电路地也是机载计算机的二次电源地，一般会有混合电路芯片如A/D转换器是既有模仿电源，又有数字电源供电，且只要两种电源共地后，芯片才干正常作业。将芯片的数字地和模仿地管脚经过一根最短的印制板走线相连，即单点接地，避免构成地环路。
为保证整个操控器的参阅地安稳，也为了保证操控器和其他机载设备电气互联具有一致的参阅，将整个体系的地与机箱经过单点接地，而机箱经过搭铁线与飞机机体或大地牢靠衔接。
5 结束语
本文经过剖析数字式操控器的详细结构和特色，找出了首要搅扰源，并从整机体系、机械结构和电源滤波器以及接地体系进行了有针对性的电磁兼容规划，使该数字式操控器的电磁兼容性实验悉数到达要求，其间CE102的频谱扫描图见图5所示。一起，实验成果也验证了文中电磁兼容规划办法是卓有成效的，可供其他电子设备学习。
