PADS电路原理和PCB设计的目录

核心提示前言第1章PCB基础1.1PCB概述1.1.1PCB结构1.1.2元件封装1.1.3铜膜导线1.1.4助焊膜和阻焊膜1.1.5层1.1.6焊盘和过孔1.1.7丝印层1.1.8覆铜1.2PCB设计流程1.3PCB设计的基本原则1.3.1布局1

前言

第1章PCB基础

1.1PCB概述

1.1.1PCB结构

1.1.2元件封装

1.1.3铜膜导线

1.1.4助焊膜和阻焊膜

1.1.5层

1.1.6焊盘和过孔

1.1.7丝印层

1.1.8覆铜

1.2PCB设计流程

1.3PCB设计的基本原则

1.3.1布局

1.3.2布线

1.3.3焊盘尺寸

1.3.4PCB电路的抗干扰措施

1.3.5去耦电容配置

1.3.6各元件之间的接线

1.4PCB制造材料

1.5PCB基本结构

1.6PCB的叠层设计

1.6.1多层板

1.6.26层板

1.6.34层板

1.6.4叠层设计布局快速参考

1.7PCB的布线配置

1.7.1微带线

1.7.2带状线

1.8PcB设计和电磁兼容

1.9PCB设计常用术语

第2章PADSLoGc基础

2.1PADSLogic概述

2.2PADSLogic的设计环境

2.2.1PADSLosic的设计图形界面

2.2.2PADSLogic的菜单命令

2.2.3PADSLogic的常用工具栏命令

2.2.4右键快捷菜单

2.2.5无模命令

2.2.6状态窗口和状态条

2.3设置PADSLogic的环境参数

2.3.1设置全局参数

2.3.2设置原理图设计参数

2.3.3设置字体和文本

2.3.4设置线宽

2.4PADSLogic的视图操作

2.4.1使用视图菜单命令

2.4.2使用鼠标

2.4.3使用快捷键

2.4.4使用状态窗口

2.5设置原理图的颜色

2.6PADSLogic的文件管理

第3章PADSLOgic原理图设计

3.1原理图的设计步骤

3.1.1电路设计的一般步骤

3.1.2原理图设计的一般步骤

3.2建立原理图和设置图纸

3.2.1建立新的原理图文件

3.2.2设置图纸

3.2.3原理图的多张图纸设计

3.3添加和删除元件

3.3.1添加元件

3.3.2调整元件的方向

3.3.3删除元件

3.4元件库管理

3.4.1元件库管理器

3.4.2加载元件库

3.4.3导入元件库的数据

3.4.4导出元件库的数据

3.4.5创建新的元件库文件

3.4.6向元件库中添加新的图元

3.4.7从元件库中删除图元

3.4.8编辑元件库中的某个图元

3.4.9复制元件库中的某个图元

3.4.10打印元件库中的图元

3.5编辑元件

3.5.1编辑元件的流水号和类型

3.5.2设置元件的PCB封装

3.5.3设置文本的可见性

3.5.4设置元件的属性.

