电磁脉冲对电子设备的耦合效应试验研究
雷电电磁脉冲场对多芯线的耦合效应研究
摘 要 ： 为研 究 多芯 线 短 线 缆 在 雷 电 电磁 脉 冲场 辐 照 下 终 端 负载 的 感 应 电 压 ， 利 用 ｗＵ一 ８ ０ ０型
ＭＡＲＸ源和 有界 波模 拟 器来模 拟 雷 电电磁 脉 冲场 ， 对 多芯线进 行 辐 照耦 合 试验 。试验 中通过 改 变ห้องสมุดไป่ตู้
应 电压也 逐 步增 大 ， 非受测 端 负载 对线 缆感 应 电压无 影响 。 关键 词 ： 电磁 学 ； 雷 电 电磁脉 冲 ； 多芯线 ； 有界 波模 拟 器 ； 耦 合 电压 ； 终端 负载
中图分类 号 ： Ｏ ４ ４ １ 文献 标 志码 ： Ａ
Ｓｔ ｕｄ ｙ ｏ ｎ ｃ ｏｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｂｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｌ ｉ ｇ ｈｔ ｎ ｉ ｎｇ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｉ ｃ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ａ ｎｄ ｕｎ ｓ ｈｉ ｅ ｌ ｄ ｅ ｄ ｍ ｕｌ ｔ ｉ — — ｃ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ
ｂ ｙ ＬＥＭ Ｐ ．Ｗｅ ｃ ａ ｎ ｇ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｄ ｌ ａ ｗｓ ｏ ｆ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｂ ｙ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｏ ｆ ｕ ｎ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ ｅ ｄ ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｃ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ，
第 ３ ６卷 第 ２期
２ ０ １ ５年 ４月
河 北 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
电磁脉冲对屏蔽机箱孔缝耦合及毁伤效应研究的开题报告
电磁脉冲对屏蔽机箱孔缝耦合及毁伤效应研究的开题报告题目：电磁脉冲对屏蔽机箱孔缝耦合及毁伤效应研究选题依据：随着信息技术的不断进步和普及，计算机及其周边设备已经成为现代人们不可或缺的工具。
然而，在电磁环境日益恶劣的现代社会，电磁脉冲（EMP）对计算机设备产生的干扰越来越严重。
屏蔽机箱是电子设备中最常见的一种屏蔽结构，其作用是将内部电路与外界电磁辐射隔离开来，从而保护设备的正常运行。
然而，屏蔽机箱的孔缝部分依然容易受到EMP的影响，导致耦合效应和毁伤效应的产生。
因此，研究EMP对屏蔽机箱孔缝耦合及毁伤效应的影响是非常必要的，可以帮助我们更好地理解EMP对计算机设备的影响机理，提高设备的防护水平。
研究内容：1.对屏蔽机箱的孔缝进行仿真建模，确定其结构参数和耦合系数。
2.利用实验室的高能EMP模拟装置进行实验，观察EMP对屏蔽机箱孔缝的耦合效应及毁伤效应。
3. 分析实验结果，探讨EMP对屏蔽机箱孔缝的影响机理和防护措施。
研究意义：本研究可以为屏蔽机箱的设计和制造提供参考，进一步提高设备的防护水平，减少EMP对计算机设备的影响，保证设备的正常运行。
