PCB设计中的抗干扰措施与电磁兼容性研究.doc

第一篇：PCB设计中的抗干扰措施与电磁兼容性研究.doc

印制电路板设计中的抗干扰措施与电磁兼容性研究

印制电路板(PCB)是电子产品中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接，是目前电子器材用于各类电子设备和系统的主要装配方式。鉴于PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大，因此，PCB的设计除必须遵守一般原则之外，还应符合抗干扰设计与电磁兼容性的要求。

一． 电路板设计的一般原则 1．布局

首先应考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后，再确定元件的位置，一般来说，应把模拟信号、高速数字电路、噪声源(如继电器、大电流开关等)这三部分合理分开，使相互间的信号耦合为最小。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。在确定元件的位置时要遵守以下原则： 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。

以每个功能电路的核心元件为中心进行布局。元器件应均匀、整齐紧凑地排列，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尺可能使元器件平行排列，以利于装焊及批量生产且美观。

位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为矩形，长宽比为3：2或4：3，其尺寸大于200x150mm时，应考虑电路板所受的机械强度。

尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。

某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

重量超过15g的元器件应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。

对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。

应留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。

2、布线

布线的原则如下：

输入、输出端用的导线应尽量避免相邻平行，最好加线间地线，以免发生反馈耦合。

导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定，当铜箔厚度为0.05mm、宽度为1～15mm时，通过2A的电流，温度不会高于3℃。因此，导线宽度为1.5mm便可满足要求。对于集成电路尤其是数字电路，通常选宽度为0.02～0.3mm的导线，当然，只要允许，还是尽可能用宽线，尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小至5～8mm。

印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则，长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状，这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。

二 电路板及电路抗干扰措施

印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，以下从四个方面讨论PCB抗干扰设计的措施。

1、电源线设计

根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。同时使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。

2、地线设计 印刷电路板上，电源线和地线最重要。克服电磁干扰，最主要的手段就是接地。对于双面板，地线布置特别讲究，通过采用单点接地法，电源和地是从电源的两端接到印刷线路板上来的，电源一个接点，地一个接点。印刷线路板上，要有多个返回地线，并都会聚到回电源的那个接点上，就是所谓单点接地。所谓模拟地、数字地、大功率器件地开分，是指布线分开，而最后都汇集到这个接地点上来。与印刷线路板以外的信号相连时，通常采用屏蔽电缆。对于高频和数字信号，屏蔽电缆两端都接地。低频模拟信号用的屏蔽电缆，一端接地为好。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。地线设计的原则是：

数字地与模拟地分开。若线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应使它们尽量分开，分别与电源端地线相连，并尽可能加大线性电路的接地面积。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。

接地线应尽量加粗。若接地线很细，则接地电位随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。因此应将接地线加粗，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能，接地线宽度应在2～3mm 以上。

正确选择单点接地与多点接地。在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1～10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。

将接地线构成闭环路。设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于：印制电路板上的很多集成电路元件，尤其遇到耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地结上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，若将接地构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。

3、合理设置退耦电容

性能好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ的高频成份。瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。去耦电容有两个作用：一方面旁路除掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为0.1uF，有5nH分布电感，它的并行共振频率大约在7MHz左右，对于10MHz以下的噪声有较好的去耦作用，对40MHz以上的噪声几乎不起作用。1uF、10uF电容，并行共振频率在20MHz以上，去除高频率噪声的效果要好一些。在电源进入印刷板的地方并一个1uF或10uF的去高频电容往往是有利的，即使是用电池供电的系统也需要这种电容。每10片左右的集成电路要加一片充放电电容，或称为蓄放电容，电容大小可选10uF。最好不用电解电容，电解电容是两层薄膜卷起来的，这种卷起来的结构在高频时表现为电感，最好使用胆电容或聚碳酸酯电容。去耦电容值的选取并不严格，可按C=1/f计算，即10MHz取0.1uF。对微控制器构成的系统，取0.1～0.01uF之间都可以。退耦电容的一般配置原则是： 电源输入端跨接10～100uF的电解电容器。如有可能，接100uF以上的更好。原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01uF的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每4～8个芯片都应布置一个1～10uF的钽电容。

对于抗噪声能力弱、关断时电源变化大的器件，如RAM、ROM存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退耦电容。

电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。

4、特殊器件的处理

在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时，操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用RC电路来吸收放电电流。一般R取1～2KΩ，C取2.2～47uF。

CMOS的输入阻抗很高，易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源。

选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。为减小信号传输中的畸变，信号在印刷板上传输，其延迟时间不应大于所用器件的标称延迟时间。

注意印刷线板与元器件的高频特性。在高频情况下，印刷线路板上的引线、过孔、电阻、电容、接插件的分布电感与电容等不可忽略。电阻对高频信号产生的反射，会对引线的分布电容起作用，当引线长度大于噪声频率相应波长的1/20时，就产生天线效应，噪声通过引线向外发射。

