CN206118296U - 电磁兼容式的电路系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁兼容式的电路系统，包括机箱，所述机箱包括：屏蔽模块、第一非屏蔽模块和第二非屏蔽模块，所述屏蔽模块分别与所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块连接，所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块连接；且所述屏蔽模块在所述机箱中处于屏蔽状态，所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块在所述机箱中处于非屏蔽状态；所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块在所述机箱中位于所述屏蔽模块的同一侧。本实用新型实现了机箱内部的模块合理布局，解决了由于本身原理机制方面的问题使得印刷装置存在电子干扰、电子辐射等影响，而不能满足现有电子系统整机的工作环境要求。本实用新型具有结构简单、适用性广的特点。

Description

电磁兼容式的电路系统

技术领域

本实用新型属于电子系统技术领域，特别涉及一种电磁兼容式的电路系统。

背景技术

现有技术中，虽然许多研究工作者在电子系统领域中付出了艰辛的劳动，为提高电子系统的性能，在许多方面做了细致的研究。但由于本身原理机制方面的问题，仍然存在诸如电子干扰、电子辐射等影响，已不能满足现有电子系统整机的工作环境要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种电磁兼容式的电路系统，解决了或部分解决了现有技术中的上述技术问题。

本实用新型提供了一种电磁兼容式的电路系统，包括：机箱，所述机箱包括：屏蔽模块；第一非屏蔽模块；第二非屏蔽模块；其中，所述屏蔽模块分别与所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块连接，所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块连接；且所述屏蔽模块在所述机箱中处于屏蔽状态，所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块在所述机箱中处于非屏蔽状态；所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块在所述机箱中位于所述屏蔽模块的同一侧。

可选的，所述屏蔽模块包括：光谱灯；微波倍频器；射频倍频电路，所述射频倍频电路与所述微波倍频器连接；其中，所述第一非屏蔽模块与所述射频倍频电路连接；所述微波倍频器与所述第二非屏蔽模块连接。

可选的，所述第一非屏蔽模块包括：综合控制器；压控石英晶体振荡器； 隔离放大器，所述隔离放大器分别与所述压控石英晶体振荡器、所述综合控制器和所述射频倍频电路连接；伺服电路，所述伺服电路分别与所述压控石英晶体振荡器和所述第二非屏蔽模块连接。

可选的，所述伺服电路将所输出的量子鉴频信号转变为直流纠偏电压，以控制所述压控石英晶体振荡器的输出频率，从而完成环路的锁定。

可选的，所述第二非屏蔽模块包括：集成滤光共振泡；微波腔，所述集成滤光共振泡置于所述微波腔中，且所述微波腔一方面为原子的微波共振提供合适的微波磁场，另一方面为所述集成滤光共振泡提供温度恒定的工作环境；磁场线圈，所述磁场线圈设置在所述微波腔的外围部分，以产生与所述微波磁场方向相平行的弱静磁场；光电探测器，所述光电探测器置于所述微波腔中；磁屏模块，所述磁屏模块设置在所述微波腔的外围部分；其中，所述微波倍频器通过耦合环连接于所述微波腔上。

可选的，所述光电探测器是在800nm处具有良好灵敏度的硅光电池。

可选的，还包括：磁场恒流源，所述磁场恒流源与所述磁场线圈连接。

可选的，还包括：恒温控制模块，所述恒温控制模块分别与所述光谱灯和所述微波腔连接。

有益效果：

本实用新型提供一种电磁兼容式的电路系统，通过所述屏蔽模块分别与所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块连接，所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块连接；且所述屏蔽模块在所述机箱中处于屏蔽状态，所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块在所述机箱中处于非屏蔽状态；所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块在所述机箱中位于所述屏蔽模块的同一侧。实现了机箱内部的模块合理布局，解决了由于本身原理机制方面的问题使得印刷装置存在电子干扰、电子辐射等影响，而不能满足现有电子系统整机的工作环境要求。本实用新型具有结构简单、适用性广的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电磁兼容式的电路系统中，机箱的内部模块分布示意图；

图2为图1中机箱内部的电路连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电磁兼容式的电路系统中，印刷板的内部模块分布示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围；其中本实施中所涉及的“和/或”关键词，表示和、或两种情况，换句话说，本实用新型实施例所提及的A和/或B，表示了A和B、A或B两种情况，描述了A与B所存在的三种状态，如A和/或B，表示：只包括A不包括B；只包括B不包括A；包括A与B。

