电磁兼容技术结课考核.doc

电磁兼容技术课程结课考核（2012-2013学年第二学期）姓 名： 李俊杰 院 系： 信息科学与工程 专 业： 电子信息工程 年 级： 2011级1班 学 号： 201142344 书 写 说 明1、题目为开放性题目，重点考察大家掌握知识运用知识的能力，没有固定答案。2、不允许抄袭，第三题允许同学组队合作选择研究对象（组队不超过四名同学），同一队内同学研究对象（照片）可以相同，但应在题目中说明组队成员及队长。不同队间照片内容不能相同。鼓励独立完成。3、涉及仿真软件multisim安装使用等知识请同学们参考上学期模电内容及网上教学视频；软件下载安装请参考互联网或者找已经使用该软件的大二同学索要软件安装包。4、根据同学们完成质量评定成绩。上交时应排版合理，装订成册，由班长统一收齐上交。题目一仿真设计题（30分）题目：一信号放大器，测试信号源为幅值为100mV，频率为50Hz的正弦信号，其放大倍数为10。 （1）试设计此信号放大器，并用multisim软件仿真验证。(仿真结果要有说明并附有仿真截图，可以使用分立元件也可以使用集成运放)（2）为提高该信号放大器的电磁兼容性（抗干扰性），请说明你拟采取的措施（不少于3项），并指明该措施参考的是课本哪个章节内容（要写明具体页码）。1. 屏蔽干扰源：本身用铁壳屏蔽，减少其电磁干扰泄漏；输出线最好用钢管屏蔽。要求信号线尽可能短，求信号线采用双芯屏蔽。（课本第九章 9.33 page:309页）2. 接地:正确的接地既可以使系统有效的抑制外来干扰,有能降低设备本身对外界的干扰。（课本第九章 9.33 page:310页）3. 合理布线:对于通过感应式传播的干扰信号,可以通过合理布线的方式来削弱。具体方法如下:设备的电源线和信号线应尽可量原理变频器的输入和输出线。其他设备的电源线和信号线应避免和变频器的输入和输出平行。（课本第九章 9.33 page:310页）（3）由于某种原因，信号源遭受了幅值为20mV,频率为1KHz正弦信号的干扰，试在第一步仿真基础上增加干扰源并采取措施消除输出端干扰。(仿真结果要有说明并应附有仿真截图)由于信号遭受其他信号的干扰,所以应采取增加干扰源,最好是设置滤波器,设置滤波器可以减少电磁噪声和损耗,可以分为以下几种:(1) 输入滤波器:线路滤波器辐射滤波器(2) 输出滤波器:题目二知识应用题（30分）题目： 查询相关资料，试以某建筑物内一重要电脑机房为例，给出此电脑机房的电磁兼容设计方案。要求：（1）方案应从防雷设计、增强抗干扰性、电磁屏蔽三方面展开叙述。 （2）按尽量使用相关设计方案格式，1000字以上。1.电磁干扰对计算机系统的危害电磁干扰产生的原因很多,人为的干扰源如:通讯电子设备发射的电磁波、电站工作、工业机械电子设备的点火系统、电火花、电子设备启动、停止等;自然界的非人为干扰源如:大气噪声(雷、电等) 、太阳噪声、宇宙噪声等等。这些干扰源都污染着电磁环境。过去,人们往往认为,计算机是以逻辑为特征的数字系统,受外来电磁干扰影响不会很大。因此对计算机机房防电磁干扰设计方面没有足够的重视。随着微电子技术的发展,计算机已朝高速度、高灵敏度、高集成和多功能方向发展,系统已是含有多种元器件和许多分系统的低压传输信息的复杂设备。高速和高密,会使系统的辐射加重,低压、高灵敏度会使系统的抗扰度降低。因此,由于电磁环境的干扰和系统内部的相互窜扰,严重地威胁着计算机和数字系统工作的稳定性、可靠性和安全性。具体表现为:导致硬盘、磁带机等数据存储设备损坏,使数据丢失。输入输出逻辑出错。显示器显示画面稳定。造成主机死机或错误处理。雷击事故引起的尖峰干扰可引起逻辑电路的伪触发,严重的使硬件设备造成毁灭性的破坏等等。面对复杂的电磁环境。对机房系统进行电磁兼容性设计,是提高机房电子设备稳定、安全可靠性的可行方法。 解决办法1. 屏蔽技术作为机房,必须保证其透光性,透气性,同时有通信线路、电力线路的引入以及排水、进出门等都涉及到很多的技术问题。我们选用金属网作为屏蔽主体材料。墙体部分选择100 目的铜网作为墙体的屏蔽材料,将铜网嵌入墙体。采取铆钉固定于墙体内,各接缝处用薄铜片压接并加焊,使其连为一体。各承重梁柱按墙体屏蔽方法实施。透光窗部分透光玻璃应用双层玻璃夹100 目钢网,通过工艺上的处理,达到透光性好,色差不明显,整体效果好,与墙体接缝运用铜片压搭焊接,并且铆钉加固支撑,用不锈钢通条挡住焊缝以保证美观。