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射頻輻射抗擾度（RS）測(cè)試是GB/T7724-2008（電子稱重儀表》［1〕中規(guī)定的電子稱重儀表取得計(jì)量型式批準(zhǔn)證書必須要過的測(cè)試項(xiàng)目。由于新國(guó)標(biāo)把抗干擾等級(jí)由原來的3V/m提高到10V/m,大大提高了儀表通過RS測(cè)試的難度。筆者以某型電子稱重儀表射頻輻射抗擾度測(cè)試為例，歸納總結(jié)出儀表設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法及注意事項(xiàng)，供大家借鑒。

1儀表結(jié)構(gòu)
試驗(yàn)中使用的某型電子稱重儀表，整體采用鋁合金外殼，薄膜開關(guān)樣式。硬件部分電源采用開關(guān)電源，CPU選用ST公司32位ARM處理器STM32F103,ADC選用ADI公司24位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7190,顯示采用128x64點(diǎn)陣2.7''OLED顯示屏。10路隔離輸入和12路隔離輸出，標(biāo)配1個(gè)RS232和1個(gè)RS485接口?？驁D如圖1所示。其中，CPU、顯示和ADC電源共用一個(gè)變壓器次級(jí)繞組，通訊電源用另一繞組，即通訊與其他電路隔離。
2測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和方法
根據(jù)GB/T7724-2008《電子稱重儀表》和GB/T23111-2008《非自動(dòng)衡器滬中規(guī)定電子稱重儀表RS測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)如下：

圖1儀表硬件框圖
Fig.1Hardwareblockdiagramofmeter

頻率范圍：80~2000MHz

場(chǎng)強(qiáng)：10V/m

調(diào)制：80%AM,lkHz,正弦波
最大允許變化：在有干擾和無干擾情況下測(cè)試，示值變化不大于e或衡器應(yīng)檢測(cè)到顯著增差并對(duì)其作出反應(yīng)。
試驗(yàn)在半波暗室中進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)備、設(shè)置、程序按照GB/T17626.3向規(guī)定執(zhí)行。其中特別需要關(guān)注布線問題，以免影響試驗(yàn)結(jié)果，必須遵守“從受試設(shè)備引出的連線暴露在電磁場(chǎng)中的距離為1m”的規(guī)定。測(cè)試中電子稱重儀表引出的連線有電源線、傳感器線、通訊線和10口輸入輸出線，這4組線必須暴露在電磁場(chǎng)中的距離為1m,如圖2所示。
3RS測(cè)試整改與分析
儀表設(shè)置：

圖2試驗(yàn)儀表位置示意圖
Fig.2Locationdiagramoftestingmeter

1）    10mV信號(hào)儀表標(biāo)定200000內(nèi)碼，每個(gè)e對(duì)應(yīng)20個(gè)內(nèi)碼；
2）    信號(hào)源采用350Q電阻應(yīng)變式傳感器,傳感器信號(hào)線采用屏蔽線，屏蔽接保護(hù)地PE；
3）    1M電阻R】和2200PF/2kV高壓瓷片電容C1并聯(lián)跨接在儀表保護(hù)地PE與儀表工作地GND之間；
4）    儀表的引出線全部接上引出；
5）    儀表關(guān)閉零點(diǎn)跟蹤等功能；
6）    儀表外殼接保護(hù)地PE；
7）    儀表在內(nèi)碼狀態(tài)下顯示；
3.1初始結(jié)果
按照上節(jié)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和方法進(jìn)行測(cè)試，這邊需要指出的是傳感器必須穩(wěn)定一段時(shí)間，以消除環(huán)境等因素的干擾〔4】,結(jié)果如表1、表2所示。
RS測(cè)試水平輯射初始結(jié)果。

從表1、表2中可看出，電子稱重儀表受輻射干擾主要在低頻段（80-1000MHz）,高頻段（1~2GHz）幾乎對(duì)儀表沒有影響。針對(duì)此款儀表主要集中在200MHz以下頻段，水平輻射儀表內(nèi)碼變化34,垂直輻射抗擾內(nèi)碼變化33,均超過1個(gè)e,20個(gè)內(nèi)碼變化，有3處敏感點(diǎn)。水平輻射和垂直輻射敏感點(diǎn)大致相同，試驗(yàn)以水平輻射整改為主，水平輻射合格后再驗(yàn)證垂直輻射。
3.2整改
整改1：一般來說，射頻干擾是通過導(dǎo)體傳導(dǎo)和空間輻射兩個(gè)途徑從干擾源傳遞到敏感設(shè)備的叩。切斷這兩條傳播途徑就可以解決射頻干擾問題。從儀表引出的各類接口線著手成為首選解決問題的途徑。
分別撥掉儀表10口輸入輸出線和通訊線后進(jìn)行低頻水平輻射，結(jié)果如表3、表4所示。

從表3、表4中可看出，10口輸入輸出線對(duì)試驗(yàn)結(jié)果幾乎沒有影響，拔掉通訊線后在頻率點(diǎn)130MHz和180MHz處儀表示值明顯得到改善。從而可得出射頻干擾通過通訊線接收,傳入儀表內(nèi)部，引起內(nèi)碼變化。
措施：分析通訊部分電路，發(fā)現(xiàn)通訊線沒有進(jìn)行濾波處理。在通訊線上增加三端濾波器件，注意地線上也要加三端濾波器件，這一點(diǎn)要特別注意。接上通訊線后再進(jìn)行低頻水平輻射，結(jié)果如表5所示。