3.5.5设置未使用的引脚

3.6设置电阻、电容和电感值

3.7调整元件位置

3.7.1选取元件

3.7.2移动元件

3.7.3旋转元件

3.7.4复制粘贴元件

3.8连接线路

3.8.1新的连线

3.8.2在不同页面间连线

3.8.3浮动连线

3.9放置电源与接地元件

3.10添加总线并连接总线

3.10.1添加总线

3.10.2连接总线

3.10.3快速连接总线

3.1l添加网络

3.12添加文本

3.12.1添加普通文本

3.12.2添加变量文本

3.13原理图设计实例——24V功率

驱动模块

第4章层、设计规则和报表

4.1设置电路板层

4.1.1显示层信息

4.1.2设置层类型

4.1.3设置电气层数

4.1.4设置层的厚度

4.1.5设置非电气层数

4.2设计规则定义

4.2.1默认规则

4.2.2类规则

4.2.3网络规则

4.2.4条件规则

4.2.5差分对规则

4.2.6设置规则报告

4.3生成网络表

4.3.1生成PCB网络表

4.3.2生成SPICE网络表

4.4生成材料清单和其他报表

4.4.1生成材料清单

4.4.2生成其他报告内容

第5章制作元件与建立元件库

5.1元件编辑器

5.1.1CAE图形编辑器

5.1.2CAE元件编辑器

5.I.3元件类型编辑器

5.2创建元件的CAE图形

5.2.1手动绘制CAE图形

5.2.2添加元件引脚

5.2.3保存74LSl4元件的CAE图形

5.2.4使用向导创建CAE图形

5.3创建并设置元件

5.3.1创建CAE图形

5.3.2设置引脚号

5.3.3设置引脚名

5.3.4设置引脚类型

5.3.5设置引脚门交换值

5.3.6设置引脚顺序

5.3.7添加或设置标签

5.3.8保存元件

5.4设置元件的电气属性

5.4.1设置元件的逻辑类型

5.4.2设置元件的普通信息

5.4.3设置元件的逻辑门数

5.4.4设置元件的信号引脚

5.4.5设置元件的PCB封装

5.4.6设置元件的属性

第6章PADSLayout基础

6.1PADSLayout界面

6.2PADSLayout的菜单和工具栏

6.2.1菜单命令

6.2.2常用工具栏命令

6.3PADSLayout的工作空间和视图

6.3.1工作空间

6.3.2状态窗口

6.3.3视图操作

6.4设置PADSLayout的环境参数

6.4.1设置全局参数

6.4.2设置栅格参数

6.4.3设置绘图参数

6.4.4设置设计参数

6.4.5设置布线参数

6.4.6设置分割/混合平面参数

6.4.7设置热焊盘参数

6.4.8设置尺寸标注参数

6.4.9设置泪滴参数

6.4.10设置晶粒元件参数

6.5设置PCB层

6.5.1设置电气层

6.5.2设置非电气层

6.6设置PADSLayout的显示

颜色

6.7选择对象和选择过滤器

6.7.1简单选择对象

6.7.2使用选择过滤器选择对象

第7章PCB设计

7.1建立PCB图

7.1.1建立:PCB的轮廓

7.1.2裁剪PCB的轮廓

7.1.3修改PCB的轮廓

7.1.4建立PCB的禁止区

7.2加载元件和网络数据

7.2.1从文本文件导入网络表

7.2.2从PADSLogic传送网络表

7.3设置PCB的图层

7.4定义设计规则

7.4.1设置默认规则

7.4.2设置类规则

7.4.3设置网络规则

7.4.4设置组规则

7.4.5设置引脚对规则

7.4.6设置封装规则

7.4.7设置元件规则

7.4.8设置条件规则

7.4.9设置差分对规则

7.4.10设置规则报告

7.4.11设置规则优先级

7.5元件布局

7.5.1元件的自动布局

7.5.2手动调整元件布局

7.6工程更改

7.6.1设置工程更改选项参数

7.6.2添加元件

7.6.3添加网络连接

7.6.4元件重新编号

7.6.5更换元件封装

7.6.6添加布线

7.6.7交换引脚和门

7.6.8更新PADSLogic原理图

7.7设置焊盘或过孔属性

7.8设置网络的可见性

7.9交互布线

7.9.1启动在线设计规则检查

7.9.2设置布线栅格

7.9.3交互布线

7.9.4交互动态布线

7.9.5插入过孔

7.9.6交互自动布线

7.9.7在平面层上布线

7.9.8总线方式布线

7.10布线编辑

7.10.1布线过程中的编辑

7.10.2布线后的编辑

7.11添加测试点和跳线

7.11.1手动添加测试点

7.11.2自动添加测试点

7.11.3添加跳线

7.12定义分割平面

7.12.1定义网络颜色

7.12.2分割平面

7.13覆铜

7.13.1绘制覆铜区域

7.13.2设置灌注或填充选项

7.13.3灌注或填充覆铜区域

7.14设计验证

7.15添加文本和尺寸标注

7.15.1添加文本

7.15.2尺寸标注

7.16自动布线器PADSRouter币

SPECCTRA的接口

7.16.1PADSRouter的接口

7.16.2SPECCTRA的接口

7.17设计实例

7.17.1建立PCB文件

7.17.2设置层和显示颜色

7.17.3建立PCB的轮廓

7.17.4加载网络表和元件

7.17.5PCB的布局

7.17.6设置设计规则

7.17.7布线操作

7.17.8对PCB覆铜

第8章制作元件封装