三、电磁兼容性设计

对于微控制器时钟频率与总线周期特别快、含有大功率与大电流驱动电路以及含有微弱模拟信号电路与高精度A/D变换电路的系统，应特别注意抗电磁干扰。

1、印刷电路板设计中的电磁兼容性措施

数字地与模拟地分开，地线加宽，以解决公共阻抗耦合问题。

在布局时若高速、中速和低速混用时，注意不同的布局区域，且模拟电路和数字逻辑要分离。

布线时专用零伏线、电源线的走线宽度≥1mm，电源线和地线尽可能靠近，整块印刷板上的电源与地要呈“井”字形分布，以便使分布线电流达到均衡。

要为模拟电路专门提供一根零伏线。

为减少线间串扰，必要时可增加印刷线条间距，有意安插一些零伏线作为线间隔离。

印刷电路的插头也要多安排一些零伏线作为线间隔离。

特别注意电流流通中的导线环路尺寸。

如有可能在控制线的入口处加接RC去耦，以便消除传输中可能出现的干扰因素。

线宽不要突变，导线不要突然拐角(≥90度)。

在印刷线路板上使用逻辑电路时，凡能不用高速逻辑电路的就不用，并在电源与地之间加去耦电容。

可用串电阻的办法，降低控制电路上沿跳变速率；尽量为继电器等提供某种形式的阻尼；使用满足系统要求的最低频率时钟且时钟产生器尽量靠近到用该时钟的器件；石英晶体振荡器外壳要接地；用地线将时钟区圈起来，时钟线尽量短；I/O驱动电路尽量靠近印刷板边，让其尽快离开印刷板；对进入印刷板的信号要加滤波，从高噪声区来的信号也要加滤波，同时用串终端电阻的办法，减小信号反射；集成电路上该接电源的端不要悬空，闲置不用的运放正输入端接地，负输入端接输出端印制板尽量使用45折线而不用90折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合印制板按频率和电流开关特性分区，噪声元件与非噪声元件要距离远一些单面板和双面板用单点接电源和单点接地；时钟、总线、片选信号要远离I/O线和接插件；模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线，特别是时钟；对A／D类器件，数字部分与模拟部分不要交叉；时钟线垂直于I/O线比平行I/O线干扰小，时钟元件引脚远离I/O电缆；元件引脚尽量短，去耦电容引脚尽量短关键的线要尽量粗，并在两边加上保护地；高速信号线要短要直；对噪声敏感的线不要与大电流、高速开关线平行；石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线弱信号电路、低频电路周围不要形成电流环路；任何信号都不要形成环路，如不可避免，让环路区尽量小；每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容用大容量的钽电容或聚酯电容而不用电解电容作电路充放电储能电容，使用管状电容时，外壳要接地。

2、配套于印刷电路板的开关电源的电磁兼容性

电源在向系统提供能源的同时，也将其噪声加到所供电的电源上。电路中微控制器的复位线、中断线以及其它，一些控制线最容易受外界噪声的干扰。电网上的强干扰通过电源进入电路，即使电池供电的系统，电池本身也有高频噪声。模拟电路中的模拟信号更经受不住来自源的干扰。

开关电源对电网传导的骚拢及开关电源的辐射骚扰的主要因素是非线性流和初级电路中功率晶体管外壳与散热器之间的耦合在电源输入端产生的传导共模噪声。抑制方法为：对开关电压波形进行“修整”：在晶体管与散热器之间加装屏蔽层的绝缘垫片，在市电输入电路中加接电源滤波器尽可能地减小环路面积在次线整流回路中使用软恢复二极管或在二极管上并联聚酯薄膜电容器；对晶体管开关波形进行“修整”。另外，由于二极管反向电流陡变及回路分布电感与二极管结电容等形成高频衰减振荡，而滤波电容的等效串联电感又削弱了滤波的作用，因此在输出改波中出现尖峰干扰，为此应加小电感和高频电容以减速小输出噪声。

3、传输线的电磁兼容性

传输电缆的形式较多，双绞丝在低于100KHz下使用非常有效，高频下因特性阻抗不均匀及由此造成的波形反射而受到限制；带屏蔽的双绞线，信号电流在两根内导线上流动，噪声电流在屏蔽层里流动，因此消除了公共阻抗的耦合，而任何干扰将同时感应到两根导线上，使噪声相消；非屏蔽双绞线抵御静电耦合的能力差些，但对防止磁场感应仍有很好作用，其屏蔽效果与单位长度的导线扭绞次数成正比同轴电缆有较均匀的特性阻抗和较低的损耗，从直流到甚高频都有较好特性。传输线最好的接线方式是信号与地线相间，稍次的方法是一根地、两根信号再一根地依次类推，或专用一块接地平板，将负载直接接地的方式是不合适的，这是因为两端接地的屏蔽层为磁感应的地环路电流提供了分流，使得磁场屏蔽性能下降。

至于电缆线的端接，在要求高的场合要为内导体提供360°的完整包裹，并用同轴接头来保证电场屏蔽的完整性。

4、静电的防护

静电放电可通过直接传导、电容耦合和电感耦合三种方式进入电子线路。直接对电路的静电放电经常会引起电路的损坏，对邻近物体的放电通过电容或电感耦合，会影响到电路工作的稳定性。防护方法：建立完善的屏蔽结构，带有接地的金属屏蔽壳体可将放电电流释放到地金属外壳接地可限制外壳电位的升高，造成内部电路与外壳之间的放电；内部电路如果要与金属外壳相连时，要用单点接地，防止放电电流 流过内部电路；在电缆入口处增加保护器件；在印刷板入口处增加保护环(环与接地端相连)。

第二篇：IGBT模块电磁兼容性设计

IGBT模块电磁兼容性设计

（1）IGBT模块的优化布局

变流器主电路在空间产生的磁场强度随输入、输出母线中通过电流的强弱而变化，同时IGBT模块产生的空间交变电磁场的强度随其两端电压和电流突变的剧烈程度而变化。这些干扰信号很容易耦合到IGBT模块的驱动线上。通过合理的布局，可以使在功率驱动端附近和驱动线一带的空间交变电磁场强度最小，即干扰信号最小。设计中应采取以下措施。1）从滤波电容到IGBT模块的直流连接采用双层镀锡铜板叠加技术。2）输入、输出母线与外部直流输入端和外部交流输出端采用铜条连接。

这种结构不仅可以减小寄生电感，而且对于IGBT模块产生的空间交变电磁场起到了很好的屏蔽作用。

（2）IGBT模块的接地设计

当IGBT模块的栅极驱动或控制信号与主电流共用一个接地回路时，在开关过渡过程中，由于主电流具有很高的di/dt，功率电路漏电感上有感应电压存在。一旦发生这种情况，电路中应该为“地”电位的各点实际上会处于高于“地电位”几伏的电位上。这个电压会出现在IGBT模块的栅极，从而使IGBT模块有可能误导通。为了避免这个问题的出现，需要慎重考虑栅极驱动与控制电路的设计。在设计中应采取以下措施。

