電磁兼容技術(shù)結(jié)課考核.doc

電磁兼容技術(shù)課程結(jié)課考核（2012-2013學(xué)年第二學(xué)期）姓 名： 李俊杰 院 系： 信息科學(xué)與工程 專 業(yè)： 電子信息工程 年 級(jí)： 2011級(jí)1班 學(xué) 號(hào)： 201142344 書 寫 說(shuō) 明1、題目為開(kāi)放性題目，重點(diǎn)考察大家掌握知識(shí)運(yùn)用知識(shí)的能力，沒(méi)有固定答案。2、不允許抄襲，第三題允許同學(xué)組隊(duì)合作選擇研究對(duì)象（組隊(duì)不超過(guò)四名同學(xué)），同一隊(duì)內(nèi)同學(xué)研究對(duì)象（照片）可以相同，但應(yīng)在題目中說(shuō)明組隊(duì)成員及隊(duì)長(zhǎng)。不同隊(duì)間照片內(nèi)容不能相同。鼓勵(lì)獨(dú)立完成。3、涉及仿真軟件multisim安裝使用等知識(shí)請(qǐng)同學(xué)們參考上學(xué)期模電內(nèi)容及網(wǎng)上教學(xué)視頻；軟件下載安裝請(qǐng)參考互聯(lián)網(wǎng)或者找已經(jīng)使用該軟件的大二同學(xué)索要軟件安裝包。4、根據(jù)同學(xué)們完成質(zhì)量評(píng)定成績(jī)。上交時(shí)應(yīng)排版合理，裝訂成冊(cè)，由班長(zhǎng)統(tǒng)一收齊上交。題目一仿真設(shè)計(jì)題（30分）題目：一信號(hào)放大器，測(cè)試信號(hào)源為幅值為100mV，頻率為50Hz的正弦信號(hào)，其放大倍數(shù)為10。 （1）試設(shè)計(jì)此信號(hào)放大器，并用multisim軟件仿真驗(yàn)證。(仿真結(jié)果要有說(shuō)明并附有仿真截圖，可以使用分立元件也可以使用集成運(yùn)放)（2）為提高該信號(hào)放大器的電磁兼容性（抗干擾性），請(qǐng)說(shuō)明你擬采取的措施（不少于3項(xiàng)），并指明該措施參考的是課本哪個(gè)章節(jié)內(nèi)容（要寫明具體頁(yè)碼）。1. 屏蔽干擾源：本身用鐵殼屏蔽，減少其電磁干擾泄漏；輸出線最好用鋼管屏蔽。要求信號(hào)線盡可能短，求信號(hào)線采用雙芯屏蔽。（課本第九章 9.33 page:309頁(yè)）2. 接地:正確的接地既可以使系統(tǒng)有效的抑制外來(lái)干擾,有能降低設(shè)備本身對(duì)外界的干擾。（課本第九章 9.33 page:310頁(yè)）3. 合理布線:對(duì)于通過(guò)感應(yīng)式傳播的干擾信號(hào),可以通過(guò)合理布線的方式來(lái)削弱。具體方法如下:設(shè)備的電源線和信號(hào)線應(yīng)盡可量原理變頻器的輸入和輸出線。其他設(shè)備的電源線和信號(hào)線應(yīng)避免和變頻器的輸入和輸出平行。（課本第九章 9.33 page:310頁(yè)）（3）由于某種原因，信號(hào)源遭受了幅值為20mV,頻率為1KHz正弦信號(hào)的干擾，試在第一步仿真基礎(chǔ)上增加干擾源并采取措施消除輸出端干擾。(仿真結(jié)果要有說(shuō)明并應(yīng)附有仿真截圖)由于信號(hào)遭受其他信號(hào)的干擾,所以應(yīng)采取增加干擾源,最好是設(shè)置濾波器,設(shè)置濾波器可以減少電磁噪聲和損耗,可以分為以下幾種:(1) 輸入濾波器:線路濾波器輻射濾波器(2) 輸出濾波器:題目二知識(shí)應(yīng)用題（30分）題目： 查詢相關(guān)資料，試以某建筑物內(nèi)一重要電腦機(jī)房為例，給出此電腦機(jī)房的電磁兼容設(shè)計(jì)方案。要求：（1）方案應(yīng)從防雷設(shè)計(jì)、增強(qiáng)抗干擾性、電磁屏蔽三方面展開(kāi)敘述。 （2）按盡量使用相關(guān)設(shè)計(jì)方案格式，1000字以上。1.電磁干擾對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的危害電磁干擾產(chǎn)生的原因很多,人為的干擾源如:通訊電子設(shè)備發(fā)射的電磁波、電站工作、工業(yè)機(jī)械電子設(shè)備的點(diǎn)火系統(tǒng)、電火花、電子設(shè)備啟動(dòng)、停止等;自然界的非人為干擾源如:大氣噪聲(雷、電等) 、太陽(yáng)噪聲、宇宙噪聲等等。這些干擾源都污染著電磁環(huán)境。