8.1元件封装编辑器

8.1.1启动元件封装编辑器

8.1.2元件封装编辑器介绍

8.2创建新的元件封装

8.2.1建立新的元件库

8.2.2通过直接绘图创建新的元件封装

8.2.3使用向导创建新的元件封装

第9章PCB报表

9.1生成PCB元件列表

9.2生成PCB统计信息

9.3生成PCB网络表

9.4使用脚本程序生成报表

9.5生成计算机辅助制造文件

9.5.1建立CAM输出文件目录

9.5.2添加新的CAM输出文件

9.5.3编辑CAM输出文件设置

9.5.4定制输出文档

9.5.5设置输出设备

9.5.6光绘文件及其设置

9.5.7创建CAM输出文档

9.5.8CAM350计算机辅助制造软件的接口

第10章PADSRouter自动布线

工具

10.1PADSRouter基础

10.1.1PADSRouter的设计环境

10.1.2PADs.Router的常用工具栏

10.1.3PADSRouter的快捷菜单

10.1.4视图操作

10.2设置设计规则

10.2.1设置默认安全间距规则

10.2.2设置扇出规则

10.2.3设置焊盘引入线规则

10.2.4设置布线拓扑规则

10.2.5设置布线方向和层成本

10.2.6设置层和过孔偏移

10.2.7设置网络规则

10.2.8设置网络类规则

10.2.9设置条件规则

10.2.10设置其他规则

10.3设置PADSRouter设计环境

10.3.1设置设计和显示栅格

10.3.2设置显示颜色

10.3.3设置布线参数

10.3.4设置图形显示

10.3.5设置自动布线策略

10.3.6设置其他参数

10.4交互布线

10.4.1布线准备

10.4.2手动交互布线

10.4.3动态布线

10.4.4推挤布线

10.5高级布线技巧

10.5.1控制走线长度

10.5.2蛇形布线

10.5.3差分对布线

10.5.4等长布线

10.6自动布线

10.6.1设置设计规则和布线参数

10.6.2自动布线

10.6.3设计验证

继电器的检验标准(IQS)

一、软性PCB分类及其优缺点

1.软性PCB分类

软性PCB通常根据导体的层数和结构进行如下分类:

1.1单面软性PCB

单面软性PCB,只有一层导体,表面可以有覆盖层或没有覆盖层。所用的绝缘基底材料,随产品的应用的不同而不同。一般常用的绝缘材料有聚酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、软性环氧-玻璃布等。

单面软性PCB又可进一步分为如下四类:

1)无覆盖层单面连接的

这类软性PCB的导线图形在绝缘基材上,导线表面无覆盖层。像通常的单面刚性PCB一样。这类产品是最廉价的一种,通常用在非要害且有环境保护的应用场合。其互连是用锡焊、熔焊或压焊来实现。它常用在早期的电话机中。

2)有覆盖层单面连接的

这类和前类相比,只是根据客户要求在导线表面多了一层覆盖层。覆盖时需把焊盘露出来,简单的可在端部区域不覆盖。要求精密的则可采用余隙孔形式。它是单面软性PCB中应用最多、最广泛的一种,在汽车仪表、电子仪器中广泛使用。

3)无覆盖层双面连接的

这类的连接盘接口在导线的正面和背面均可连接。为了做到这一点,在焊盘处的绝缘基材上开一个通路孔,这个通路孔可在绝缘基材的所需位置上先冲制、蚀刻或其它机械方法制成。它用于两面安装元、器件和需要锡焊的场合,通路处焊盘区无绝缘基材,此类焊盘区通常用化学方法去除。

4)有覆盖层双面连接的

这类与前类不同处是表面有一层覆盖层。但覆盖层有通路孔,也允许其两面都能端接,且仍保持覆盖层。这类软性PCB是由两层绝缘材料和一层金属导体制成。被用在需要覆盖层与周围装置相互绝缘,并自身又要相互绝缘,末端又需要正、反面都连接的场合。

1.2双面软性PCB

双面软性PCB,有两层导体。这类双面软性PCB的应用和优点与单面软性PCB相同,其主要优点是增加了单位面积的布线密度。它可按有、无金属化孔和有、无覆盖层分为:a无金属化孔、无覆盖层的;b无金属化孔、有覆盖层的;c有金属化孔、无覆盖层的;d有金属化孔、有覆盖层的。无覆盖层的双面软性PCB较少应用。

1.3多层软性PCB

软性多层PCB如刚性多层PCB那样,采用多层层压技术,可制成多层软性PCB。最简单的多层软性PCB是在单面PCB两面覆有两层铜屏蔽层而形成的三层软性PCB。这种三层软性PCB在电特性上相当于同轴导线或屏蔽导线。最常用的多层软性PCB结构是四层结构,用金属化孔实现层间互连,中间二层一般是电源层和接地层。

多层软性PCB的优点是基材薄膜重量轻并有优良的电气特性,如低的介电常数。用聚酰亚胺薄膜为基材制成的多层软性PCB板,比刚性环氧玻璃布多层PCB板的重量约轻1/3,但它失去了单面、双面软性PCB优良的可挠性,大多数此类产品是不要求可挠性的。

多层软性PCB可进一步分成如下类型:

1)挠性绝缘基材上构成多层PCB,其成品规定为可以挠曲:这种结构通常是把许多单面或双面微带可挠性PCB的两面端粘结在一起,但其中心部分并末粘结在一起,从而具有高度可挠性。为了具有所希望的电气特性,如特性阻抗性能和它所互连的刚性PCB相匹配,多层软性PCB部件的每个线路层,必须在接地面上设计信号线。为了具有高度的可挠性,导线层上可用一层薄的、适合的涂层,如聚酰亚胺,代替一层较厚的层压覆盖层。金属化孔使可挠性线路层之间的z面实现所需的互连。这种多层软性PCB最适合用于要求可挠性、高可靠性和高密度的设计中。