同时，对于新型材料和结构的开发也具有一定的指导意义。
研究方法：本研究将采用综合实验和仿真分析相结合的方法，通过实验数据的采集和仿真分析的结果相互验证，得出更加准确、可靠的研究结论。
预期成果：1.研究出EMP对屏蔽机箱孔缝的耦合效应及毁伤效应规律，阐明其影响机理。
2.提出针对屏蔽机箱孔缝的EMP防护措施和技术建议。
3.在学术期刊和学术会议上发表相关研究成果，提高我国在该领域的学术声誉。
关键词：电磁脉冲，屏蔽机箱，孔缝耦合，毁伤效应，防护措施。
CMOS器件与电路的电磁脉冲效应与实验研究
CMOS器件与电路的电磁脉冲效应与实验研究CMOS器件与电路的电磁脉冲效应与实验研究引言：随着电子技术的迅猛发展，我们的生活和工作环境中越来越多地依赖于各种电子设备。
然而，电磁脉冲（EMP）作为一种突发的电磁辐射现象，对电子器件和电路的可靠性和稳定性造成了潜在威胁。
尤其是CMOS（互补金属氧化物半导体）器件和电路，由于其广泛应用于数字集成电路中，对EMP的敏感性更高。
因此，对于CMOS器件和电路的电磁脉冲效应进行深入的实验研究具有重要的意义。
1. CMOS器件的电磁脉冲响应CMOS器件是现代集成电路的基本构成单元，具有体积小、功耗低、速度快等优点。
然而，由于其工作原理的特殊性，CMOS 器件对于电磁脉冲的响应很敏感。
当遭受到EMP时，器件内部的电荷和电流分布会发生变化，从而引起电路的异常行为，如电流浪涌、电压过载等。
这些异常行为可能导致器件的损坏甚至烧毁。
2. CMOS电路的电磁脉冲影响CMOS电路是现代电子设备中广泛应用的电路类型，例如微处理器、存储器、数字信号处理器等。
EMP对CMOS电路的影响主要表现为两个方面：辐射和传导。
辐射是指EMP直接通过空气传播到电路的敏感区域，而传导是指EMP通过电源线或其他连线进入电路。
无论是辐射还是传导，EMP都会在CMOS电路中引起不同程度的故障，例如电压瞬变、当前浪涌等，从而影响电路的正常工作。
3. 实验研究与结果为了深入了解CMOS器件和电路对EMP的响应特性，我们进行了一系列实验研究。
首先，我们设计了一套实验系统，包括EMP发生器、CMOS器件和电路测试装置等。
然后，我们分别对不同类型的CMOS器件和电路进行了电磁脉冲测试，并记录了其响应情况。
实验结果表明，CMOS器件在受到辐射和传导EMP时，会出现电流浪涌现象，同时电路的输出电压也会产生瞬间变化。
此外，我们还观察到CMOS器件在EMP作用下的温度变化，这可能是由于能量的转化和损耗导致的。
根据实验结果，我们对CMOS器件和电路的抗EMP能力进行了讨论，提出了一些可能的改进措施，如优化设计、增加抑制电路等。
耦合电磁脉冲分析
耦合电磁脉冲分析耦合电磁脉冲分析耦合电磁脉冲（CEMP）是一种威力巨大的电磁武器，其能够通过辐射或传导方式对电子设备和系统造成严重的破坏。
为了更好地理解CEMP的工作原理和可能的应对措施，我们可以按照以下步骤进行分析：步骤一：理解CEMP的原理CEMP是通过释放大量的电磁能量来干扰或破坏目标的电子设备。
它可以通过辐射电磁波的方式直接作用于目标，也可以通过传导电磁波的方式通过导线或传输介质传递到目标。
一旦目标受到CEMP的影响，电子设备内部的电路可能会被过电压或过电流破坏，从而导致设备无法正常工作。
步骤二：分析CEMP的潜在威胁CEMP可以对各种电子设备和系统造成破坏，包括通信设备、计算机系统、电力系统等。
通过分析潜在的CEMP威胁，我们可以评估其对关键基础设施和的影响。
例如，如果电力系统受到CEMP攻击，可能导致大规模停电，对社会经济产生严重影响。
步骤三：研究CEMP的发射源为了有效地应对CEMP威胁，我们需要了解其发射源的特点和技术。
