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(jī)理

　　在YY0505試驗中，用1kHz的正弦波對信號進(jìn)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(jìn)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：

　?。?）屏幕出現(xiàn)閃屏、花屏現(xiàn)象；

　?。?）心電圖曲線發(fā)生畸變；

　?。?）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(jìn)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(jìn)行探討。

　　在信號線的選取布置方面，有以下幾點(diǎn)需要注意：

　　（1）采用的外接線是否采用屏蔽；

　?。?）線纜接口插座是否接地；

　?。?）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(diǎn)也需要注意：

　?。?）是否對接口電路進(jìn)行濾波處理；

　?。?）PCB板走線環(huán)路是否太大；

　?。?）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(jìn)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(yuǎn)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(jìn)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(jìn)行合理的設(shè)計對增強(qiáng)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(jìn)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(jìn)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。

　?。?）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(qiáng)中接收到干擾并饋入電路的能量較少。在實(shí)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(jìn)入到信號線中，從而避免通過信號線串入控制芯片。

　?。?）單片機(jī)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。