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光迅科技XFP数据通信模块电磁兼容结构的研究

作者:时间:2014-07-09来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/259376.htm

随着通信技术的发展,光模块以及设备的数量和种类不断增加,使电磁环境日益复杂,电磁污染越来越严重。在这种复杂的电磁环境中,如何减少各种电子设备之间的电磁骚扰,提高光模块的性能,使各种设备可以共存并能正常工作,已成为电子产品设计中的一项关键内容。

从光模块结构设计的角度出发,采用电磁屏蔽的方法来切断电磁骚扰的耦合途径,改善了模块性能。

电磁屏蔽就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或 整个系统的骚扰源包围起来,防止骚扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。因为屏蔽体对来自导线、电 缆、元部件、电路或系统等外部的骚扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量、反射能量和抵消能量的作用,所以屏蔽体具有减弱骚扰的功能。

为了提高屏蔽效能,高导电率材料可采用铝、铜,或者铝镀铜,要求更高时,还可再镀层银。高导磁率材料可采用不锈钢或者铁,同时可适当增加材料的厚度。

有两个因素会影响屏蔽体的屏蔽效能:第一,屏蔽体必须是完整的,表面可连续导电;第二,不能有直接穿透屏蔽体的导体,防止造成天线效应。但是在实际应用中屏蔽体上往往有散热孔,或者屏蔽体本身由若干个零件组成,存在装配间隙。

缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波,取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。当波长远大于孔缝尺寸时,并不会产生明显的泄漏;当孔缝尺寸等于半波长的整 数倍时,电磁泄漏最大。一般要求孔缝尺寸小于最短波长的1/10~1/2。因此,当骚扰的频率较高时,波长较短,须关注这个问题。

对于装配而成的屏蔽体,有以下几种改善屏蔽效能的方式:

① 应使接触面尽量平整,以减小接触阻抗。

② 在接触面上增加弹性导电材料防止电磁波的缝隙泄漏。如导电泡棉或者金属簧片衬垫。

③ 由螺钉联接的组装件,可减小安装螺钉的间距,以减小缝隙长度。

④ 将接触面做成单止口或者双止口的装配方式,以增加屏蔽体密闭性。

模块管壳结构设计中综合运用上述方法进行优化,并针对该样品进行了实际的测试

图1 模块外形图

根据FCC 47 CFR Part 15 Subpart B section 15.109(a),电磁骚扰场强的峰值限值为74 dBμV/m,平均值限值为54 dBμV/m。

改善前的XFP模块电磁骚扰场强在水平方向的测试结果如图2和表1所示:

图2 改善前水平方向测试图

表1 改善前水平方向测试数据


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