1）下桥臂每个栅极IGBT驱动电路都采用了分离绝缘措施，且各自的电源零线按在IGBT模块的辅助端子上，不与主电流共用电流支路，以消除接地回路噪声问题。2）在功率器件关断期间，使用负的反向偏置电压，以避免噪声干扰。

经过电磁兼容性设计的变流器，在实际运行中可以获得良好的技术性能指标，对此可以得到以下结论。

1）变流器所处的电磁环境十分复杂，带来很多电磁干扰，良好的电磁兼容性设计是变流器安全可靠运行的关键。

2）吸收电路设计是变流器电磁兼容设计的难点，由于在功率母线的设计中采用了独特的双层镀锡铜板叠加技术，母线电感足够小，吸收电路只需简单的无感电容即可。3）在设备或系统设计的初始阶段应同时进行电磁兼容设计，把电磁兼容的大部分问题解决在设计定型之前，这样可得到最高的性能价格比。

第三篇：通信设备的电磁兼容性设计

通信设备的电磁兼容性设计

李宏坚

(陕西烽火电子股份有限公司)摘要：本文从印制板设计、内部走线设计和机壳结构设计三方面，介绍了通信设备的一些电磁兼容性设计方法。

关键字：电磁兼容、印制板设计、内部走线设计、结构设计

随着电磁环境越来越复杂，通信设备的电磁兼容性要求也越来越高，在设计阶段就应该考虑其电磁兼容性，这样可以将产品在生产阶段出现电磁兼容问题的可能性减少到一个较低的程度。

一、通信设备印制板电磁兼容性设计

造成通信设备辐射超标的原因是多方面的，接口滤波不好，结构屏效低，电缆设计有缺陷都有可能导致辐射发射超标，但产生辐射的根本原因却在PCB的设计，主要关注这几个方面：

1.从减小辐射干扰的角度出发，应尽量选用多层板，内层分别作电源层、地线层，用以降低供电线路阻抗，抑制公共阻抗噪声，对信号线形成均匀的接地面，加大信号线和接地面间的分布电容，抑制其向空间辐射的能力。

2.电源线、地线、印制板走线对高频信号应保持低阻抗。在频率很高的情况下，电源线、地线、或印制板走线都会成为接收与发射干扰的小天线，降低这种干扰的方法除了加滤波电容外，更值得重视的是减小电源线、地线及其他印制板走线本身的高频阻抗，因此，各种印制板走线要短而粗，线条要均匀。

3.电源线、地线及印制导线在印制板上的排列要恰当，尽量做到短而直，以减小信号线与回线之间所形成的环路面积。

4.电路元件和信号通路的布局必须最大限度地减少无用信号的相互耦合。在PCB的不同的设计阶段所关注的问题点不同，在元器件布局阶段需要注意：

1.接口信号的滤波、防护和隔离等器件是否靠近接口连接器放置，先防护，后滤波；电源模块、滤波器、电源防护器件是否靠近电源的入口放置，尽可能保证电源的输入线最短，电源的输入输出分开，走线互不交叉；

2.晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件或敏感器件是否远离单板拉手条、连接器；

3.滤波电容是否靠近IC的电源管脚放置，位置、数量适当； 4.时钟电路是否靠近负载，且负载均衡放置； 5.接口滤波器件的输入、输出是否未跨分割区；除光耦、磁珠、隔离变压器、A/D、D/A等器件外，其它器件是否未跨分割区；

在PCB布线阶段需要注意：

1.电源、地的布线处理无地环路，电源及与对应地构成的回路面积小； 2.差分信号线对是否同层、等长、并行走线，保持阻抗一致，差分线间无其他走线；

3.时钟等关键信号线是否布内层（优先考虑优选布线层），并加屏蔽地线或与其他布线间距满足3W原则，关键信号走线是否未跨分割区；

4.是否无其他信号线从电源滤波器输入线下走线，滤波器等器件的输入、输出信号线是否未互相并行、交叉走线；

二、通信设备内部走线电磁兼容性设计 通信设备内部走线混乱，不仅会造成高、低电平信号之间相互干扰，也会给后期采用屏蔽、滤波、接地等补救措施带来不便，会使设计的屏蔽、滤波电路、接地措施起不到应有的作用，在规划内部走线时，需要遵循以下基本原则：

1.机箱内各种裸露走线要尽量短。2.传输不同电平信号的导线分组捆扎，数字电路和模拟电路信号线应分组捆扎，并保持适当距离，减少导线相互影响。

3.对产品中用来传递信号的扁平电缆，应采用地-信号-地-信号-地排列的方式，这样可以有效抑制干扰，增强其抗干扰能力。

4.将低频进线和回线绞合在一起，形成双绞线，减少电磁干扰，如电源线。5.对确定的辐射干扰较大或敏感的导线要加屏蔽措施。

6.屏蔽电缆进出屏蔽体必须保证屏蔽层与屏蔽体之间可靠搭接，一般要求360°环接，并提供足够低的搭接阻抗。

7.非屏蔽电缆原则上禁止直接从屏蔽体中出线。特殊情况下允许直接出线，但是要求屏蔽体内侧（或者外侧）电缆的长度不得越过80mm，注意这个尺寸包括PCB上面的走线，如果有滤波电路，指滤波电路与屏蔽体之间的电缆长度。

8.屏蔽电缆还有一种特殊应用场合，有时系统规定其屏蔽层不得与屏蔽体（实际上就是PGND）连接，典型的例子是同轴电缆。这时的屏蔽电缆可以按照非屏蔽电缆处理（在屏蔽体一侧的长度不得超过80mm），或者采用双层屏蔽电缆。

