心電圖測試儀射頻輻射抗擾度研究

　　二、輻射抗擾度的干擾機理

　　在YY0505試驗中，用1kHz的正弦波對信號進行80%的幅度調(diào)制后，經(jīng)功率放大器后將調(diào)制信號加在天線上，在80MHz-2.5GHz頻率范圍內(nèi)進行掃描試驗。

　　三、心電圖測試儀在射頻輻射抗擾度試驗中存在的問題

　　心電圖測試儀在射頻輻射抗擾度試驗中產(chǎn)生的誤動作現(xiàn)象主要有以下幾種：

　　（1）屏幕出現(xiàn)閃屏、花屏現(xiàn)象；

　?。?）心電圖曲線發(fā)生畸變；

　　（3）心電圖測試儀無法操控。

　　經(jīng)分析，以上現(xiàn)象主要是輻射干擾信號對心電圖測試儀的線纜和電路進行耦合干擾造成的，基于這個情況，我們分別從心電圖測試儀信號線的選取布置和電路設(shè)計兩個方面進行探討。

　　在信號線的選取布置方面，有以下幾點需要注意：

　　（1）采用的外接線是否采用屏蔽；

　　（2）線纜接口插座是否接地；

　　（3）心電圖測試模塊間連線是否過長。

　　而在電路設(shè)計方面，以下幾點也需要注意：

　?。?）是否對接口電路進行濾波處理；

　?。?）PCB板走線環(huán)路是否太大；

　　（3）數(shù)字處理IC的空腳是否未處理。

　　可以說，對以上這些問題的處理，是提高心電圖測試儀輻射抗干擾能力的關(guān)鍵所在。

　　四、對策與應(yīng)對方案

　　4.1基于信號線的選取布置的對策方案

　　首先，外接的信號連線最好選用64編的屏蔽電纜，且將信號線的屏蔽層和接口插座的金屬部分進行360度搭接，以保證有良好的屏蔽效果，減少輻射干擾信號對電纜的耦合干擾。

　　其次，盡量縮短功能模塊間的連線。并且，電纜在滿足連接的情況下，高頻信號的輸入和輸出線盡量不要相互捆扎在一起。

　　最后 ，電纜走線盡量靠近金屬外殼或接地平面且遠離金屬外殼上的縫隙、開口。

　　通過以上方案對信號線選取布置的處理，心電圖測試儀的輻射抗干擾能力有了一定的提高，但是還是不能完全滿足YY0505中A級的判定標(biāo)準(zhǔn)，我們必須對其電路部分進行優(yōu)化處理。

　　4.2基于電路設(shè)計的對策方案

　　對于電路設(shè)計部分，在接口電路處增加濾波，并且對PCB板進行合理的設(shè)計對增強輻射抗干擾能力有顯著效果。下面就針對上面的兩種情況進行討論。

　　首先，對于接口電路的電源部分，加大電源的共模電感感量，或在電源板到主板的供電接口處加共模濾波器，可以有效抑制干擾信號。

　　其次，對信號線接口電路的濾波也很關(guān)鍵。在此處，在共模扼流圈的兩端安裝高頻濾波電容構(gòu)成∏型濾波器，該濾波電容的大小不影響信號的正常傳輸為限，若接口處原來有的濾波器，可通過調(diào)節(jié)參數(shù)來提高其共模抑制特性。

　　根據(jù)特性圖可見，共模濾波器對差模信號呈現(xiàn)低阻抗，而對共模噪聲卻呈現(xiàn)高阻抗，因此可對噪聲信號進行有效抑制而不影響有用信號的傳輸。

　　除了以上對接口電路的濾波及噪聲抑制措施外，還有對PCB板的合理設(shè)計也有不錯的效果。

　　（1）布線時盡量減小回路環(huán)的面積，以降低感應(yīng)噪聲。電源線與地線應(yīng)緊靠在一起以減小電源和地間的環(huán)路面積，在電源線與地線間安裝高頻旁路電容。在較低的頻段，旁路電容的阻抗較低，在這些頻率處，旁路電容能有效減小電源與地間的環(huán)路面積。而信號線與地線應(yīng)緊挨著放在一起。在每根信號線的旁邊安排一條地線。但是，這也許會產(chǎn)生很多平行地線。為了避免這個問題，可采用地平面或地線網(wǎng)格，而不采用單條地線。還可在與信號線相對的一面上布置地線面。

　?。?）使導(dǎo)線的長度盡量短。較長的導(dǎo)線容易接收輻射干擾信號，導(dǎo)線較短效果較好。短導(dǎo)線從輻射場強中接收到干擾并饋入電路的能量較少。在實際設(shè)計中，使所有元件緊靠在一起，PCB設(shè)計人員不應(yīng)將元件過于分散而占用更多的面積，特別是相互之間具有很多互連線的元件或元件組更應(yīng)如此，例如，I/O器件與I/O 連接器應(yīng)盡量靠近。

　?。?）盡可能在PCB上使用完整的地線面。前面已提到過，地線面有助于減小環(huán)路面積，同時也降低了接收天線的效率。地線面作為一個重要的電荷源，可抵消輻射干擾產(chǎn)生的電荷。PCB地線面也可作為其對面信號線的屏蔽體（地線面的開口越大，其屏蔽效能就越低）。此外，由于PCB板的地平面很大，輻射電磁干擾產(chǎn)生的感應(yīng)電荷更容易注入到地線面中，而不是直接進入到信號線中，從而避免通過信號線串入控制芯片。

　　（4）單片機的閑置I/O口不要懸空，應(yīng)接地或接電源。其它IC的閑置端也應(yīng)在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源。

　　五．結(jié)論

　　心電圖測試儀設(shè)計中，通過對信號線的選取布置和電路的設(shè)計，在試驗中可以大大提高其射頻抗擾度的能力。