過(guò)去,人們往往認(rèn)為,計(jì)算機(jī)是以邏輯為特征的數(shù)字系統(tǒng),受外來(lái)電磁干擾影響不會(huì)很大。因此對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房防電磁干擾設(shè)計(jì)方面沒(méi)有足夠的重視。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)已朝高速度、高靈敏度、高集成和多功能方向發(fā)展,系統(tǒng)已是含有多種元器件和許多分系統(tǒng)的低壓傳輸信息的復(fù)雜設(shè)備。高速和高密,會(huì)使系統(tǒng)的輻射加重,低壓、高靈敏度會(huì)使系統(tǒng)的抗擾度降低。因此,由于電磁環(huán)境的干擾和系統(tǒng)內(nèi)部的相互竄擾,嚴(yán)重地威脅著計(jì)算機(jī)和數(shù)字系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。具體表現(xiàn)為:導(dǎo)致硬盤、磁帶機(jī)等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備損壞,使數(shù)據(jù)丟失。輸入輸出邏輯出錯(cuò)。顯示器顯示畫面穩(wěn)定。造成主機(jī)死機(jī)或錯(cuò)誤處理。雷擊事故引起的尖峰干擾可引起邏輯電路的偽觸發(fā),嚴(yán)重的使硬件設(shè)備造成毀滅性的破壞等等。面對(duì)復(fù)雜的電磁環(huán)境。對(duì)機(jī)房系統(tǒng)進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì),是提高機(jī)房電子設(shè)備穩(wěn)定、安全可靠性的可行方法。 解決辦法1. 屏蔽技術(shù)作為機(jī)房,必須保證其透光性,透氣性,同時(shí)有通信線路、電力線路的引入以及排水、進(jìn)出門等都涉及到很多的技術(shù)問(wèn)題。我們選用金屬網(wǎng)作為屏蔽主體材料。墻體部分選擇100 目的銅網(wǎng)作為墻體的屏蔽材料,將銅網(wǎng)嵌入墻體。采取鉚釘固定于墻體內(nèi),各接縫處用薄銅片壓接并加焊,使其連為一體。各承重梁柱按墻體屏蔽方法實(shí)施。透光窗部分透光玻璃應(yīng)用雙層玻璃夾100 目鋼網(wǎng),通過(guò)工藝上的處理,達(dá)到透光性好,色差不明顯,整體效果好,與墻體接縫運(yùn)用銅片壓搭焊接,并且鉚釘加固支撐,用不銹鋼通條擋住焊縫以保證美觀。地面、頂層部分首先噴涂導(dǎo)電漆,考慮進(jìn)出風(fēng)口建立在頂面屏蔽層與天花板、地面屏蔽層與地板之間,地面和頂面選用鍍鋅鐵皮,接縫采用搭接方法,與墻體接縫用銅片壓搭焊接,與墻體構(gòu)成一個(gè)屏蔽整體。同時(shí)為防止生銹影響性能須噴防銹漆。進(jìn)出門采用全鋼門,門縫用彈性簧片達(dá)到門與門框的低電阻接觸。進(jìn)風(fēng)口排水口均用100 目的銅網(wǎng)覆蓋與墻體銅網(wǎng)連成一體。進(jìn)出機(jī)房線纜利用金屬槽布設(shè)。整個(gè)屏蔽體均保證良好的接地,與防雷地等電位。2. 防雷方案 、做好接地，將計(jì)算機(jī)房的地線與大樓柱筋重復(fù)接地,形成共用接地，使地線更好地泄流。將機(jī)房的防靜電地板、機(jī)柜接地； 、調(diào)整設(shè)備的擺放位置，盡量遠(yuǎn)離建筑物的結(jié)構(gòu)柱和外墻，減少雷電脈沖對(duì)設(shè)備的損害； 、綜合屏蔽布線，電源線和信號(hào)線盡可能避免沿建筑物的結(jié)構(gòu)柱和外墻敷設(shè)，并對(duì)電源線和信號(hào)線進(jìn)行屏蔽敷設(shè)； 、安裝電源和信號(hào)避雷器 : 4.1電源防雷： 電源防雷應(yīng)該做三級(jí)防雷，從變壓器引進(jìn)的電源線路在大樓總配電柜應(yīng)安裝一級(jí)三相電源防雷器，比如安普迅公司的電源防雷模塊AM80A，在機(jī)房UPS前面應(yīng)安裝電源二級(jí)防雷保護(hù)器，如安普迅公司的AM,60C,機(jī)房里面的電源插座可以換成防雷插座如安普迅公司的AM10-5.電源做到三級(jí)防雷，層層泄放，為電腦機(jī)房供電線路起到防雷保護(hù)。 4.2信號(hào)防雷： 引進(jìn)和引出機(jī)房的各種信號(hào)線路，如;光纜、網(wǎng)絡(luò)線、電話線、專線、饋線等應(yīng)該加裝相對(duì)應(yīng)的防雷器并做接地，信號(hào)防雷器的選擇要根據(jù)線路的信號(hào)種類和設(shè)備接口，比如網(wǎng)絡(luò)線路的防雷可以采用安普迅公司的AS05J網(wǎng)絡(luò)通道防雷器。 