2)在软性绝缘基材上构成多层PCB,其成品末规定可以挠曲:这类多层软性PCB是用软性绝缘材料,如聚酰亚胺薄膜,层压制成多层板。在层压后失去了固有的可挠性。当设计要求最大限度地利用薄膜的绝缘特性,如低的介电常数、厚度均匀介质、较轻的重量和能连续加工等特性时,就采用这类软性PCB。例如,用聚酰亚胺薄膜绝缘材料制造的多层PCB比环氧玻璃布刚性PCB的重量大约轻三分之一。

3)在软性绝缘基材上构成多层PCB,其成品必须可以成形,而不是可连续挠曲的:这类多层软性PCB是由软性绝缘材料制成的。虽然它用软性材料制造,但因受电气设计的限制,如为了所需的导体电阻,要求用厚的导体,或为了所需的阻抗或电容,要求在信号层和接地层之间有厚的绝缘隔离,因此,在成品应用时它已成形。术语“可成型的”定义为:多层软性PCB部件具有做成所要求的形状的能力,并在应用中不能再挠曲。在航空电子设备单元内部布线中应用。这时,要求带状线或三维空间设计的导体电阻低、电容耦合或电路噪声极小以及在互连端部能平滑地弯曲成90°。用聚酰亚胺薄膜材料制成的多层软性PCB实现了这种布线任务。因为聚酰亚胺薄膜耐高温、有可挠性、而且总的电气和机械特性良好。为了实现这个部件截面的所有互连,其中走线部分进一步可分成多个多层挠性线路部件,并用胶粘带合在一起,形成一条印制电路束。

1.4刚性-软性多层PCB

该类型通常是在一块或二块刚性PCB上,包含有构成整体所必不可少的软性PCB。软性PCB层被层压在刚性多层PCB内,这是为了具有特殊电气要求或为了要延伸到刚性电路外面,以朝代Z平面电路装连能力。这类产品在那些把压缩重量和体积作为关键,且要保证高可靠性、高密度组装和优良电气特性的电子设备中得到了广泛的应用。

刚性-软性多层PCB也可把许多单面或双面软性PCB的末端粘合压制在一起成为刚性部分,而中间不粘合成为软性部分,刚性部分的Z面用金属化孔互连。可把可挠性线路层压到刚性多层板内。这类PCB越来越多地用在那些要求超高封装密度、优良电气特性、高可靠性和严格限制体积的场合。

已经有一系列的混合多层软性PCB部件设计用于军用航空电子设备中,在这些应用场合,重量和体积是至关重要的。为了符合规定的重量和体积限度,内部封装密度必须极高。除了电路密度高以外,为了使串扰和噪声最小,所有信号传输线必须屏蔽。若要使用屏蔽的分离导线,则实际上不可能经济地封装到系统中。这样,就使用了混合的多层

软性PCB来实现其互连。这种部件将屏蔽的信号线包含在扁平带状线软性PCB中,而后者又是刚性PCB的一个必要组成部分。在比较高水平的操作场合,制造完成后,PCB形成一个90°的S形弯曲,从而提供了z平面互连的途径,并且在x、y和z平面振动应力作用下,可在锡焊点上消除应力-应变。

2.优点

2.1可挠性

应用软性PCB的一个显著优点是它能更方便地在三维空间走线和装连,也可卷曲或折叠起来使用。只要在容许的曲率半径范围内卷曲,可经受几千至几万次使用而不至损坏。

2.2减小体积

在组件装连中,同使用导线缆比,软性PCB的导体截面薄而扁平,减少了导线尺寸,并可沿着机壳成形,使设备的结构更加紧凑、合理,减小了装连体积。与刚性PCB比,空间可节省60~90%。

2.3减轻重量

在同样体积内,软性PCB与导线电缆比,在相同载流量下,其重量可减轻约70%,与刚性PCB比,重量减轻约90%。

2.4装连的一致性

用软性PCB装连,消除了用导线电缆接线时的差错。只要加工图纸经过校对通过后,所有以后生产出来的绕性电路都是相同。装连接线时不会发生错接。

2.5增加了可靠性

当采用软性PCB装连时,由于可在X、Y、Z三个平面上布线,减少了转接互连,使整系统的可靠性增加,且对故障的检查,提供了方便。

2.6电气参数设计可控性

根据使用要求,设计师在进行软性PCB设计时,可控制电容、电感、特性阻抗、延迟和衰减等。能设计成具有传输线的特性。因为这些参数与导线宽度、厚度、间距、绝缘层厚度、介电常数、损耗角正切等有关,这在采用导线电缆时是难于办到的。

