摘要：针对小卫星平台某电子设备炔康绱呕肪常给出了电磁兼容性(EMC)规划准则和具体方法，包含结构规划、屏蔽规划、滤波规划及PCB板规划等，EMC实验标明该设备电磁兼容规划合理，这对星载电子设备的电磁兼容规划有较高的参考价值。
跟着电子技能运用的日益开展，电子设备越来越杂乱，电磁环境日趋恶劣，它影响了电子设备和体系的正常作业和功用。一个功用好的电子产品有必要考虑电磁兼容问题，既不能有电磁辐射搅扰其他电子设备的正常作业，又要具有较低的灵敏度，能反抗规则的电磁搅扰。
航天器电子设备对体积，质量和功耗的约束是非常严苛的，而对产品高功用的寻求也是不断进步。某电子设备是习惯小卫星平台小型化、集成化的需求，将多种功用线路组合在一同，设备内部搅扰源和灵敏器材多，信号传输线多，空间小，相互间很简单构成搅扰。假如搅扰效应严峻，将导致体系失灵，乃至或许发生严峻的毛病，所以电磁兼容性是该设备的一项重要目标。
1 电磁兼容性与电磁搅扰
电磁兼容性(EMC)是指电子设备在预期的电磁环境中能够和谐、有用地进行作业的才能。其意图是使电子设备既能按捺各种外来的搅扰又能削减其自身对其他电子设备的电磁搅扰。电磁搅扰(EMI)可理解为一种有损于有用信号的电磁现象，搅扰的来历首要有本电子设备内部构成的搅扰以及外界耦合到本电子设备构成的搅扰。
电磁兼容首要处理的是电子、电气设备或体系间的电磁搅扰问题，构成电磁搅扰有必要具有3个要素，即搅扰源、受搅扰目标(灵敏设备)及两者间耦合途径。电磁搅扰的根本模型便是这3个要素的串联，如图1所示。
体系或设备内部要发生电磁兼容性问题，有必要一同存在以上3个要素，在处理电磁兼容问题时，要从这3个要素下手，消除其间某一个要素，就能处理问题。对新研发的电子设备，应该从规划开端阶段就考虑电磁兼容，进行电磁兼容规划。在规划阶段就考虑电磁兼容，远比制构成型后再企图满意电磁兼容规范要求而采纳办法更节约人力和物力。所以电子设备有必要在产品规划阶段就要考虑电磁兼容问题。
2 某星载电子设备简介
小卫星平台某电子设备是卫星的首要操控器之一，如图2所示。
以处理器操控单元为中心，外围包含DC/DC模块、串行通讯模块、推力器驱动模块、磁力矩器驱动模块、供配电模块等单元。设备内既有DC/DC、部件供配电、推力器驱动等强搅扰源信号，又有A/D和D/A输入输出小信号，一同还存在高速脉冲输入信号，以及操控单元内部的高速时钟信号。因此设备内部的电磁环境很杂乱，电磁兼容性成为该设备的一项重要规划内容，成果的好坏直接影响产品的功用。
3 电磁兼容性规划
3.1 结构与地线规划
本星载电子设备选用无线缆机箱结构，相对传统电缆结构机箱，无线缆机箱能大大削减电磁搅扰，这是由于80%的EMC问题是因电缆构成，电缆是高效的电磁波接纳天线和辐射天线，一同也是搅扰传导的杰出通道。如图3所示，设备选用双总线板结构，经过内总线板完成设备内部各功用板之间的信号传递，经过内总线板与外总线板之间的“大芯数转接内电衔接器”以及外总线板上的“焊针型直插印制板电衔接器”完成内部信号与设备外部信号之间的传递。
机箱结构规划时，将强弱信号地点的线路板分隔进行合理布局，易发生电磁搅扰的线路板设置在机箱的上下侧边，使发生的搅扰信号能经过机箱外壳开释，数字等灵敏信号处理线路板放置在机箱中部，二次电源模块是首要的搅扰源，由主备份两块线路板组成，正常作业时运用主份，所以将份板放在机箱最外侧，备份二次电源板往常不作业，成为一道屏障阻挠主份二次电源板发生的搅扰信号向机箱内辐射。
设备内部的地线包含一次地、数字地和模仿地，其间数字地和模仿地归于二次地。规划时将数字地和模仿地分隔布线，在设备内进行单点衔接，一次地与数字地和模仿地进行严厉阻隔，防止单机接地毛病为一次电源带来丧命的损害然后影响整星的正常作业。表里总线板是设备强弱信号输入输出通道，为遏止和减小这些信号之间的搅扰，将表里总线板上的强弱信号按区域区分，一同切割相应的地层，由于地线层处处等电位，不会发生共模电阻耦合，也不会经地线构成环流发生天线效应，使电磁搅扰能以最短的途径进入地线而消失。
3.2 滤波与屏蔽
滤波的功用是让指定频率范围内的信号经过，而将其他频率信号加以按捺。它是削弱传导搅扰和辐射于扰最常用手法之一，特别是对瞬态搅扰的按捺更有用。本星载电子设备的滤波规划首要是对DC/DC电源模块滤波和对线路去耦电容滤波。
在DC/DC模块的输入滤波电路首要由一级∏滤波和两级LC滤波电路组成，选用差模和共模组合式滤波办法，能有用阻挠来自电源母线的噪声搅扰，一同阻挠DC/DC电源自身发生的开关噪声反应到一次母线内阻上，构成公害。
在规划印制电路板时，经过在电路上加去耦电容来满意数字电路作业时要求的电源平稳和洁净度。去耦电容的充放电作用使集成芯片得到的供电电压比较平稳，减小了电压振动现象，集成芯片能够就近在各自的去耦电容上吸收或开释电流，而不用经过电源线从较远的电源中获得电流。因此不会影响集成芯片的速度，一同去耦电容为集成芯片的瞬态改变电流供给了各自就近的高强通道，然后大大减小了向外的辐射噪声，且相互之间没有公共阻抗，因此按捺了共阻抗耦合。