CEMP可以由高能电磁脉冲器（HEMP）或核爆炸等方式产生。
通过研究发射源的特性，我们可以更好地设计和部署防御措施。
步骤四：评估目标设备的脆弱性不同的电子设备和系统对CEMP的抵抗能力不同。
一些设备可能已经采取了防御措施，如电磁防护屏蔽和过电压保护装置，从而降低了其受到CEMP影响的风险。
然而，其他设备可能仍然相对脆弱。
通过评估目标设备的脆弱性，我们可以确定哪些设备需要加强防御措施。
步骤五：开发防御策略基于对CEMP的分析，我们可以开发出一系列防御策略。
这些策略可以包括技术措施和管理措施。
技术措施可以包括使用电磁屏蔽材料、安装过电压保护装置等，以减轻CEMP对设备的影响。
管理措施可以包括建立紧急响应计划，提高设备的备用性等，以减少CEMP事件造成的影响。
步骤六：测试和演练为了验证防御策略的有效性，我们需要进行测试和演练。
这可以帮助我们发现潜在的问题并进行改进。
测试和演练还可以提高相关人员的应对能力和紧急响应能力，以减轻CEMP事件的影响。
电磁脉冲对电子设备的影响
电磁脉冲对电子设备的影响随着现代科技的飞速发展，电子设备已成为我们生活的必需品。
然而，正是这些设备中隐藏的潜在威胁——电磁脉冲（EMP），使得它们在一瞬间变得脆弱起来。
本文将讨论电磁脉冲对电子设备的影响，并探讨一些应对措施。
首先，我们需要了解什么是电磁脉冲。
简而言之，电磁脉冲是突然释放的大量电磁能量，它在毫微秒甚至更短的时间内传播。
这种强大的电磁辐射不仅可能来自自然界中的闪电，还可能来自人造源，如核爆炸或恶意的电磁脉冲武器。
然后我们来看看电磁脉冲对电子设备的影响。
在电磁脉冲的作用下，电子设备内的微小元件可能因过载而瞬间失灵或烧毁。
尤其受影响的是脆弱的晶体管，这些晶体管在过高电压下容易烧坏。
除了直接破坏电子设备的元件之外，电磁脉冲还会在设备内部产生噪声和干扰。
这些干扰可能导致电子设备的正常工作受阻，甚至引发数据丢失或混乱。
对于那些依赖高精度测量或时间同步的设备，干扰可能带来更严重的后果。
然而，幸运的是，我们可以采取一些措施来减轻电磁脉冲对电子设备的影响。
首先，我们可以在电子设备周围建立起电磁屏蔽。
这些屏蔽可以阻挡外部电磁辐射的进入，从而降低设备受到的影响。
例如，军事设施通常会在其外墙上采用金属层，以有效抵御电磁脉冲。
其次，我们可以对电子设备进行硬化处理，使其更加耐受电磁脉冲。
这可以通过使用特殊材料或设计来实现，以保护设备内部的关键元件免受损害。
例如，对于一些重要的电子系统，可以使用硅钢器件来改善设备对电磁脉冲的抵御能力。
此外，备份和冗余系统也是应对电磁脉冲的一种策略。
通过将关键数据和系统配置复制到备份设备中，我们可以最大限度地减少数据损失并确保系统的连续运行。
冗余系统还可以确保在一些设备失效的情况下，其他设备仍然能够正常工作。
最后，我们需要意识到电磁脉冲对电子设备的潜在危险，尤其是对于关键设施或系统。
因此，我们应该加强监测和预警机制，以便及时采取措施来减轻电磁脉冲造成的损害。
总而言之，电磁脉冲对电子设备的影响不可忽视。
电磁波耦合分析及抑制技术
电磁波耦合分析及抑制技术电磁波耦合是电磁场中两个或多个不同频率的电磁波相互作用形成的现象，其影响范围广泛，可能导致电子设备出现干扰、故障甚至损坏。
因此，为了确保电子设备的正常运行，对电磁波耦合进行分析并采取相应的抑制技术显得尤为重要。
首先，进行电磁波耦合分析是解决问题的第一步。
通过电磁场测量、频谱分析等技术手段，了解电磁波在设备内的传播情况、干扰路径以及频率等参数，找出导致电磁波耦合的原因。
在分析中，需要考虑电磁波的发射源、传播路径、干扰目标等因素，以便全面了解电磁波的影响范围和强度。
针对电磁波耦合分析结果，采取有效的抑制技术是关键。