2.7末端可整体锡焊

软性PCB象刚性PCB一样,具有终端焊盘,可消除导线的剥头和搪锡,从而节约了成本。终端焊盘与元、器件、插头连接,可用浸焊或波峰焊来代替每根导线的手工锡焊。

2.8材料使用可选择

软性PCB可根据不同的使用要求,选用不同的基底材料来制造。例如,在要求成本低的装连应用中,可使用聚酯薄膜。在要求高的应用中,需要具有优良的性能,可使用聚酰亚薄膜。

2.9低成本

用软性PCB装连,能使总的成本有所降低。这是因为:

1)由于软性PCB的导线各种参数的一致性;实行整体端接,消除了电缆导线装连时经常发生的错误和返工,且软性PCB的更换比较方便。

2)软性PCB的应用使结构设计简化,它可直接粘附到构件上,减少线夹和其固定件。

3)对于需要有屏蔽的导线,用软性PCB价格较低。

2.10加工的连续性

由于软性覆箔板可连续成卷状供应,因此可实现软性PCB的连续生产。这也有利于降低成本。

3.缺点

3.1一次性初始成本高

由于软性PCB是为特殊应用而设计、制造的,所以开始的电路设计、布线和照相底版所需的费用较高。除非有特殊需要应用软性PCB外,通常少量应用时,最好不采用。

3.2软性PCB的更改和修补比较困难

软性PCB一旦制成后,要更改必须从底图或编制的光绘程序开始,因此不易更改。其表面覆盖一层保护膜,修补前要去除,修补后又要复原,这是比较困难的工作。

3.3尺寸受限制

软性PCB在尚不普的情况下,通常用间歇法工艺制造,因此受到生产设备尺寸的限制,不能做得很长,很宽。

3.4操作不当易损坏

装连人员操作不当易引起软性电路的损坏,其锡焊和返工需要经过训练的人员操作。

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中华人民共和国国家标准电气继电器

1 适用范围与目的

本标准的目的是为了获得其所描叙的三种试验方法的经验,如有可能,在今后标准中确定一种适用的试验方法。

本标准提出了有输出触点或无输出触点的静态量度继电器和保护装置的辐射电磁场干扰试验的一般要求。

试验的目的是确认被试装置在被激励并受到来自某辐射源的电磁场,特别是在27MHz~500MHz频率范围内工作的收发信机的电磁场影响时不误动作。

各项要求仅适用于新制造的继电器和保护装置。

本标准叙述的试验为型式试验。

注:本标准也可适用于机电式继电器,例如快速或高灵敏度的机电式继电器。

本标准规定了:

1) 所用术语的定义;

2) 试验严酷等级;

3) 试验方法;

4) 试验条件;

5) 试验程序;

6) 合格判据。

2 引用标准

本标准引用了下列标准的有关条文:

GB/T 14047电气继电器 第6部分:量度继电器和保护装置(idt IEC 255.6—1988)

IEC 801.3 (1984)工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 第3部分:辐射电磁场的要求1]

3 术语

有关通用术语的定义,应参考IEC国际电工词典(IEV)[IEC 50]。

对于专用术语,可以参考IEC 801.3 第4章(见本标准附录C2))。

4 辐射电磁场干扰试验

4.1 试验严酷等级

本标准包含不同的严酷等级,以反映各种电磁场条件。

下面4.1.2条为选择严酷等级的一般准则。

4.1.1严酷等级

试验严酷等级应从下表中选出。在本标准中,试验场强以伏每米(V/m)表示。

试验场强,V/m

0

1

3

10

4.1.2 选择严酷等级的准则

在选择严酷等级时应使预计的干扰场强不超过所选等级的试验场强,下面是可能出现不同严酷等级场强的场所。

0级

环境的电磁辐射可以忽略。

Ⅰ级

低电磁辐射环境,例如,距当地无线电台、电视台1km以远处的典型场强及低功率收发信机附近的典型场强。

Ⅱ级

中等电磁辐射环境,例如,中等功率的携带式收发信机比较靠近装置,但在相距不小于1m处工作。

Ⅲ级

严酷电磁辐射环境,例如,高功率收发信机靠近装置,但在相距不小于0.5m处工作。

对于具有极端严酷电磁辐射环境的场所,按用户和制造厂间的协议,或者由制造厂规定,采用比Ⅲ级规定更高的试验场强值。

关于场强与发射源距离及辐射功率间的函数关系可参考IEC 801.3的附录A(见本标准附录D2))。

4.2 试验方法

本标准中包括以下三种可供选择的试验方法:

a. 在屏蔽室中试验;

采用说明:

1] 等效采用IEC 801.3(1984)的国家标准为GB/T 13926.3《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 辐射电磁场要求》。