地面、顶层部分首先喷涂导电漆,考虑进出风口建立在顶面屏蔽层与天花板、地面屏蔽层与地板之间,地面和顶面选用镀锌铁皮,接缝采用搭接方法,与墙体接缝用铜片压搭焊接,与墙体构成一个屏蔽整体。同时为防止生锈影响性能须喷防锈漆。进出门采用全钢门,门缝用弹性簧片达到门与门框的低电阻接触。进风口排水口均用100 目的铜网覆盖与墙体铜网连成一体。进出机房线缆利用金属槽布设。整个屏蔽体均保证良好的接地,与防雷地等电位。2. 防雷方案 、做好接地，将计算机房的地线与大楼柱筋重复接地,形成共用接地，使地线更好地泄流。将机房的防静电地板、机柜接地； 、调整设备的摆放位置，尽量远离建筑物的结构柱和外墙，减少雷电脉冲对设备的损害； 、综合屏蔽布线，电源线和信号线尽可能避免沿建筑物的结构柱和外墙敷设，并对电源线和信号线进行屏蔽敷设； 、安装电源和信号避雷器 : 4.1电源防雷： 电源防雷应该做三级防雷，从变压器引进的电源线路在大楼总配电柜应安装一级三相电源防雷器，比如安普迅公司的电源防雷模块AM80A，在机房UPS前面应安装电源二级防雷保护器，如安普迅公司的AM,60C,机房里面的电源插座可以换成防雷插座如安普迅公司的AM10-5.电源做到三级防雷，层层泄放，为电脑机房供电线路起到防雷保护。 4.2信号防雷： 引进和引出机房的各种信号线路，如;光缆、网络线、电话线、专线、馈线等应该加装相对应的防雷器并做接地，信号防雷器的选择要根据线路的信号种类和设备接口，比如网络线路的防雷可以采用安普迅公司的AS05J网络通道防雷器。 总结：以上讲述了电脑机房防雷的一些问题，主要就是做好接地、屏蔽、安装防雷产品等，希望能对大家在电脑机房防雷的施工中有所助益3. 隔离机房内信号线、电力线分别用不同的金属槽进行布线,这样不仅能防止强电对弱电线缆的干扰,同时也防止了线缆对机房设备的电磁干扰。将计算机机房按功能区划分:供电系统设备区与计算机设备以及通信设备隔离开,采用上述屏蔽玻璃制作隔断墙隔离。题目三PCB设计中电磁兼容应用（40分）题目： 试以一实际电子产品为例（电脑主板、显卡、收音机、手机、路由器电路板等等），在其中找出厂家为增强其电磁兼容性所采取的措施。要求：（1）请说明研究对象（电子产品的型号、功能、生产厂家）的具体信息主板:L-I946F 功能: 主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systembourd)和母板(motherboard)；它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。 主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。主板的另一特点，是采用了开放式结构。主板上大都有6-8个扩展插槽，供PC机外围设备的控制卡(适配器)插接。通过更换这些插卡，可以对微机的相应子系统进行局部升级，使厂家和用户在配置机型方面有更大的灵活性。 总之，主板在整个微机系统中扮演着举足重新的脚色。可以说，主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次，主板的性能影响着整个微机系统的性能。常见的PC机主板的分类方式有以下几种。厂家：联想（2）PCB电路板的整体照片，每一项增强电磁兼容性措施须有局部特写照片，并在照片下部附文字详细说明。 （3）所找到的措施不少于8项。特别说明：务必保证拔掉相应电源，切勿带电操作。一 可以提供更大的电流，单相供电最大能提供25A的电流，相对现在主流的处理器来说，单相供电无法提供足够可靠的动力，所以现在主板的供电电路设计都采用了两相甚至多相的设计，比如K7、K8多采用三相供电系统，而LGA755的Pentium系列多采用四相供电系统。 2 可以降低供电电路的温度。因为多了一路分流，每个器件的发热量就减少了。 3 利用多相供电获得的核心电压信号也比两相的来得稳定。一般多相供电的控制芯片（PWM芯片）总是优于两相供电的控制芯片，这样一来在很大程度上保证了日后升级新处理器的时候的优势。二. 固态电容1.杜绝爆浆现象。2.固态电容在等效串联阻抗表现上相比传统电解电容有更优异的表现。3.外接插口：外接插口采用金属外壳接地，屏蔽外界电磁干扰。4.PCI插槽：在多个模块之间通过低阻抗的导体实现电连接，使PCI接口与机箱之间