同时，本实用新型实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本实用新型实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是 旨在限制本实用新型。

请参阅图1-3，本实用新型实施例提供的一种电磁兼容式的电路系统，包括：机箱100和印刷板300。

其中，对于机箱100而言，可参阅图1，所述机箱100至少包括：屏蔽模块101；第一非屏蔽模块102；第二非屏蔽模块103。其中，所述屏蔽模块101分别与所述第一非屏蔽模块102和所述第二非屏蔽模块103连接，所述第一非屏蔽模块102和所述第二非屏蔽模块103连接；且所述屏蔽模块101在所述机箱中处于屏蔽状态，所述第一非屏蔽模块102和所述第二非屏蔽模块103在所述机箱100中处于非屏蔽状态；所述第一非屏蔽模块102和所述第二非屏蔽模块103在所述机箱100中位于所述屏蔽模块101的同一侧。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的印刷装置，具备小型化的特点。具体而言，由于电子技术的飞速发展器件增多，电磁辐射能量剧增，电子系统工作频率不断攀升，面对这一情况，对电子电气系统自身的抗扰度要求必须提高。由于系统由许多电路部件组成，各种噪声的干扰如果处理不当，无疑将会对系统频稳定性造成致命性的影响。系统布局的好坏对电磁兼容性影响很大。一般来讲，设计人员都会按系统的各部分功能不同而将其细化成相应的功能模块，如物理系统、电路、电源等。但如果机箱布置安排不合理，则相互间可能产生较大的串扰。各功能模块的输入输出端相距不宜太远，因为它们之间是由线或电缆相连接的。若相距太远，各模块的输入输出端的共模干扰电流不易减小，从而引入较高的对地干扰电压。因此，对于EMC敏感的关键性功能块与非关键性功能块要分开来处理。对于那些关键性部分(如电路中的高频成分)，它们的辐射大，而自身又特别容易受到干扰，对其应特殊处理。例如可对其全部或部分进行屏蔽。其连接分布示意图可参阅图1所示，其中，屏蔽模块和非屏蔽模块在接口处通过滤波模块104进行滤波处理。

请继续参阅本实用新型实施例所提供的图2所示，本实用新型实施例的所述屏蔽模块101包括：光谱灯212；微波倍频器204；射频倍频电路203， 所述射频倍频电路203与所述微波倍频器204连接；其中，所述第一非屏蔽模块102分别与所述射频倍频电路203连接；所述微波倍频器204与所述第二非屏蔽模块103连接。所述第一非屏蔽模块102包括：综合控制器206；压控石英晶体振荡器201；隔离放大器202，所述隔离放大器202分别与所述压控石英晶体振荡器201、所述综合控制器206和所述射频倍频电路203连接；伺服电路207，所述伺服电路207分别与所述压控石英晶体振荡器201和所述第二非屏蔽模块103连接。所述伺服电路201将所输出的量子鉴频信号转变为直流纠偏电压，以控制所述压控石英晶体振荡器201的输出频率，从而完成环路的锁定。所述第二非屏蔽模块103包括：集成滤光共振泡208；微波腔205，所述集成滤光共振泡208置于所述微波腔205中，且所述微波腔205一方面为原子的微波共振提供合适的微波磁场，另一方面为所述集成滤光共振泡208提供温度恒定的工作环境；磁场线圈，所述磁场线圈设置在所述微波腔205的外围部分，以产生与所述微波磁场方向相平行的弱静磁场；光电探测器210，所述光电探测器210置于所述微波腔205中；磁屏模块211，所述磁屏模块211设置在所述微波腔205的外围部分；其中，所述微波倍频器204通过耦合环连接于所述微波腔205上。