三、通信设备机壳结构的电磁兼容性设计

通信设备的金属机壳是良好的屏蔽体，但实际上，由于屏蔽体上面不可避免地存在各种缝隙、开孔以及进出电缆等各种缺陷，这些缺陷将对屏蔽体的屏蔽效能有急剧的劣化作用，真正决定实际屏蔽体的屏蔽效能的因素是各种电气不连续缺陷，包括缝隙、开孔、电缆穿透等。

1.机壳接缝

主要为通信设备的壳体与安装盖板之间的接缝，该类缝虽然面积不大，但其最大线度尺寸即缝长却非常大，由于维修、开启等限制，致使该类缝成为电子设备中屏蔽难度最大的一类孔缝，采用导电衬垫等特殊屏蔽材料可以有效地抑制电磁泄漏。该类孔缝屏蔽设计的关键在于：合理地选择导电衬垫材料并进行适当的变形控制。

2.通风孔

该类孔面积和最大线度尺寸较大，通风孔设计的关键在于通风部件的选择与装配结构的设计。在满足通风性能的条件下，应尽可能选用屏效较高的屏蔽通风部件，如在风扇的风道口增加与机壳连接，具有一定深度蜂窝状铜网等。

3.观察孔与显示孔

该类型孔面积和最大线度尺寸较大，其设计的关键在于屏蔽透光材料的选择与装配结构的设计。

4.连接器与机箱的接缝

这类缝的面积与最大线度尺寸均不大，但由于在高频时导致连接器与机箱的接触阻抗急剧增大，从而使得屏蔽电缆的共模传导发射变大，往往导致整个设备的辐射发射出现超标，为此应采用导电橡胶等连接器导电衬垫。

电磁兼容是一个整机性能指标，它与PCB设计、设备内部走线设计、结构设计的好坏有着密切的关系。在设计一个新产品时,一开始就必须考虑到电磁兼容问题，如果忽视了这一问题,到新产品定型时，干扰问题会暴露出来，因此及早地解决电磁干扰问题不仅是行之有效的,而且会大大降低产品成本。

参考文献：

1、电磁兼容的印制板电路设计，（美）Mark I，Montrose著，吕英华 于学平张金玲译，机械工业出版社，2008；

2、产品设计中的EMC技术，（英）威廉姆斯著，李迪 王培清译，电子工业出版社，2004；

3、电磁兼容设计与整改对策及案例分析，朱文立著，电子工业出版社，2012。

第四篇：智能电表的电磁兼容测试与抗干扰研究说明

智能电表的电磁兼容测试与抗干扰研究

摘要：为了提高现代智能电表设计中的抗干扰性能和增强电表工作时系统的稳定性，本文主要从电快速脉冲群抗扰度测试、辐射电磁抗扰度测试及传导电磁干扰抗扰度测试三个方面对智能电表进行电磁兼容测试.此外，还研究了几种抗干扰技术以及通过实践研究总结的一些电磁兼容测试的简易测试方案.关键词：电磁兼容，测试方法，智能电表，抗干扰

由于智能电表的设计中引入了微控制器，这对设备的电磁兼容性能提出了更高的要求.主要原因是外界的电磁干扰可能导致程序控制的指针“跑飞”，可能导致电量数据的错误、丢失甚至系统的混乱.由于电表在电网系统中的特殊地位，不可能像其他电子设备一样经常性地通过复位使其恢复初始状态来处理设备异常工作甚至死机等现象.因此，必须从源头上采取提高智能电表电磁兼容性能的措施，以加强其抗干扰能力，确保其在规定的条件下正常稳定运行.针对以上问题和对智能电表在实际工作中的电磁环境分析，我们主要从电快速脉冲群（EFT)干扰、辐射电磁干扰（Radiated EMI）和传导电磁干扰（Conducted EMI）三个方面考察智能电表的电磁兼容性能.测试方法

1.1 电快速脉冲群抗扰度测试方法

EFT干扰是由于电路中的机械开关对电感性负载的切换产生的，它会对电路中的其他电气和电子设备产生干扰.这种干扰的特点是：脉冲成群出现、重复频率高（脉冲重复频率：5KHz，脉冲群重复周期：300ms）、脉冲波形上升时间短（5ns）.脉冲群对电路中的半导体器件的结电容充电，当电容上的能量累积到一定程度时就会引起设备的误动作.EFT抗扰度测试主要就是验证干扰施加在受试设备（EUT，本文中指的是智能电表）的电源及I/O线路上时设备的抗干扰能力.电源线是通过耦合/去耦网络施加干扰的，而I/O线路则是通过电容耦合夹施加干扰的.测试中无论是施加在电源线上的干扰还是I/O线路上的干扰都是不对称干扰（是指线与大地之间的干扰，即共模干扰），这也就为如何抑制EFT干扰提供了着手点.对于智能电表，我们采用台式设备的测试方法.首先，检查电表的功能性能；然后，按照测试标准连接设备，示意图如图1；其次，按照产品技术条件确定实验等级，让EFT发生器输出开路，接示波器，设定EFT

发生器的各个参数；接着，将EFT发生器的输出接耦合/去耦网络或电容耦合夹，对智能电表施加脉冲群，要求每种试验电压下做3次试验，每次1min，间隔1min，一种极性做完后换另一种极性，一根线做完后再换另一根，同时观察智能电表功能是否正常；最后，断开所有连接，重新检查智能电表功能是否正常，并记录试验结果，编制试验报告。

图1 EFT试验设备布置与连接示意图

作为智能电表设计初级阶段的简易EFT抗扰度测

试方法，我们可以采用图2所示的方法粗略验证EUT的电磁兼容性能。如图2所示，在EUT上绕上数圈（圈数与试验严酷等级成正比，一般10圈相对而言已经比较严酷），通过控制信号控制继电器的闭合从而控制外围线圈的通断电，模拟了EFT干扰。该方法可以对EUT做初步的测试。