總結(jié)：以上講述了電腦機(jī)房防雷的一些問(wèn)題，主要就是做好接地、屏蔽、安裝防雷產(chǎn)品等，希望能對(duì)大家在電腦機(jī)房防雷的施工中有所助益3. 隔離機(jī)房?jī)?nèi)信號(hào)線、電力線分別用不同的金屬槽進(jìn)行布線,這樣不僅能防止強(qiáng)電對(duì)弱電線纜的干擾,同時(shí)也防止了線纜對(duì)機(jī)房設(shè)備的電磁干擾。將計(jì)算機(jī)機(jī)房按功能區(qū)劃分:供電系統(tǒng)設(shè)備區(qū)與計(jì)算機(jī)設(shè)備以及通信設(shè)備隔離開(kāi),采用上述屏蔽玻璃制作隔斷墻隔離。題目三PCB設(shè)計(jì)中電磁兼容應(yīng)用（40分）題目： 試以一實(shí)際電子產(chǎn)品為例（電腦主板、顯卡、收音機(jī)、手機(jī)、路由器電路板等等），在其中找出廠家為增強(qiáng)其電磁兼容性所采取的措施。要求：（1）請(qǐng)說(shuō)明研究對(duì)象（電子產(chǎn)品的型號(hào)、功能、生產(chǎn)廠家）的具體信息主板:L-I946F 功能: 主板，又叫主機(jī)板(mainboard)、系統(tǒng)板(systembourd)和母板(motherboard)；它安裝在機(jī)箱內(nèi)，是微機(jī)最基本的也是最重要的部件之一。 主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開(kāi)關(guān)接口、指示燈插接件、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。主板的另一特點(diǎn)，是采用了開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。主板上大都有6-8個(gè)擴(kuò)展插槽，供PC機(jī)外圍設(shè)備的控制卡(適配器)插接。通過(guò)更換這些插卡，可以對(duì)微機(jī)的相應(yīng)子系統(tǒng)進(jìn)行局部升級(jí)，使廠家和用戶在配置機(jī)型方面有更大的靈活性。 總之，主板在整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)中扮演著舉足重新的腳色。可以說(shuō)，主板的類型和檔次決定著整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的類型和檔次，主板的性能影響著整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的性能。常見(jiàn)的PC機(jī)主板的分類方式有以下幾種。廠家：聯(lián)想（2）PCB電路板的整體照片，每一項(xiàng)增強(qiáng)電磁兼容性措施須有局部特寫照片，并在照片下部附文字詳細(xì)說(shuō)明。 （3）所找到的措施不少于8項(xiàng)。特別說(shuō)明：務(wù)必保證拔掉相應(yīng)電源，切勿帶電操作。一 可以提供更大的電流，單相供電最大能提供25A的電流，相對(duì)現(xiàn)在主流的處理器來(lái)說(shuō)，單相供電無(wú)法提供足夠可靠的動(dòng)力，所以現(xiàn)在主板的供電電路設(shè)計(jì)都采用了兩相甚至多相的設(shè)計(jì)，比如K7、K8多采用三相供電系統(tǒng)，而LGA755的Pentium系列多采用四相供電系統(tǒng)。 2 可以降低供電電路的溫度。因?yàn)槎嗔艘宦贩至?，每個(gè)器件的發(fā)熱量就減少了。 3 利用多相供電獲得的核心電壓信號(hào)也比兩相的來(lái)得穩(wěn)定。一般多相供電的控制芯片（PWM芯片）總是優(yōu)于兩相供電的控制芯片，這樣一來(lái)在很大程度上保證了日后升級(jí)新處理器的時(shí)候的優(yōu)勢(shì)。二. 固態(tài)電容1.杜絕爆漿現(xiàn)象。2.固態(tài)電容在等效串聯(lián)阻抗表現(xiàn)上相比傳統(tǒng)電解電容有更優(yōu)異的表現(xiàn)。3.外接插口：外接插口采用金屬外殼接地，屏蔽外界電磁干擾。4.PCI插槽：在多個(gè)模塊之間通過(guò)低阻抗的導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)電連接，使PCI接口與機(jī)箱之間