2] 为本标准增加的参考件。

b. 在带状线中试验;

c. 用步话机试验。

这三种试验方法不能认为是直接等效的。其理由在附录B中说明。

4.3 试验条件

4.3.1 试验电场参数

波形:正弦波

频率:对于试验方法A和B:在27MHz~500MHz的全部频率范围内扫频。对于试验方法B,必须考虑由带状线的几何尺寸所决定的可用的上限频率,见IEC 801.3第6.3条(即本标准附录E1])。

对试验方法C:用三个不连续的频率试验,所用频率分别选自下列频带之中:

a. 88MHz~87MHz;

b. 146 MHz ~174 MHz;

c. 420 MHz ~470 MHz。

亦可按用户与制造厂间的协议或按制造厂规定,采用规定频带之外的不连续频率进行试验。

扫频速度:1.5×10.3十倍频/s 或稍低(对试验方法A和B)。

试验场强值:按4.1.1条的规定。

4.3.2 试验设备

4.3.2.1 试验方法A(在屏蔽室中试验)

屏蔽室的尺寸应足以保持辐射天线和被试装置之间的距离至少为1m。其他距离按图1的规定。

图1 在屏蔽室中试验

采用说明:

1] 为本标准增加的参考件。

信号发生器应能覆盖所必需的频率范围并具有按规定的扫频速度进行扫频的能力。

如果信号发生器输出功率不够,用功率放大器将信号增强后再供天线发射。

覆盖27MHz~500MHz频率范围的天线(例如,双锥偶极天线用于27MHz~200MHz,圆锥对数螺旋天线用于200MHz~500MHz)。

用于天线切换的同轴开关。

测量场强的仪器。

推荐在外部引线上装设滤波器,以减小传导发射对外部试验仪器的影响。

激励和监视被试装置的设备。

4.3.2.2 试验方法B(在带状线中试验)

带状线,按照IEC 801.3(见IEC 801.3图2,3,4和5,即本标准附录E)。

信号发生器应能覆盖所必需的频率范围并具有按规定的扫频速度进行扫频的能力。

如果信号发生器输出功率不够,用功率放大器将信号增强后再供带状线发送。

附录B

对于量度继电器和保护装置的

辐射电磁场干扰试验的注释

(补充件)

大多数电子设备均以某种方式受电磁辐射的影响,这种辐射常常由维修和安全人员所用的小型手握式或携带式无线电收发信机(步话机)产生。本标准主要关心静态量度继电器及保护装置对步话机辐射的敏感性。但是,这些试验也包括其他电磁辐射源,诸如固定的无线电台和电视台的影响。预计后者产生的场强强度低于主要的辐射源——步话机。电磁环境由电磁场的强度决定。没有先进的测量仪器,场强是不易测量的,也不容易用经典的方程式和公式计算出来,因为周围的建筑物结构或附近其他装置的影响都会使电磁波畸变和(或)电磁波反射。

为了测量作用在有关装置上的电磁辐射的影响,在本标准中规定了试验方法。但用这些试验方法对电磁辐射影响进行的模拟和定量测量是不够精确的。规定试验方法的主要目的是为了作定性分析时确立在不同的试验设施上试验结果的再现性。在不同的试验设施上作相同的试验,可能得出稍有不同的试验结果。

本标准中规定的程序要求建立电磁场并将被试装置置于电磁场中以观察其动作。真实情况的模拟要求有足够大的天线激励功率和高的场强强度。为了遵守国家和国际上禁止干扰无线电通信的规定并防止对试验人员生理上的危害,本标准规定在屏蔽室或带状线中试验,或用步话机以不连续的频率试验。

屏蔽室还能保护试验仪器免受辐射影响。需要保证在贯穿屏蔽室的连接电缆上的滤波器足以减弱传导发射,并保持送入和来自被试装置的信号的完整性。

但是,由于屏蔽室墙壁反射电磁能量,在建立和维持所要求的场强方面可能产生困难。这些反射将引起室内波节增强或抵消。

为了易于控制所建立的场强,屏蔽室的尺寸应与被试装置的尺寸相称。

附录C

与本标准有关的专用术语

(摘自IEC 801.3第4章的有关部分,1984年)

(参考件)