图2 EFT简易测试图 1.2 射频辐射电磁场抗扰度测试方法

射频辐射电磁场干扰（R-EMI）主要是由电台、电视台、固定或移动式无线电发射台和各种工业辐射源产生的。标准IEC61000-4-3:2002主要把个人使用的移动电话作为辐射源的重点考虑点，原因是移动电话使用的普遍性和其在局部范围内辐射干扰比较强。试验的频率定为80MHz~2GHz，而其上限频率今后可能扩展到更高。标准要求用1kHz的正弦波对载波频率进行幅度调制，以便模拟语音信号对载频的幅度调制情况[*].试验中对不同的频段采用不同的天线产生所需的电磁场。双锥天线的适用频段为20~200MHz，对数周期天线适用频段为200~1000MHz，对于1~2GHz的频段可以采用角锥喇叭天线和双脊波导天线。试验需要在电波暗室内进行，试验框图如图3所示。图中天线（包括升降塔、转台）、均匀场及场强探头均处在电波暗室内，通过计算机控制信号发生器和功率放大器从而实现对场强的控制。

图3 试验框图

测试过程是这样的：首先，按照设备技术要求确定试验等级，不加正弦调制信号产生试验等级要求强度的均匀场（覆盖所有测试频段）；其次，使用校准过程中确定的电平，以正弦波对其调幅（深度80%），信号发生器扫频速度不超过1.5×10-

3十倍频程/秒；最后，将试品放在转台上，让设备各面都接受试验（试品在一个面上做两次试验，天线分别处于垂直和水平位置上），观察其功能和性能是否正常。

考虑到试验设备复杂、成本昂贵以及受试设备（智能电表）体积不大的特点，在工程应用中我们常采用吉赫兹横电磁波室（GTEM小室）对其进行R-EMI测试。试验组成如图4所示，N型接头向小室传播的为近似平面波（实际为球面波，但张角很小），小室芯板与底板之间形成均匀场区（芯板和底板扮演了天线的角色，要改变场的极化方向只能改变电表的相对方向来实现）。为做到不因电表的置入而过于影响场的均匀性，电表不得超过芯板与底板之间高度的1/3。GTEM小室内场强E=kV/h，其中k为比例系数，V为N型接头输入的信号电压，h为芯板距底板的垂直距离。测试方法与前面所示测试方法相似。

图4 GTEM小室测试

1.3 由射频场感应所引起的传导干扰抗扰度测试方法

传导干扰（C-EMI）通常是由电焊机、可控硅整流器、荧光灯及在开关电感性负载时产生的。其所涉及频段为150kHz~80MHz，刚好与前面的R-EMI相对应。该试验主要考虑到低频段时设备引线的长度可能达到干扰波的几个波长，这样引线就变成了被动天线接收射频场的感应，变为传导干扰进入设备内部，最终以射频电压和电流形式的近场电磁场影响设备的工作。

试验整体框图如图5所示，试验发生器中的低通和高通滤波器的作用是为防止信号谐波对电表产生干扰；固定衰减器是为了使试验发生器达到50欧姆（由于各电网阻抗不同，为此规定一个统一的50欧姆阻抗，以便测试结果相互比较）输出阻抗以减小功放至耦合网络间的不匹配程度；信号发生器要求与R-EMI信号发生器要求相似（不同的是频段范围为150kHz~80MHz）；耦合/去耦网络是将干扰信号施加到电源线路上；线性阻抗稳定网络（LISN）是目前国际上规定的传导性电磁干扰测量设备，图6为分别测试两条电源线上传导干扰的单相LISN，当BMC端接骚扰测试仪时，仪器内部的标准阻抗为50欧姆，共模和差模干扰电流将从该50欧姆阻抗上流过，此时，LISN起到了为共模和差模干扰电流在所需测量的频段提供一个固定阻抗（50欧姆）的作用，而50欧姆电阻上的电压就是传导干扰电压。传导干扰的耦合/去耦网络可以参见标准IEC61000-4-6。

测试前要尽可能接近智能电表的实际安装条件来连接电缆，这里我们只介绍了电源线的传导干扰测试，实际上传导干扰还可能发生在平衡线对及非屏蔽不平衡电缆上，其测试与上面介绍的测试方法相似，这里不再赘述。需要指出的是，要依次将试验发生器与每个耦合/去耦网络相连，而在其他未注入信号的耦合/去耦网络射频输入端接50欧姆的电阻。测试时先将试验电平（未加调制时的试验电平）调到试验等级的规定值，然后由1kHz正弦波调幅（深度80%）。试验以速度不超过1.5×10-3十倍频程/秒且在规定频段内扫频测试（扫频步幅不超过上一频率值的1%，每一频率的驻留时间不少于电表所需运行和响应的时间）同时观察电表的功能和性能是否正常。

图5 C-EMI测试框图

图6 单相LISN测试连接图 抗干扰措施

2.1 硬件抗干扰

系统失效和硬件损坏大部分是由各种干扰引起的，而绝大多数的干扰来自电源，所以对系统电源的抗干扰技术就显得尤为重要。下面就介绍几种电源的抗干扰措施。

（1）在电源变压器的初级串联一个电源滤波器，如“双绕组扼流圈”的滤波线路，它对高频干扰信号阻抗很大，使整个设备与电网之间有一定的高频隔离，同时对于外界的高频电磁场干扰也起到一定的抑制作用。

（2）在各相交流电源的进线端并联一个压敏电阻（MOV），其阻值随施加在它两端的电压的增加而减小。这样可以在供电出现过压时形成一个低阻的分流器，从而可以防止施加在设备两端的电压急剧上升。当电压恢复正常时，MOV又恢复到高阻状态。