常见的抑制技术包括但不限于：1. 电磁屏蔽：通过在设备周围设置金属屏蔽罩或电磁波吸收材料，阻隔干扰源的电磁波传播，减少干扰的影响范围。
2. 磁屏蔽：对于受磁场影响的设备，可以采用磁性材料或磁屏蔽罩来阻隔外部磁场对设备的影响。
3. 地线设计：合理设计和布局设备的接地系统，减少接地回路对电磁波的传导，降低电磁干扰的程度。
4. 滤波器：安装滤波器可以有效地削弱或消除电磁波的特定频率成分，阻止其对设备的干扰。
5. 电磁辐射控制：通过降低设备内部电流回路的谐振频率，减少电磁波的辐射强度，达到抑制电磁波的目的。
在实际应用中，根据具体设备的特点和工作环境，可以综合运用以上的抑制技术，并不断实验和调整，以达到最佳的抑制效果。
此外，定期对设备进行电磁兼容性测试和评估也是必不可少的，以确保设备在电磁环境下稳定可靠地工作。
综上所述，电磁波耦合分析及抑制技术的重要性不言而喻。
只有充分了解电磁波的传播规律和干扰源，才能有效地采取相应的抑制措施，确保设备的正常运行和电磁兼容性。
在不断发展的科技领域，电磁波耦合问题的解决需要不断创新和进步，以适应日益复杂和多样化的电磁环境。
电磁脉冲耦合机理研究
电磁脉冲耦合机理研究电磁脉冲耦合机理研究电磁脉冲（Electromagnetic Pulse，EMP）是一种强大的电磁辐射，具有较高的频率和宽带特性。
当电磁脉冲与电子设备相互作用时，可能会导致设备的损坏或功能失效。
因此，研究电磁脉冲的耦合机理对于保护电子设备的安全至关重要。
下面将逐步解析电磁脉冲的耦合机理。
首先，电磁脉冲的产生可以归因于强烈的电磁辐射源。
这些源可以是自然的，如地球上的闪电，或人为的，如核爆炸或雷达发射器。
这些源释放出宽频带的电磁脉冲，其中包含许多不同频率的电磁波。
其次，电磁脉冲与电子设备之间的耦合是通过电磁波与设备之间的相互作用实现的。
在电磁脉冲的传播过程中，电磁波会穿过空气、导体、绝缘材料等介质，与设备内部的电子元件产生相互作用。
这些相互作用通常包括电磁能量的吸收、反射和传导。
对于电子设备来说，其外部结构通常由导体材料构成，例如金属外壳或导线。
当电磁波遇到这些导体时，部分能量会被反射，部分能量会被吸收和传导到设备内部。
这些导体的几何尺寸和形状会影响能量的耦合效果。
此外，设备内部的电子元件如电路板、芯片等也会与电磁波发生相互作用。
当电磁波与电子元件相互作用时，可能会发生多种效应。
其中一种是电磁能量被吸收导致元件温度上升，从而损坏或熔化。
另一种效应是在电磁场的作用下，电子元件内部的电流和电压可能会发生变化，导致设备的功能失效。
这些效应的严重程度取决于电磁波的频率、功率和设备的电磁兼容性。
为了研究电磁脉冲的耦合机理，可以采用实验和仿真两种方法。
实验方法可以使用射频发射器或高压脉冲发生器产生电磁脉冲，并通过测量设备的响应来评估脉冲的影响。
仿真方法可以利用电磁场模拟软件，如有限元方法（Finite Element Method，FEM）或时域传输线理论（Time-Domain Transmission Line Theory，TDTLT）来预测电磁脉冲的传播和耦合行为。
总之，电磁脉冲的耦合机理涉及电磁波与电子设备之间的相互作用过程。
电子设备强电磁脉冲防护研究
电子设备强电磁脉冲防护研究摘要：随着现代社会的快速发展，电子设备广泛应用于通信、交通、电力、医疗等领域，在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
但强电磁脉冲可以通过孔缝、线缆等通道进入系统内部，对电子设备产生影响，使其无法正常工作。
强电磁脉冲是一种高能量的辐射，可以对电子设备造成严重的损坏甚至瘫痪。
因此，研究电子设备强电磁脉冲防护措施变得至关重要。