规划时在每个集成芯片的电源和地脚之间加一个0.01～0.1 μF去耦电容，有用去除信号线中的高频噪声。在每块线路板电源输入端接一组5 μF电容和一组0.01μF电容，滤除电源线上的高频搅扰和低频噪声。
屏蔽是使用屏蔽体对搅扰电磁波的吸收、发射来到达阻挠或削弱电磁能量传输的一种办法，能有用阻挠电磁波从一个空间向另一空间颂扬，首要用于按捺辐射搅扰。屏蔽用低阻抗资料做壳体，把需求阻隔的部件包围起来，被阻隔的即能够是搅扰源，也能够是防搅扰的灵敏设备，将屏蔽体和地相连，能够大大削减搅扰耦合。
二次电源模块作为设备内部首要搅扰源，规划时将其安装在密封屏蔽的金属腔体内，壳体与机箱严密搭接与地导通，然后阻隔了二次电源内部搅扰信号对外部的辐射搅扰，一同也能很好地进步二次电源的抗搅扰才能。为添加机箱的屏蔽作用，箱体各面板间规划成卡槽结构，添加各面板接缝处的堆叠尺度，接缝处两衔接面的堆叠量与屏蔽效能有联系，添加堆叠量相当于添加了缝隙的深度。别的，对机箱壳体的接缝处尽或许添加固定螺钉数量，削减螺钉距离，使得缝隙长度呼应减小，使屏蔽效能进步。机箱的外表选用导电阳极化处理，机箱内的各印制板组件也都经过导电阳极化处理，使一切衔接面坚持导电，终究经过箱体上的接地址与体系壳地相连。
3.3 PCB布局布线规划
印制电路板中的电磁搅扰问题包含公共阻抗耦合和串扰，高频载流导线发生的辐射，印制线条对高频辐射的感应等。其间以高频辐射问题最为严峻，这是由于电源线、接地线及信号线的阻抗会跟着频率的增高而增大，故较易经过公共阻抗耦合发生搅扰，一同频率增高使得线路间寄生电容的容抗减小，因此串扰更易发生。
在没备内部，布局或布线不妥是构成千扰的首要原因，大多数的搅扰是发生在模仿数字混排的布局网或布线不妥的印制线之间，所以正确的布局和布线是设备牢靠运转的根本确保之一。
本星载电子没备内包含低电平模仿电路和数字逻辑电路，PCB规划时将二者分隔布局，使得数字电路高频电流在印制板上的走线途径变短，有助于下降线路板内部的串扰、公共阻抗藕合和辐射发射。元器材的布局首先要考虑的一个要素便是电功用，把连线联系密切的元器材尽量放在一同，高速线走线尽或许短。功率信号和小信号器材分隔，这样可削减组件之间的电磁搅扰。
在数字电路规划中，不能疏忽的是存在于器材、导线、印制线和插头上的寄生电感、电容和导纳，为此在布线时采纳以下几条办法：
1)一切平行信号线之间要尽量留有较大的距离，以削减串扰。假如有两条相距较近的信号线，最好在两线之间走一条接地线，能够起到屏蔽作用。规划信号传输线时要防止急拐弯，以防传输线特性阻抗的骤变而发生反射和振铃，要尽量规划成具有必定尺度的均匀的圆弧线。
2)印制板上若装有大电流器材，如继电器，它们的地线单独走线，以削减地线上的噪声。时钟信号和高速信号尽量防止换走线层，少用过孔，以减小过孔的寄生电容和寄生电感带来损害。
3)电源平面接近接地平面，而且安排在接地平面之下。这样能够使用两金属平板间的电容作电源的滑润%&&&&&%，一同接地平面还对电源平面上散布的辐射电流起到屏蔽作用。
4)特别注意电流流过电路中的导线环路尺度，由于这些回路就相当于正在作业中的小天线，随时随地向空间进行辐射。
4 实验验证
电磁兼容性测验包含电磁搅扰发射(EMI)和电磁灵敏度(EMS)丈量。本星载电子设备依据国军标GJB151A一97《军用设备和分体系电磁发射和灵敏度要求》实验要求，进行了以下EMC实验项目：RE102：10 kHz～18 GHz电场辐射发射;RS103：10 kHz～40 GHz电场辐射灵敏度;CE102：10 kHz～10 MHz电源线传导发射;CS101：25 Hz～50 kHz电源线的传导灵敏度;CS114：10 kHz～200 MHz电缆束注入传导灵敏度;CS115：电缆束注入脉冲鼓励传导灵敏度;CS116：10 kHz～100 MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导灵敏度。其间，RE102、CE102归于EMI(电磁搅扰)的丈量，RS103、CS101、CS114、CS115、CS116归于EMS(电磁灵敏度)的丈量。
对设备进行以上7项EMC实验项目检测，成果7项检测项目都合格，产品的传导灵敏度和辐射发射测验数据都契合CJB151A-9了要求(RE102实验曲线如图4所示)，证明本电子设备电磁兼容性规划有用，功用满意要求。
5 定论
电磁兼容性问题在航天器电子产品的功用中起着至关重要的作用，本文针对小卫星平台某电子设备的电磁环境特色，结合实际工程经历，在规划完成上采纳了多种技能的有用办法，使规划作用到达最优化，经过了相关的电磁兼容实验检测，收到了事半功倍的作用。这对同类电子产品规划具有很好的参考价值。