（3）在主控制器供电电源之前的三端稳压器前并联一个瞬变电压抑制二极管（TVS）。当TVS两端有瞬

间高能冲击，它能以极高的速度成为低阻抗器件，吸

收大量电流，从而将其两端的电压嵌位在一个较低的值上，保护后面电路不因瞬态高压而损坏。这一措施对于像雷击浪涌之类的干扰是比较有效的。

（4）主控电路采用独立的供电电源，各电路模块之间采用合适的隔离措施（如光耦等）增强各模块电路之间的互扰。

以上几点就是硬件抗干扰设计的措施和技巧，通过以上的措施，就可以有效地抑制一部分干扰源对设备功能和性能的不良影响。2.2 软件抗干扰

软件抗干扰主要是防止电表在工作过程中出现大的错误。电表作为用电量的测量和记录设备，诸如用电量等数据是十分重要的，这些数据的获取和传输及存储过程必须保证其准确可靠。下面就保证E2PROM数据写入的可靠性措施做一简要介绍。

（1）使用软件陷阱。当控制器运行时受到干扰可能导致程序指针PC指向非程序区，使程序“跑飞”，很可能进入某个循环中挑不出来。当循环中没有清除看门狗指令时，在给定看门狗定时条件下PC指针将复位。当循环中有清除看门狗指令时，就会产生死机。对于这种情况，程序可以设置大量的软件陷阱，当PC进入非程序区时可能跳到软件陷阱中，从而可以顺利地使PC复位。设置软件陷阱的位置主要有：①没有使用到的中断区。在没有使用到得中断服务子程序中设置软件陷阱可以有效地捕捉到错误的中断。②在处理器未编程的大量空间编写软件陷阱指令。当程序跑飞入该区域时可以迅速地跳入正轨。

（2）定时设置I/O口状态。对于有些控制器可以编程I/O口的状态，这样当微处理器受到干扰时I/O口的状态可能改变，比如电脉冲输入口被干扰改变为输出口时，就会导致用户使用了电但是电表却检测不到。因此，周期性地重复定义I/O口的输入/输出状态对于干扰环境下的电表运行是有益的。

（3）数据校验。因为电表中的部分数据是十分重要的，不能出错，因此，对这些数据的输入是要进行特别的合法性判断的。例如，对电量数据的格式进行判断，就可以有效地限制一些错误的产生，提高其抗干扰性能。小结

在设计智能电表时，从电磁兼容的角度出发就可以高效地设计出经受的住其电磁环境要求的性能稳定产品，这可以避免走很多弯路。针对智能电表的实际工作环境和特点，主要从EFT、R-EMI、C-EMI三个方面考察其电磁兼容性能。结合实际和标准要求，采用简便、高效的测试手段有助于智能电表的设计。同时采用合理的有针对性的抗电磁干扰技术可以保证智能电表在规定的技术条件下稳定可靠地工作。

第五篇：城乡客运一体化措施与研究对策

城乡客运一体化措施与研究对策

城乡客运一体化措施与研究对策 打破城乡客运二元化格局，实现城乡客运一体化，是统筹城乡发展和推进城镇化进程的必然趋势，也是促进社会主义新农村建设的重要内容。为进一步强化服务意识，提高工作效率，优化发展环境，更好地构建符合经济社会发展和满足人民群众出行需要的城乡客运一体化公共体系，统筹城乡协调发展。近年来，***市以改革现有城乡客运模式，打破城区公交与农村客运“二元分割”的局面，在构建和完善布局合理、结构优化、方便快捷、畅通有序的城乡客运网络上，取得了突破性的进展。然而随着改革的深入，一些深层次的利益矛盾和历史遗留的后遗症等问题也随之一触即发，从而使城乡客运一体化的改革进入了一个更为复杂和艰巨的攻坚阶段。现就我市城乡客运一体化工作具体措施、取得的实效、存在的难点问题及对策等浅探如下：

一、***农村客运基本概况

***市辖四区三县，行政辖区总面积7029.48平方公里，户籍人口494.95万人。共有专业班线客运企业17家，拥有各类线路577条，其中涉及农村班线244条，营运车辆1504台。

二、具体措施

1、统筹城乡客运发展规划。2007年底，***市将村村通通班车工程作为一项民生工程，先后出台了《关于进一步加快村村通班车建设工作的意见》和《关于深入实施民生工程的意见》等纲领性文件，市县树立客运“一盘棋”思想，统一编制线路布局规划、运力投放和站场建

设规划。按照政府主导、统筹规划、合理布局、方便群众、因地制宜、分步实施的原则，将农村公路建设、场站建设与新农村建设结合起来，统一规划，同步实施，做到路通、车通、站成，路、站、运一体化。逐步构建市—县、县—乡镇、乡镇—行政村的三级客运网络。在组建客运网络时，按照“宜公则公，宜农则农”的原则，即适宜开通公交的开通公交，开通公交条件暂不成熟的，开通农村客运班车，最大限度地方便人民群众出行。

2、整合客运资源，改造经营主体。引导客运企业创新管理方式，主动适应公交化的要求，提高组织化程度和服务水平。以推进城乡客运一体化为契机，大力开展县内客运企业公司化改造工作，按照“投资多元化、产权一体化、经营集约化、管理公司化”的原则，采取多项措施，拓宽投资渠道，对公路建设可通过自然资源开发、招商引资等方式，吸引多方投资；以资产为纽带，打造集约化

经营，规范化管理的营运主体。2007年8月，***至上派65台中巴车成功改造为30台公交车，纳入***汽车客运有限公司第八公司管理。2007年11月，***至店埠336台红面车及30台中巴车成功改造为80台公交大巴车，纳入***市公交公司管理。2008年10份，***至北三十岗59台面的车成功改造为20台中巴车，纳入***新亚汽车客运有限公司管理。2009年11月份，线改造成功，原126台经营双墩至***的面的车改造为38台中巴车，纳入长丰县宏业汽车客运有限公司管理。2010年12月份，店埠至撮镇150台面的车成功改造为12台公交车，纳入肥东县城东公交有限责任公司管理。至此，***市所有县际面的车全部退出历史舞台，取而代之的全部是安全性、舒适度、经济性更好的公交车和中巴车，为群众出行提供了安全保障。