具体而言，光谱灯212是一个无极放电的铷灯，灯泡内除了充有铷外，还充有激发电位低的惰性启辉气体。常用的启辉气体为Kr或Ar。整个灯由射频源激励发光。微波腔205的主要作用是为原子的微波共振提供合适的微波场，同时受恒温控制，为集成滤光共振泡208提供温度恒定的工作环境。磁场线圈的作用是产生一个和微波磁场方向相平行的弱静磁场，使原子基态超精细结构发生塞曼分裂，并为原子跃迁提供量子化轴，同时通过调节磁场电流的大小，改变磁场的强度，微调系统的输出频率。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，集成滤光共振泡208是整个物理系统的关键部件，在集成滤光共振泡208中为进行滤光和原子共振，除需要充入适量的⁸⁷Rb及⁸⁵Rb外，还需充入适当压力的混合缓冲气体，以进行荧 光淬灭、能级混杂和减小多谱勒频移。集成滤光共振泡208中的⁸⁷Rb原子的基态超精细跃迁频率即是铷原子频标的量子鉴频参考频率。作为优选，本实用新型实施例选择在800nm处有较好灵敏度的硅光电池，作为集成滤光共振泡208透射光的光电探测器210。本实用新型实施例中电子线路的主要作用是产生源于压控石英晶体振荡器201的微波探询信号，并将本振的输出频率锁定在铷原子的基态超精细0－0跃迁频率上。同时，为了本实用新型实施例的正常工作，还包括：磁场恒流源214，所述磁场恒流源214与所述磁场线圈连接；恒温控制模块213，所述恒温控制模块213分别与所述光谱灯212和所述微波腔205连接。在本实用新型实施例中，压控晶体振荡器201是激励微波场的初始信号源，并提供标准频率输出，其振荡频率受伺服纠偏电压控制，对被动型铷原子频标而言，它的相位噪声决定了伺服环路带宽以外的输出信号的相噪特性。

最后需要强调的是，被动型铷原子频标中⁸⁷Rb原子跃迁频率为6834.687MHz，为了实现共振探询和同步检测，必须通过本实用新型实施例中的综合、倍频、混频的方法将微波探询信号调到原子共振跃迁频率中心频率上，同时通过综合给微波信号加上一个低频小调制。伺服电路207将物理系统输出的量子鉴频信号转变为直流纠偏电压，来控制压控晶体振荡器201的输出频率，从而完成环路的锁定。

请继续参阅图3，对于本实用新型实施例所提供的印刷板300部分，可以认为一块印刷板300就是一块小系统。在同一印刷板上，也需要将EMC敏感部分与非敏感部分分开。即，高速模块与低速模块分开，能不用高速电路就尽量不用。可如图3中所示的第一电路模块301、第二电路模块303、第三电路模块304。可以理解为图3所示的第一电路模块301即为低速电路模块，第二电路模块302即为中等速度电路模块，第三电路模块304即为高速电路模块。其中，高速电路模块可靠近电源进线(电源模块305)，低速电路模块远离电源进线(电源模块305)。因为时钟频率越高，速度越快，信号的频谱也 越丰富；高频分量所占比例越大，对外干扰越强。系统时钟频率大于30MHz，或逻辑电路的转换时间少于4ns，可以用多层板电路，其中一层为地线层。用多层板代价太大，而用双面板经过合理设计，也能达到EMC要求。若一块多层印刷板用到多个不同的电源层，则电源层不要相互重叠，以防相互串扰；应将它们分离开来，并接到一个公共地线层。

