RS232接口电磁兼容设计方案

电磁兼容设计平台（EDP）应用案例——RS232接口1RS232接口EMC设计方案一、接口概述在数据通信，计算机网络以及分布式工业控制系统当中，经常需要使用串行通信来实现数据交换。RS-232是最早的串行接口标准，在短距离（15M），较低波特率串行通信当中得到了广泛应用。赛盛技术应用电磁兼容设计平台（EDP）软件从接口原理图、结构设计，线缆设计三个方面来设计以RS232接口的EMC设计方案。二、接口电路原理图的EMC设计本方案由电磁兼容设计平台（EDP）软件自动生成RS232接口防静电设计图1RS232接口防静电设计接口电路设计概述：RS232接口多用于计算机与设备之间的通讯，用于数据监控及调试。在应用的过程中通讯电缆容易耦合外部的干扰对信号传输造成一定的影响，单板内部的干扰也可能通过电缆形成对外辐射。本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计，从设计层次解决EMC问题。电路EMC设计说明：（1）电路滤波设计要点：L1、L2、C1、C2组成滤波电路，L1、L2为滤波磁珠，建议取值为600Ω/100Hz，用于抑制电路上的高频干扰；C1、C2为滤波电容，用于滤除线上的干扰，电容取值为330pF；R1、R2为100欧姆的限流电阻，可根据实际应用情况进行增加；电磁兼容设计平台（EDP）应用案例——RS232接口2C3为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，耐压要求达到2KV以上，C3容值可根据测试情况进行调整；（2）电路防护设计要点：D1、D2为TVS管，组成防护电路，防止在进行热插拔过程中，产生大的干扰能量和静电干扰对电路进行冲击而导致芯片损坏；选择电路防护TVS器件时，注意TVS启动电压≥15V*1.2=18V。接口电路设计备注：如果设备为金属外壳，同时单板可以独立的划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF电容相连；如果设备为非金属外壳，那么接口地PGND与单板地GND直接电气连接。三、连接器设计本方案由电磁兼容设计平台（EDP）软件自动生成DB型金属连接器RS232信号排序设计图1DB型连接器结构设计连接器RS232与机体的搭接方式：（1）面板开孔时采用精密的铣削加工技术，使孔眼的形状更适合连接器的放置，避免孔眼切削不精确的地方出现缝隙，进而降低电磁干扰辐射；经过测试证明，精确的铣削开孔加工可以提高12~18%的电磁兼容性；（2）机体与金属连接器之间的接合处要增加弹片，使两者接合时能够保持良好的导电性能。具体搭接方式如上图所示：四、线缆设计本方案由电磁兼容设计平台（EDP）软件自动生成RS232接口信号线缆线缆设计要求：DB型金属连接器常规型电磁兼容设计平台（EDP）应用案例——RS232接口3图1RS232信号电缆电缆设计：（1）RS232信号电缆采用网状编织屏蔽层的屏蔽方式，且网状编织层编织密度要求不小于90%；（2）信号传输线与地线相邻同组排布；组线方式如上图所示：（3）电缆两端需要增加磁环处理，磁环内径与电缆的外径要紧密结合，尽量选择厚长型的磁环。走线设计：（1）RS232电缆走线时要求远离其他强干扰源，如电源模块；（2）电缆走线最好单独走线或与其他模拟以及功率线缆保持10cm以上距离，切不可与其他线缆一起混合捆扎。电磁兼容设计平台（EDP）应用案例——RS232接口4图2DB型金属连接器的搭接电缆与金属连接器的搭接：（1）屏蔽电缆的屏蔽层要求与金属连接器进行360°的搭接；搭接方式如上图：（2）屏蔽电缆屏蔽层要避免出现单独的“尾巴”现象。五、结束语电磁兼容设计平台（EDP），依据最专业的EMC专家方案知识库，快速输出符合产品设计要求的指导性的EMC解决方案。即是工程师身边的产品设计、学习助手，又是企业的EMC技术方案库，是产品电磁兼容性能的保证。