3、对农村客运班线经营模式进行改革。将客运“热线”与偏僻农村的“冷线”经营权捆绑，解决客运资源配置不平衡，经

营困难的矛盾，对有条件的农村客运班线可实行公交化运营的，发现一条改造一条。

4、实行政策优惠，扶持农村客运发展。积极协调有关部门，研究制定减免农村客运车辆相关费用，按时向农村客运经营者发放燃油补贴。另向市财政部门争取政策，对“冷线”给予财政补贴，2009年***市向三县“冷线”经营者发放补贴260万元，2010年市财政部门加大补贴额度，向“冷线”经营者发放补贴320万元，极大调动经营者的积极性，确保了农村客运班线“开得通、留得住、有效益”。

5、加快农村客运站点建设，完善客运站功能。要合理规划客运站点布局，充分考虑道路客运、城市公交客运的相互配合，最大限度地做到乘客零距离换乘。对县内客运站、候车亭和招呼站重新摸排，完善和改进其使用功能和效率。对已建成未投入使用的客运站要重点逐个分析原因，寻找突破口，加以解决。我

市肥西县高店客运站因土地使用问题，施工被迫停工，围墙被推倒，影响了我市客运站整体建设进度，我处督促县交通局积极与各有关部门沟通，宣传农村客运站建设属于公益性建设，是利民工程。最终在多方努力下，2010年高店客运站开工并于12月份竣工。

6、加强行业管理，规范经营行为。实践证明，一户一车、单车经营不仅服务质量难以保证，抗御风险的能力也差。集约化经营、公司化管理、规模化发展才是农村客运的可行之路。一是要严格资质条件，严把准入关。二是要严格从业人员教育培训，强化从业人员管理，推行从业人员持证上岗制度。三是努力提高管理人员的综合素质，建立管理人员的挑选、培训、教育、考核制度，使其更好地服务于城乡客运一体化发展需求。四是认真贯彻落实“五定三统一”制度。五是加大市场监管力度，坚持多措并举、标本兼治、市县联动，从更大范围上扩大市场监管的空间，坚决打击给

类违章经营行为，为城乡客运公交一体化的发展创造良好。

7、不断强化城乡客运一体化组织领导，加大宣传力度。2010年，我市结合实际，制定了《***市开展城乡客运协调发展效能建设主题实践活动实施方案》，成立“城乡客运协调发展主题实践活动”领导小组。多次召集三县交通局、运管所、各客运企业、各客运站相关人员召开了***市开展城乡客运一体化专题会议，对指导思想、工作目标、工作内容、工作步骤、工作要求和原则进行了贯彻和部署。三县结合自身实际，成立相应的领导组织机构，制定活动实施方案。把活动作为一项重要任务来抓，精心组织，周密安排，全力推进，确保这项民生工程和德政工程办实办好。各单位利用广播、电视、报纸、宣传车、标语、网站等各种载体广泛开展宣传。集中宣传开展城乡客运协调发展效能建设主题实践活动的目的、意义、办法、措施以及典型事迹，使这项工作家喻户晓、人人皆

知、深入人心。

三、取得的实效

***市三县共有47个乡镇，895个行政村，人口277.5万人。截止到现在，三县47个乡镇全部开通行政村至乡镇、乡镇至县城、乡镇至***、县城至***的班线客车，开通班车的行政村888个，客运班车通达率为99.22%；建成农村客运站48个，建成农村候车亭506个、招呼站894个，农村客运网络基本形成。

四、存在的难点问题及对策

由于发展的基础和历史原因，我市在推进城乡客运一体化进程中，遇到了错综复杂的障碍和瓶颈，主要表现如下：

1、部分道路基础设施有缺陷。***市原先设计的村村通道路是3.5宽的水泥路，两边再辅以0.75宽的路基，总宽度为5米。但有的村村通道路因施工和资金等原因，有的两侧路基较软、有的路基宽度不达标、有的根本无路基、有的无警示标牌，存在安全隐患。

2、农村客运站场利用率不高。在土地

资源十分珍贵的当下，客运站为了方便旅客想选址乡镇中心地带，于是协调征地就出现了困难。为了尽快完成建站任务，承建者就选择在偏僻、远离集镇中心的地方建站。但车站建成后，本来就因为不稳定客流而经营惨淡的农村客运，更没多少班线愿进站接客，进站的客车也接不到几个人。结果，运营成本太高，车站难以维持，故而造成部分客运站建成后没有及时投入使用。

3、候车厅、招呼站损坏严重，维护资金缺口大。因候车亭、招呼站主要建设在县、乡、村道路上，主要构成材料是不锈钢和铝合金，点多面广，盗损、人为破坏严重，给监管和维护带来难度。目前维修资金主要来自广告收入，对候车亭、招呼站维护来说只是杯水车薪。

4、企业缺乏社会责任感，使城乡客运一体化推进滞缓。由于我市部分农村客运班线企业属于民营性质，尽管在全市的客运体系中所占的份额不大，但由于民营资本的营利属性，使其在提供公共

服务和履行社会责任的同时，追求的是利益最大化。在全力推进城乡客运一体化时，企业积极性不高，甚至有抵触情绪。

5、单车挂靠和承包经营模式，使城乡客运一体化的整合和优化变得更为艰巨。在特定的历史条件下，民营客运企业普遍采用的是“放羊式”的挂靠和承包经营模式，而这两种经营模式企业是“重收费，轻管理”，往往导致挂靠者和经营承包者忽视了对自身经营行的规范和市场的培育，不择手段的追逐各自的利益，甚至不惜牺牲群众的利益。超载、超速、不按核定线路和班次、倒买倒卖营运线路等违法违规行为时有发生，因有的违规行为已是普遍存在的现象，处理起来容易引发群体性不稳定事件，给城乡客运一体化的推进带来了严重的后遗症。

