本站小編為你精心準備了高屏蔽效能計算機設計研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1設計方案

1．1縫隙處理由計算機結構設計（如圖4所示）知，計算機機殼各部件由螺釘連接，該設計方案制成的機殼在各部件的接縫處存在導電不連續的問題，可導致電磁泄漏；需要選用合適的導電襯墊（又稱EMI襯墊）填充于機箱接縫處，保持縫隙處的導電連續性；在進行密封的同時將接縫處的接觸電阻降低至10mΩ以下，防止機殼地平面上形成天線效應，產生電磁泄漏形成干擾。EMI襯墊中通常可供選擇的電磁屏蔽襯墊是金屬絲網襯墊（帶橡膠芯的和空心的）、導電橡膠（帶不同導電填充物）、指形簧片、螺旋管襯墊（不同材質）、導電布。機殼使用的導電襯墊選用遵從如下規則：1）有足夠的彈性和厚度，以補償由于接縫的螺栓壓緊時出現的不均勻性；2）材料防腐蝕，并與屏蔽機箱材料的電化學性能相容，即應選擇電位接近的材料作接觸面，以防止電化學腐蝕和“銹螺釘效應”；3）轉移阻抗盡可能低，轉移阻抗越低，屏蔽效能越高，電磁泄漏越小；4）壓縮變形或壽命符合要求。機殼的EMI襯墊設計，選用直徑2．5mm的導電橡膠繩（89－70024），安裝在功能接口面板及蓋板的凹槽（槽寬2．5mm，深1．8mm）內；在使用螺釘與機箱主體緊固后，可以保持機箱整體的導電連續。上述計算機EMI襯墊的選用符合屏蔽要求，其屏蔽效能在10GHz時可達120dB；回彈力、最小密封壓力、最大形變量符合機殼密封要求；壓縮形變合理，屏蔽繩中的導電顆粒與機殼材料在電化學性上相容，可以合理地處理機箱接縫。設計中的屏蔽繩安裝方式，經過仿真計算并進行樣品驗證，屏蔽效果合理，可以滿足機殼應具有導電連續性的要求。

1．2孔洞處理計算機開關按鈕、工作狀態指示燈、輸入輸出設備的安裝，需要在機殼開孔，而相應設備并無屏蔽能力，故而存在多處電磁泄漏源，處理好這些泄漏源的處理亦是提高計算機屏蔽效能的關鍵。孔縫越大屏蔽效應越小，孔洞直徑增加會使諧振頻率發生偏移和加寬，而孔洞的屏蔽效能隨入射角或極化角的增大而增加。根據上述計算方法，為提高屏蔽效能，機箱孔洞的尺寸應越小越好。一般來說，為了把電磁泄露控制在可接受的范圍內，一般要求縫長或孔徑小于λ／10～λ／100；仿真設計中假定可能的最高輻射頻率為3GHz（CPU的工作主頻），通過AnsoftHFSS仿真計算［5］后將孔洞的最大孔徑設計為3mm；從工程應用上考慮，將需要在機箱上開孔的器件集中設計在機箱右側，以純鋁板（1050A（O／H8））制作成隔離艙，在隔離艙與接口面板用導電橡膠板（40－20－1015－1350）填充，盡可能地保持機箱的導電連續性。

1．3穿過箱體線纜處理計算機包含需要穿過機殼的線纜，如交流電源導線及各種功能信號線，為滿足屏蔽要求，對上述穿過箱體的線纜作如下處理：1）交流電源線。選用性能優良的電源濾波器，安裝在靠近交流電源接口位置（如圖4所示）的屏蔽罩上，將濾波器輸入端隔離在機殼外，降低通過電源線的電磁發射；2）功能導線。機箱功能接口面板上分布了多個航空插座，航空插座為不銹鋼外殼材料，其與機箱接觸面使用導電橡膠板（40－20－1015－1350）進行填充，外部屏蔽電纜在連接器處進行360°搭接，計算機各接口使用的導線按照不同頻率分布在各插座內部，并將高頻與低頻信號分離開進行布線，從而避免內部串擾。

2試驗驗證

為了驗證設計計算機的電磁屏蔽能力，計算機在完成生產后進行了EMC試驗，試驗項目為RE102，通過設置各頻率點限值，在實驗過程中驗證計算機在各頻率的輻射情況。計算機初次進行RE102試驗的測試結果如圖5所示，可以看出在100～300MHz頻率段之間有很多頻點出現明顯的尖峰，最高超過RE102試驗限值20dB，不滿足計算機屏蔽能力要求。對試驗結果進行分析，確定造成空間輻射超標的原因，設計方案要求機殼材料整體為鋁板及鋁鑄件，檢查未在機殼材質上發現問題，機殼各部件最小厚度達到3mm，能有效對電磁波進行衰減，不會出現電磁泄漏。使用近場探頭測量機箱輻射，發現功能接口面板上連接器、指示燈、按鈕開孔處及部件接縫附近有較強的輻射泄漏。對部件接縫處的輻射泄露，經過拆卸檢查發現，用于縫隙處理的導電橡膠繩嚴重變形，已出現磨損（如圖6所示），不滿足設計指標。通過改進的設計，將屏蔽繩的安裝角度放大，可以有效防止加工誤差（如圖7所示），滿足實用性要求。對功能接口面板上連接器的輻射泄露，查看相應泄漏處安裝的器件，通過測量機箱連接器的搭接電阻，電阻值大于設計要求的10mΩ，不滿足電連續性要求。通過更換導電效果更好的導電布進行安裝后，其電阻值滿足了設計要求。對于指示燈及按鈕開孔處的電磁泄露，因其開孔大小造成在特定頻率下出現泄露，為此設計生產了開孔合適的指示燈及按鈕屏蔽罩，并為預留的航空插座配備專用的金屬屏蔽蓋。改進的計算機在進行RE102測試，得到的曲線如圖8所示，計算機的輻射曲線基本與環境噪聲一致，所有點都不超過環境噪聲3dB。

3結束語

設計中通過試驗篩選出具有較高的反射損耗R的鋁合金材料機殼，可以滿足設備環境在高屏蔽效能上的要求。在進行GJB規定的EMC試驗RE102驗證中，解決了計算機機殼在縫隙處理上不合理的問題，并針對機殼孔洞的處理進行了優化。與傳統計算機機殼相比，該計算機通過“設計－優化－改進設計”的產品開發過程，提高了機殼的電連續性，計算機機殼的屏蔽效能與環境噪聲相當。產品現已穩定應用于設備中，其設計方法對于解決嵌入式計算機電磁泄露具有較高的參考價值。

作者：袁偉 單位：江蘇自動化研究所