C1 传导发射 conducted emission

沿导体传送的有用或无用的电磁能。这种发射如果是无用的则称作“传导干扰”。

C2 连续波continuous wave

在稳态条件下,其连续振荡是恒定的电磁波,为了传递信息,可以将它中断或调制。

C3 偶极天线dipole

由一根直导体(其长度通常不大于半个波长)形成的天线,在其电中心处对开以连接馈线。

C4 发射emission

从一个源经辐射或传导而传播出的电磁能。

C5 远场far field

天线发出的功率通量密度大致与距离的平方成反比变化的那个区域。对于偶极天线来说,这相当于大于λ2/π的距离,其中λ是辐射波的波长。

C6 场强field strength

“场强”一词仅适用于远场中的测量。这种测量可以是测量场中的电分量或者磁分量,并可表示为V/m、A/m、 或W/m2。其中任何一种都可以转换成其他表示形式。

注:在近场测量中,应根据测量的是合成电场还是合成磁场,分别使用“电场强度”或“磁场强度”一词。

在近场区内,电场和磁场的强度与距离之间的关系是相当复杂且难以预测的。通常由于不可能确定复杂场中各种分量的时间和空间相位的关系,因此同样不能确定场的功率通量密度。

C7 感应场induction field

存在于d<λ/2π 距离内的主要电场和(或)磁场,λ为波长。

C8 极化polarization

用以表示辐射电场矢量的方向。

C9 辐射 radiation

信号或干扰以非传导的方式从源向外的传播。

C10 带状线 stripline

产生试验用电磁场的平行板传输线。

C11 敏感性susceptibility

电子设备在受到电磁能时产生不希望有的响应特性。

C12 扫频 sweep

在整个频率范围内频率连续地来回地变动。

C13 收发信机 transceiver

置于同一机壳内的无线电发射和接收设备的组合体。

附录D

场强与发射源距离及辐射功率间的一些关系

(摘自IEC 801.3附录A,1984年)

(参考件)

D1 携带式收发信机(步话机)1]

人们经常提出要估计商品型携带式收发信机的场强问题。问题的根本在于这些通信设备是影响电子设备的主要辐射干扰源。

步话机可看作是一个偶极,其外壳为第2极臂。

英国电气研究协会(ERA)和法国电气公司(EdF)研究部对六个厂家生产的功率为0.5W~12W的甚高频(VHF)和超高频(UHF)步话机作了测量,分析测量结果可以看出下面的场强计算公式中系数分布范围为K1]=0.45~3.35,中值为K=1.6。

采用说明:

1] D1和D2章分别对应于IEC 801.3附录A的A5和A6章。

因而统计平均值可表示为:

(见图D1)

式中:P——制造厂注明的收发信机额定功率值,W。

由于实验是在屏蔽室内进行的[除英国电气研究协会(ERA)进行的实验外],可以设想参考地平面是较理想的。但在实际使用中,步话机是由操作人员手握并键控的,因此预计还有附加的损耗。

根据以上所述,统计平均值是估计场强的更实用的准则。

(IEC 801.3附录A中的图A3,1984年)

D2 近场与磁场(见图D2)

我们所讨论的场是那些从天线发出,远距离传播的电磁波的场。这些场就是辐射场。它们的特点是场强与距离成反比,电和磁的分量虽然在波前是互相垂直的,但是在时间上是同相的。在距离天线若干波长后,辐射场是唯一需要考虑的场。但在靠近天线处,情况要复杂得多。在一个具有电感和电容的普通电路中,磁场(在时间上)与电场相位相差1/4周期。它们的强度以复杂的形式随着离开源的距离增加而降低,这就是感应场。感应场与辐射场一起存在于天线的周围。但是当离天线的距离增加时,感应场就会迅速消失。在相当于波长除以2π或稍小于1/6 波长的距离处,辐射场和感应场的强度相等。在天线附近测量场强时,必须牢记近场的存在,如果测量设备太靠近天线系统,就有可能产生显著的误差。

采用说明:

1] 计算公式中的系数K已修改为3.0(见IEC 801.3的1990及1991年修改草案),图D1仅适用于K=1.6。

2] d为距离(大于λ/2π),m。

其他考虑事项:

使用收发信机时天线与电子设备靠得很近,这是一个十分重要的问题。图D2可作为估计远场与近场边界的指南。本标准强烈建议天线与电子设备之间保持2m的间距。此外,降低携带式收发信机的额定工作功率,将大大减少使用时产生的辐射干扰的影响。

图D2 近/远场的关系

(IEC 801.3附录A中的图A4,1984年)

附录E

有关带状线的资料

(IEC 801.3,1984年)

(参考件)

E1 带状线电路1]

平行带状线两板条之间产生的均匀场具有进行电磁敏感性测量的理想特性。

MIL—STD—461 和462标准规定的平行带状线,因其带状线板条的间距(50cm,最大物体高度25cm)和最大工作频率35MHz的限制,故使用范围有限。另一种结构(Groenveld and de Jong)的尺寸为80cm×80cm×80cm,据英国电气研究协会(ERA)报道可用于高达500MHz的频率(参照电气研究协会报告No.80.135)。本标准仅考虑第2种装置。

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====另外可以参考:

继电器国际标准

UL 标准

UL标记是Underwriter’s Laboratories lnc的缩写,是1984年美国火险工业联合会建立的一个非赢利性组织。

保险商实验室公司(Underwriter’s Laboratories lnc以下缩写为UL)出版了每种领域中的生产安全标准和规范,包括在预防犯罪、预防爆炸、自动控制、化学品安全、用电安全、防火以及可燃气体和石油领域。还应制造者的要求进行检验。UL的另一部分工作是发布已通过检验的产品目录清单,以便为用户提供方便。UL制定的安全标准假设了几乎可能出现的任一种情况,而当一种产品正在得到使用,并且在非常大的范围中得到严格的证实。UL标记所反映的权威性和可靠性是极其高的,在美国绝大多数的州和城市中,没有UL标记的产品销售是受到法律控制的;即使在州里还没有规定,这些产品似乎只能作为二等货物处理。

CSA标准

CSA是加拿大标准协会Canadian Standards Association)的缩写,它建立了在加拿大可买到的工业产品标准,除了这种功能之外,在电子产品方面,CSA是一个掌握权力的机构,以辨别这些产品是否与标准一致。CSA保持着政府和人民最大的信任和权力,几乎所有的加拿大各省都设立该机构,实施制定的法规生效。为了在省里销售电气产品,必须接受CSA认可。因此可以说,从日本出口到加拿大的电气产品必须接受CSA认可,并显示CSA标记,否则这些产品没有从法律上得到承认。

VDE标准

由德国电气技术协会(Verband Deutscher Elektrotechniker)建立的电气试验中心称之为VDE-Pruf-stelle 。VDE被用来作为该电气试验中心的缩写。VDE自1893年建立以来已有100多年(原文为80多年)历史。万一电气设备没有通过VDE,这样的设备在德国可以自由销售,但是当某种电子设备引起致命的电冲击或火灾的时候,德国法律就起作用了。如果该产品已通过VDE认可,当事人就会免除对该事故承担犯罪责任。如果情况不是这样,当事人对该事故,将承担刑事责任,因此VDE是一种绝对的标准,并且与UL、CSA和其他标准一起作为世界范围的安全标准被列入很高的等级。

SEV标准

为了试验电气产品和元件,1903年创立了一个民间组织。自从1954年那些标准得到瑞士政府批准以来,在瑞士经营未经SEV(Schweizerischer Electrotechischer Verein)认可的电气产品和元件都是非法的。

为了防止锅炉事故,德国锅炉制造者同盟于1875年创立了一个独立的非赢利性组织。当时在西德11个州都普遍运用独立的试验设备。

TUV(Technischer uberwschungsverein)对工业装置和设备进行了广泛测试,通常情况下,根据政府的要求。还根据VDE标准,要求试验并审定电气产品。

TUV认可在全国范围中有效,与其在哪个州所获得无关,并且具有与VDE认可同样的权威性。欧姆龙产品都由TUVRhineland认可。使用了TUV认可标记的两种型式:上面所示的第一种标记是设备用的;另一种标记是设备的零件用的。1990年1月1日起还采用了新标记。

显示的TUV认可标记是自由选定的。

LR标准

LR标准是由伦敦的劳氏船级社发布的,所有LR认可的欧姆龙控制设备都定为UMS船用。(UMS是劳氏船级社对无人机舱船的分类)。

不同于UL和其他安全标准,UL标准是在船上实际工作环境中检验船用设备的。

对LR认可的产品不施加标记。然而,劳氏船级社出版了认可产品的年度目录表。

TV标准(LU/CSA)

由于美国电视机(TVs)的火灾事故,作为一种转折点,从1970年起由UL实施油船采用的相应于开关的新要求。CSA也从1971年起实施了几乎与UL的相同的新要求。电视机上所采用的开关要求在其外壳材料中具有自动灭火特性94VE-0,即采用不可燃材料制造,具有至少180秒的防跳火能力。除了这点之外,要将开孔面积控制到小于固定数,而触点部分必须能耐钨丝灯负载,包括能耐不稳定的启动电流,通过这种控制的开关,例如标示为TV-4,并且称之为TV-额定开关。

对这些TV-额定开关提出要求的标准包括保险商实验室公司的UL12780(无线电接收器、声频系统和附件)和UL1410(电视接收器和视频产品),其中在接收设备内所用的开关将作为电源电路控制开关。同样,在CSA中,标准是CSA C22,Z,No.1为电力控制的无线电、电视和电子设备之上。除了无线电和电视接收设备,这些标准当然也适用于有关的放大器、摄影机、无线电收发两用机、电唱机、 磁带录音机和家庭使用的其他类似设备之外。注意,当开关的额定电流取为1时,设备的起动电流少于21,不需要采用TV-额定开关,可采用目前使用的开关。还要注意,在包括电视机、磁带录像机VTRs)和声频设备在内的设备中,必须规定,在电源电路中采用的开关装置要通过TV标准。在开关试验中采用钨丝灯作为负载,且钨丝灯的特性要单独确定。

 
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