本论文将探讨电子设备强电磁脉冲的特点、对设备的影响以及现有的防护方法。
关键词：电子设备；强电磁脉冲；防护引言随着现代科技的迅猛发展，电子设备已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
从智能手机到电脑，从家用电器到交通工具，电子设备已经渗透到我们生活的方方面面。
然而，随之而来的是电子设备面临的各种威胁，其中之一就是强电磁脉冲。
无论是哪种类型的EMP，其破坏力都非常强大，可以导致电子设备的损坏、通信中断和电力系统故障等问题。
1电磁脉冲的基本概念和特性1.1电磁脉冲的定义强电磁脉冲是指由核爆炸、闪电等强电磁辐射产生的短暂、强烈的电磁脉冲。
它具有宽频谱、高峰值电场强度和短脉冲宽度等特点。
1.2电磁脉冲的产生机制根据产生EMP的方式和来源，可以将其分为以下几种类型：（1）核爆炸产生的EMP：当核爆炸发生时，释放出的高能粒子和辐射会产生强大的电磁脉冲。
这种EMP主要通过电离和辐射效应来破坏电子设备。
（2）天然地球EMP：地球上的雷电活动和太阳风等自然现象也会产生EMP。
这种EMP通常是短暂的，但仍然具有破坏电子设备的能力。
（3）人工产生的EMP：人类可以通过特定的设备和技术产生EMP，用于军事和科研目的。
例如，高功率微波武器和雷达系统都可以产生强大的EMP。
1.3电磁脉冲的特性强电磁脉冲具有以下几个特点：宽频谱，即在频率范围内具有较大的能量分布；高峰值电场强度，即脉冲中的电场强度达到较高的数值；短脉冲宽度，即脉冲的时间持续较短；快速上升时间，即脉冲从低电场强度到高电场强度的上升时间非常短；长尾部衰减时间，即脉冲在达到峰值后衰减的时间较长。
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电磁脉冲的 能量仍 有一部 分可以 直接 穿透进 去 , 并且缝隙和 孔洞总 是客观 存在 , 这些 缝隙 和孔洞 的存在 , 导致 EM P 可以耦合进入 , 对各种电子设备 造成危害。 2) 外界的电磁信号通过天线窗、 级间缝隙耦合 到飞行器的内部, 或者飞行器整流头罩分离、 级间分 离后尾部开放状态 , 外界的电磁信号直接进入到飞 行器的内部。 3) 飞行器 的各种连接电缆吸收外界的电 磁能 量, 然后作用于飞行器内部的电子设备。 外界电磁信号对飞行器上电子设备安全构成威 胁的最主要原因是入射的电磁信号、 透射的电磁信 号和通过孔缝耦合到系统内的电磁信号作用到电缆 上, 使电缆产生感应电压或感应电流, 或通过间接耦 合的方式 , 使接于电缆的电子设备被干扰或破坏 , 从 而对系统的可靠性产生影响。 EM P通过电缆连接器或电缆屏蔽层耦合 到电 子设备内部的各种信号传输通道上 , 将造成各种干 扰或损伤效应 , 如点火器误触发等。图 1 是电子设 备 EM P 耦合的总体框图 , 给出了电磁脉冲环境通过 飞行器耦合到内部电路上的几个主要途径。
2) 施加电 磁脉冲干 扰 ( 从较 小的电 场强度 开 3) 在施加电场干扰之后, 通过串口发送数据的 正确性、 示波器监测波形的改变以及灯的亮、 灭确定 电路板的运行状态 ; 4) 若出现 死机 , 则通过手动复位检测是否属 于永久性故障 ; 5) 根据详细工作状态及测试数据分析 CPU 板 的电磁场效应 , 进行数据判读 , 给出试验结果。 2 . 5 试验结果 1) 试验数据 试验中施加的电磁脉冲干扰每个场强值辐照 5 次, 试验数据如表 1 所示。
而更容易受到辐射的影响 , 给系统可靠工作带来风 险, 因此, 研究大规模集成电路的 EMP 耦合效应对于 提高飞行器系统的抗辐射可靠性具有重要的意义。 飞行器上电子设备的核心计算机是 LSI /VLS I 运用最集中的地方 , 极易受到电磁脉冲的干扰, 本文