6、经营主体性质分散，难统筹协调。我市现有客运企业有国有的、集体的、股份的、民营的，多种经济性质并存，再加之经营区域划分，尤其随着城区公

交向各乡镇农村的延伸，班线客运企业与公交公司和实际承包经营车主与公交公司之间利益矛盾也随之显现和激化，很难进行调整和整合。

7、政策不统一，阻挠城乡客运一体化。随着这见年国家对“三农”政策的扶持与倾斜，农村客运班次享受到一定的燃油补贴，但与城市公交可以享受财政的补贴、奖励、免税等相比，还存在较大的差距。同时在法律法规执行上也存在较大差异，如：城市公交车可以按面积核定乘员数量，从而基本不受超载限制，而农村客运车辆则按车辆核定座位乘员，若超过核定座位将受到处罚，且处罚较为严厉。

8、司乘人员身份、待遇不同。城市公交车司乘人员均为公交公司员工，公交公司缴纳“五险一金”，受劳动法保护，相对稳定。而农村客运车辆司乘人员多为车主或车主聘用人员，流动性较大，劳动权益很难得到保障。

实现城乡客运一体化是时代赋予的民

生工程，面对起步低、发展晚、基础弱、群众要求迫切的县域公共交通现状，面对伴随改革深入而逐渐浮出水面的种种矛盾和坚冰，更需要我们有超前的思路、创新的理念和科学的方法去破解这些坚冰和瓶颈。具体对策如下：

1、政府应加大投入，要加快路网建设，从城市土地出让金中划出固定的比例，积极拓展建设资金渠道，对完工公路进一步完善路肩硬化、警示牌等交通设施的建设，对在建公路或准四级以下公路通过新建或改造，应将水泥路宽提高到4.5米以上，使道路达到通客运车辆标准，确保通行安全。

2、充分发挥农村客运站功能，确保客运站正常运作。由于农村客运站建设国家和各省都有相应的资金补助政策，但是建成投入使用后，却未安排管护经费。同时，农村客运站具有较大的公益属性，不能以通过“收取旅客站务费和车辆进站服务费”的方式平衡收支，但还必须要为农村地区提供持续性服务，因此经营

负担沉重，后期维护与管理困难重重。对于已经建成的农村客运站，为了扭转被闲置困境，各地运管部门开拓思路，创新管理，探索新路子。如：可以审批在客运站旁修建商用店铺或对现有客运站资源进行优化，开拓资金收入；政府对客运站管理给予一定的经济补贴，维持客运站正常运行；将客运站与交管站修建在一起，既节约了成本，又加强了行业监管。

3、加大对候车厅、招呼站的维护与监管。由于农村候车厅、招呼站地理位置原因，监管难度大，损坏现象严重，造成维护资金缺口增大。政府可指定乡镇、行政村、运管所、路管所等作为监管责任主体，可对候车厅、招呼站按一定周期拨付维护资金，监管主体在落实监管责任的同时也可以候车厅、招呼站为载体，拓展相关业务，增加维护资金收入。如：以对外招商招租的形式把客车停靠站点、站牌广告作为一种资源来处理，从广告公司收取一部分资金补充维护资

金。

4、进一步优化经营主体。城乡客运一体化，首先要理顺经营体系，解决诸多的利益矛盾，如果经营体系的不协调，城乡客运要贯通将阻力重重。所以要继续运用经济手段和市场规划，通过收购、兼并、联合等方式，加快对民营企业改造的步伐，尽快建立起国有为主、适度竞争的经营发展模式，为实施城乡客运一体化扫清经营体制上的障碍。

5、要建立公共客运经营退出机制。推进城乡客运一体化，必须建立起规范的运营机制。针对过去营运车辆私下恶意炒卖、以包代管等问题，要通过行政的手段、法律的手段和市场的机制，建立起经营年限制、服务质量招投标制、营运社会评议制及公车公营制等营运规范机制和优胜劣汰的市场退出机制，打破过去的经营终身制和垄断制，以建立起规范、有序、健康、稳定的营运秩序。

6、调整客运营运模式。城乡客运二元化的最大弊病是城里的车出不了城，农

村的车进不了城。要改变这一状况，首先要建立起政府部门牵头的协调机制，以协调解决在整合过程中的矛盾和问题，同时，可采取两种营运模式，一是实行公司联合体经营，即按照现代企业管理制度，以产权为纽带，通过线路共营、利益共享、风险共担的方式对现有客运主体进行整合，组建既可从事农村客运、又可从事城市客运的经营联合体。二是实行一体化经营，即一定区域的客运市场整合成一家集团化或股份制企业运营，以解决原来分散经营、恶性竞争、秩序混乱、社会效益差等问题。

7、争取优惠扶持政策一体化。城乡客运一体化是城区公交向农村延伸，但这种延伸不是简单的“城区公交+农村客运”的营运方式，它涉及到许多如公交低票制、老年群体免票制、公交IC优惠制、公交财政补贴制、公交税费减免制以及车辆的公交定性等政策问题，所以城乡客运一体化，需要政策一体化的配套，而这种配套主要体现在政府和有关部门

对城区公交和农村公交在政策上都要一视同仁。

城乡客运一体化是城乡统筹发展的主要组成部分，是城市化进程和城乡发展的必然趋势，但城乡客运一体化也是一个庞大的系统工程，涉及面广，所以，推进城乡客运一体化除交通部门的攻坚克难、积极推进外，更需要政府的重视、财政的支撑、社会的助推和各部门的配合。

***市交通运输管理处

二〇一一年八月八日