對(duì)比表1與表5,結(jié)果顯示對(duì)通訊接口進(jìn)行濾波處理后，儀表受到的干擾明顯減小。但在130MHz和180MHz初相對(duì)初值還是有不小的變化，分別為12個(gè)內(nèi)碼和7個(gè)內(nèi)碼，整個(gè)頻段有19個(gè)內(nèi)碼的變化，若考慮器件差異性等因素，極易超出20個(gè)內(nèi)碼。
整改2：整改1中，通過在通訊接口線上增加三端濾波器件后，抗干擾效果明顯，但從表3和表5的結(jié)果中可看出，還是有一部分干擾通過通訊電路干擾到ADC電路。電路上，通訊信號(hào)線與CPU通過光耦隔離，通訊5V電源從變壓器次級(jí)繞組2再經(jīng)LDO穩(wěn)壓得到。從傳輸路徑來看干擾最有可能從通訊地通過變壓器次級(jí)繞組2耦合到次級(jí)繞組1,從而干擾到ADCo
措施:在保護(hù)地PE和通訊地之間跨接1M電阻和2200pF/2kV高壓瓷片電容（電阻和電容并聯(lián)），使干擾快速泄放到保護(hù)地。
整改后進(jìn)行低頻水平輻射，結(jié)果如表6所示。

從表6可看出，對(duì)通訊地進(jìn)行特殊處理后，抗干擾效果明顯。
整改3:從表1~表6可見，100MHz的敏感點(diǎn)一直存在，初步考慮干擾從傳感器信號(hào)線耦合進(jìn)來，干擾ADC,頻率在100MHz附近。在整改2的基礎(chǔ)上，在傳感器信號(hào)線，反饋線、電源線和地線上都加三端濾波器件濾波，進(jìn)行低頻水平輻射，結(jié)果如表7所示。

從表7可看出,100MHz處效果改善明顯，在整個(gè)頻率段內(nèi)內(nèi)碼變化9,滿足儀表示值不大于1個(gè)e的要求。
整改4：為進(jìn)一步提高輻射抗擾性能，在上述的基礎(chǔ)上，把ADC部分用金屬屏蔽罩屏蔽起來，再做輻射抗擾試驗(yàn)，結(jié)果如表8所示。

可見，對(duì)ADC進(jìn)行屏蔽處理，效果明顯。
按照上述方法對(duì)儀表進(jìn)行整改處理，隨機(jī)抽取3臺(tái)做輻射抗擾度實(shí)驗(yàn)，全部通過實(shí)驗(yàn)，而內(nèi)碼變化最大不超過6個(gè)內(nèi)碼。
3.3分析總結(jié)
通過以上整改及RS測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)可從四方面著手提高儀表的輻射抗干擾能力，以順利通過RS測(cè)試：
1）    外部接口：各種外部接口線都應(yīng)做濾波處理，如有可能盡量采用隔離方案，盡量減小從接口線耦合進(jìn)來的干擾。對(duì)于電子稱重儀表ADC部分，接口處必須釆用三端濾波器件，以提高濾波性能；通訊部分與CPU采用光耦或磁隔離，同時(shí)接口加濾波處理;10口輸入輸出線與CPU采用光耦隔離，10電路部分盡量采用外部電源，以最大程度消除RS造成的影響；進(jìn)行濾波處理時(shí)注意電源線和地線也要進(jìn)行濾波處理。
2）    屏蔽：外殼和關(guān)鍵電路的屏蔽與接地。金屬外殼的電子稱重儀表，注意金屬連接件之間的縫隙，盡量不留縫隙，使外殼構(gòu)成一個(gè)整體，特別注意顯示窗口的屏蔽，同時(shí)外殼接保護(hù)地，使殼體對(duì)整個(gè)儀表內(nèi)部器件起到屏蔽作用；塑料外殼電子儀表在殼體內(nèi)表面噴涂金屬漆或電鍍金屬材料，同時(shí)接保護(hù)地；對(duì)ADC部分,采用金屬屏蔽罩以減小空間輻射對(duì)ADC的影響。
3）    內(nèi)部電路：合理的電路設(shè)計(jì)有利于提高儀表的抗干擾能力。合理布局電源、CPU、ADC、IO及通訊電路，盡量采用隔離方案；PCB設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)敏感信號(hào)包地線，以減小其環(huán)路面積，如成本允許，盡量采用4層板；按鍵接口處接上拉電阻，提高芯片的抗干擾能力，防止按鍵的誤響應(yīng)；芯片不用引腳不要懸空，接地或電源；對(duì)于開關(guān)電源，注意共模電感、差模電感、XY電容的參數(shù)選取，變壓器最好采用帶屏蔽繞組的，初次級(jí)跨接高壓瓷片電容，注意開關(guān)電源的接地問題；各工作地和保護(hù)地PE之間的連接問題,確保每個(gè)地都有泄放途徑。
4）    軟件：選擇合適的ADC數(shù)據(jù)濾波算法，有利于提高儀表的輻射抗擾能力。
4結(jié)論
介紹了電子稱重儀表RS測(cè)試的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法，結(jié)合某型電子稱重儀表RS測(cè)試結(jié)果及分析整改，歸納出電子稱重儀表設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)及設(shè)計(jì)技巧，對(duì)提高儀表抗干擾能力，順利通過RS測(cè)試，取得計(jì)量型式批準(zhǔn)證書,具有一定的參考價(jià)值。

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