目前,市面上的串行通信板卡往往集成幾種串行通信方式于一身,在高速情況下帶來了不同通信方式之間的相互串擾以及外部干擾問題,這就對該板卡的電磁兼容性提出了更高的要求。該文通過實際需求設計了一種集成RS-232/RS-422/RS-485的多路串行通信板卡,在不改變該板卡電氣性能的情況下,采用電磁屏蔽的方式,提出了一種新的設計方法,出色地完成了對多協(xié)議串行通信板卡的電磁兼容設計工作。
【部分圖文】：

SLX45完成，F(xiàn)PGA通過PCI9030與上位機控制程序完成通信。PCI9030將復雜的PCI總線轉換為簡單的Localbus總線[2]，F(xiàn)PGA通過對Localbus的讀寫完成與上位機的通信。由于FPGA芯片的管腳電平一般為標準的TTL電平，與RS-232、RS-422和RS-485串行協(xié)議的輸入電壓的電平不符，故還需要相應的電壓轉換芯片進行電平轉換。同時，為了使8路串行通道能夠兼容多種串行接口標準，每路通道需要有一款通道轉換芯片完成RS-232/RS-422/RS-485協(xié)議的電路轉換工作，F(xiàn)PGA通過對通道轉換芯片進行控制從而配置每路通道所支持的通信協(xié)議[3]。圖1是多協(xié)議串行通信卡的硬件結構圖。圖1多協(xié)議串行通信卡硬件結構圖收稿日期：2016-11-05作者簡介：王劍博（1988—），男，碩士，助理工程師，主要研究方向為機載計算機技術及嵌入式系統(tǒng)。E-mail:jslt@dnzs.net.cnhttp://www.dnzs.net.cnTel:+86-551-6569096365690964ISSN1009-3044電腦知識Vol.12,No.35,December201652DOI:10.14004/j.cnki.ckt.2016.4918

網(wǎng)絡通訊及安全ComputerKnowledgeandTechnology電腦知識第12卷第35期(2016年12月)圖2雙層屏蔽原理3.3.4結構設計根據(jù)以上分析，多協(xié)議串行通信卡的屏蔽腔采用雙層復合金屬材料，由雙層金屬腔壁和雙層金屬蓋構成，見圖3。屏蔽腔底部與印制板銅箔通過螺釘連接，為了補償接縫在壓緊時所出現(xiàn)的不均勻性，接觸面間安裝導電襯墊。屏蔽腔的外層金屬為銅，內層為冷軋鋼材料。雙層金屬采用結構膠粘接。相應地，在印制板上依據(jù)屏蔽腔的區(qū)域劃分，敷設導電接地層，見圖4，網(wǎng)紋填充區(qū)域即為接地層。在設計過程中屏蔽艙的蓋板要距離板上電路5～10h以上，腔體壁要距離板上電路的邊緣3h以上，這樣是為了避免屏蔽腔體的導電壁對板上電路電場的擾動。當電路工作頻率接近屏蔽腔的諧振頻率時，有部分能量被吸收，可能發(fā)生衰減尖峰，影響電路的正常工作。因此在設計屏蔽腔尺寸時，為避免此種情況發(fā)生，讓屏蔽腔體的諧振頻率避開電路的工作頻率，使它們不一致。屏蔽腔體的諧振頻率與其尺寸參數(shù)的關系為公式（5）和公式（6）：lcM=λ021-è÷Nλ02ac2（5）c=11-hbè1-1ε（6）式中：λ0—諧振波長；M、N—諧振模次數(shù)；l—諧振腔體長；a—諧振腔體寬；b—諧振腔高度；h—介質厚度（印制板厚度）；ε—介質的相對介電常數(shù)。一般情況下M和N最大取2和3，因為更大的諧振模式已很微弱。ε=4.2～4.7。圖3屏蔽腔結構圖圖4印制板接地層多協(xié)議串行通信卡印制板厚度h=1.6mm，屏蔽腔高度b=8mm，屏蔽腔長l=200mm,兩個屏蔽腔的寬度分別為a1=40mm，a2=60mm。4結論本文在最后對經(jīng)過電磁兼容設計的多協(xié)議串行通信板卡進行了RE102試驗，該板卡如圖5所示，實驗對該多協(xié)議串行通信卡分別在低頻2

網(wǎng)絡通訊及安全ComputerKnowledgeandTechnology電腦知識第12卷第35期(2016年12月)圖2雙層屏蔽原理3.3.4結構設計根據(jù)以上分析，多協(xié)議串行通信卡的屏蔽腔采用雙層復合金屬材料，由雙層金屬腔壁和雙層金屬蓋構成，見圖3。屏蔽腔底部與印制板銅箔通過螺釘連接，為了補償接縫在壓緊時所出現(xiàn)的不均勻性，接觸面間安裝導電襯墊。屏蔽腔的外層金屬為銅，內層為冷軋鋼材料。雙層金屬采用結構膠粘接。相應地，在印制板上依據(jù)屏蔽腔的區(qū)域劃分，敷設導電接地層，見圖4，網(wǎng)紋填充區(qū)域即為接地層。在設計過程中屏蔽艙的蓋板要距離板上電路5～10h以上，腔體壁要距離板上電路的邊緣3h以上，這樣是為了避免屏蔽腔體的導電壁對板上電路電場的擾動。當電路工作頻率接近屏蔽腔的諧振頻率時，有部分能量被吸收，可能發(fā)生衰減尖峰，影響電路的正常工作。因此在設計屏蔽腔尺寸時，為避免此種情況發(fā)生，讓屏蔽腔體的諧振頻率避開電路的工作頻率，使它們不一致。屏蔽腔體的諧振頻率與其尺寸參數(shù)的關系為公式（5）和公式（6）：lcM=λ021-è÷Nλ02ac2（5）c=11-hbè1-1ε（6）式中：λ0—諧振波長；M、N—諧振模次數(shù)；l—諧振腔體長；a—諧振腔體寬；b—諧振腔高度；h—介質厚度（印制板厚度）；ε—介質的相對介電常數(shù)。一般情況下M和N最大取2和3，因為更大的諧振模式已很微弱。ε=4.2～4.7。圖3屏蔽腔結構圖圖4印制板接地層多協(xié)議串行通信卡印制板厚度h=1.6mm，屏蔽腔高度b=8mm，屏蔽腔長l=200mm,兩個屏蔽腔的寬度分別為a1=40mm，a2=60mm。4結論本文在最后對經(jīng)過電磁兼容設計的多協(xié)議串行通信板卡進行了RE102試驗，該板卡如圖5所示，實驗對該多協(xié)議串行通信卡分別在低頻2
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