需要额外说明的是，对于“地”的经典定义是作为电路或系统接地参考的一个等势面或等势点。但是如果存在地电流时，这个定义将没什么意义。即使是电流很小可忽略，由于外界电磁场的影响，也会在地线上产生感应电流和感应电势差。所以“地”的另一个较实际的解释是电流流回其电流源的一个低阻抗回路。这一说法突出了地线上存在电流这一实际情况，并强调了必须是低阻抗。对高频电路来讲，低阻抗尤为重要。例如，印刷板走线电感主要决定于走线的宽度和长度。一段10cm长，0.5cm宽的电感是60nH。所以当工作频率大于几个MHz时，接地线的阻抗不可忽略。在机箱内各个接地点，其电势一般不一致。对于“接地”另一个需要注意的问题是，许多人错误地认为地线特别是地线层是起屏蔽作用的，其实不然。按上面第二种解释，地线层的作用不是提供一个屏蔽，而是为各信号走线提供一个最近的接地回线，这样，整个信号线及回线形式电流环路的总面积最小。因为辐射发射强度和接收强度都正比于面积的大小，而且地线上的感应噪声电压正比于地线长度。所以，当多层板有一个地线层时，可以就近接地。电流环路面积最小，整个印刷板辐射干扰也小，而本身的抗干扰能力也强。仪器和设备的具体接地方式一般有三种：浮地、单点接地和多点接地。浮地将电路或设备与公共地线可能引起环流的公共线路隔离开来。但由于被隔离部分与大地没有低电阻的通路，容易产生静电积累。为消除静电积累的影响，可以在浮地与大地之间接一个阻值很大的电阻。许多大功率开关电源变压器的原边地与副边地之间就是这样处理的。单点接地就是把所有接线都接在一个点上。须注意的是接地长度与系统工作频率可以比拟时就不能用单点接地的方式。良好的接 地，可以减小接地线上的噪声电平，还可以防止骚扰从地线串入。对印刷板来讲，与接地平面采用单点接地。印刷板上的地线最好走成网格状，以减小地线阻抗。网格状的极限情况就是成为一个地线层。不同功能块的地应分开。在AC电源的处使用滤波器。滤波器的接地线要短，接地处金属间接触要可靠，保证低阻抗。可能的条件下，在所有的输入输出端都要用LC电路去耦。这对无屏蔽的输入输出线更重要。使用LC电路在输入输出线上进行滤波。电容可将干扰电流旁路到电路上，而不让其进入印刷板电路。电容的引脚要短，以减小其分布电感。对共模扼流圈，绕线间的分布电容要小。也可用铁氧体磁环或磁珠代替共模扼流圈。将信号线或数据线在磁环上绕一圈或几圈，可以有效地抑制共模干扰电压。在信号线上可使用RC低通滤波器，尽量减小信号带宽。在放大器和比较器的输入端与地之间并接一个低值电容滤波。在印刷板上可用低值电容在集成块的电源处进行滤波去耦。多层陶瓷电容由于有高的共振频率和高稳定度，可以用于此。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是 个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上对本实用新型所提供的电磁兼容式的电路系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种电磁兼容式的电路系统，其特征在于，包括：

机箱，所述机箱包括：

屏蔽模块；

第一非屏蔽模块；

第二非屏蔽模块；

其中，所述屏蔽模块分别与所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块连接，所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块连接；且所述屏蔽模块在所述机箱中处于屏蔽状态，所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块在所述机箱中处于非屏蔽状态；所述第一非屏蔽模块和所述第二非屏蔽模块在所述机箱中位于所述屏蔽模块的同一侧。

2.如权利要求1所述的电磁兼容式的电路系统，其特征在于，所述屏蔽模块包括：

光谱灯；

微波倍频器；

射频倍频电路，所述射频倍频电路与所述微波倍频器连接；

其中，所述第一非屏蔽模块与所述射频倍频电路连接；所述微波倍频器与所述第二非屏蔽模块连接。

3.如权利要求2所述的电磁兼容式的电路系统，其特征在于，所述第一非屏蔽模块包括：

综合控制器；

压控石英晶体振荡器；

隔离放大器，所述隔离放大器分别与所述压控石英晶体振荡器、所述综合控制器和所述射频倍频电路连接；

伺服电路，所述伺服电路分别与所述压控石英晶体振荡器和所述第二非屏蔽模块连接。

4.如权利要求3所述的电磁兼容式的电路系统，其特征在于，

所述伺服电路将所输出的量子鉴频信号转变为直流纠偏电压，以控制所述压控石英晶体振荡器的输出频率，从而完成环路的锁定。

5.如权利要求4所述的电磁兼容式的电路系统，其特征在于，所述第二非屏蔽模块包括：

集成滤光共振泡；

微波腔，所述集成滤光共振泡置于所述微波腔中，且所述微波腔一方面为原子的微波共振提供合适的微波磁场，另一方面为所述集成滤光共振泡提供温度恒定的工作环境；

磁场线圈，所述磁场线圈设置在所述微波腔的外围部分，以产生与所述微波磁场方向相平行的弱静磁场；

光电探测器，所述光电探测器置于所述微波腔中；

磁屏模块，所述磁屏模块设置在所述微波腔的外围部分；

其中，所述微波倍频器通过耦合环连接于所述微波腔上。

6.如权利要求5所述的电磁兼容式的电路系统，其特征在于，

所述光电探测器是在800nm处具有良好灵敏度的硅光电池。

7.如权利要求5所述的电磁兼容式的电路系统，其特征在于，还包括：

磁场恒流源，所述磁场恒流源与所述磁场线圈连接。

8.如权利要求5所述的电磁兼容式的电路系统，其特征在于，还包括：

恒温控制模块，所述恒温控制模块分别与所述光谱灯和所述微波腔连接。