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航
天
控
制
2010 年
把因外界因素使计算机程序进入非工作区或死循环 的异常工作状态称为 死机 。以往研究结果表明 , 计算机在一 定强度 的电磁脉 冲干 扰下会 出现 死 机 , 但对 死机 的原因尚不明确 , 无法定位计算机 出现 死机 到底是由哪部分电路首先出现问题而 导致的。因此有必要对 CPU 板进行电磁脉冲辐照 试验方法研究 , 摸清导致 死机 的薄弱环节, 进而 采取适宜的防护措施是飞行器上电子设备 EM P 效 应和防护加固研究中的一项重要工作。本文以典型 CPU 电路为研究对象进行了有界波电 磁脉冲辐照 试验, 初步确定了电子设备耦合效应的薄弱环节, 为 进行系统级加固设计提供了技术依据。
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图 2 试验原理
2 . 2 试验对象 试验采用的 CPU 电路板主要由 CPU、 同步动态 存储器、 闪速存储器和串口总线接口芯片等大规模集 成电路组成, CPU 板上带有一个指示灯用来表明程序 是否正常运行, CPU 板是否处于正常工作状态。 2 . 3 试验施加波形 试验采用波形 的参数为脉冲 前沿为 2 . 5ns 左 右 , 半高宽为 30ns左右, 施加场强大小 1~ 50kV /m 可调。有界波电磁脉冲模拟器工作空间为 1 . 5m 1 . 5m 1 . 5m, 在工作空间内波的极化方向为垂直极 化。试验施加有界波波形如图 3 所示 ( 示波器显示 的波形幅度已经过衰减 )。 始 );
1 飞行器上电子设备 EM P 耦合途径
飞行器内部的电子设备主要由各种大规模的集 成电路组成 , 极易遭受强电磁脉冲的损伤 , 当飞行器 遭遇电磁干扰时 , EM P 可以通过以下 3 种途径耦合 到系统内部
[ 5]
。
1) 低频信号穿透 外壳进入飞行器内部。即使 电子元器件安 装在没 有缝隙 没有孔 洞的 壳体内 ,
收稿日期 : 2008 -09-10 作者简介 : 张春侠 ( 1979- ), 女 , 河南人 , 硕士 , 主要从事电磁 脉冲效 应研究 及电子 设备研制 工作 ; 周春 梅 ( 1982- ) , 女 , 宁夏人 , 硕士 , 工程师 , 主要研究方向为飞 行器硬件设计 ; 林金永 ( 1964- ), 男 , 福建 人 , 博士 , 研究 员 , 主要 研究方 向为飞行器与武 器系统的信息化。
图 1 飞行器的 EM P环境及耦合途 径示意图
距离为 2 . 5m 左右 )。加电后 CPU 板自引导运行相
2 CPU 板 EM P 效应试验
2 . 1 试验原理 CPU 板按照垂直 电场极化方向放 置在电磁脉 冲模拟器工作空间中, 测试 计算机、 示波器和 + 5V 直流稳压电源置于电磁脉冲模拟器外 ( 与模拟器的
图 3 试验施加波形显示 ( 每格 20ns)
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2 . 4 试验步骤 1) CPU 板加电 , 从 FLASH 中引导运行串口通 信程序 ( 测试计算机实时显示接收数据 ), 定时器初 始化程序 ( 输出波形可以通过示波器监视到 ) 以及 点灯程序;
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2) 试验波形 试验中出现的异常波形如图 4~ 图 9 所示。
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制
2010 年
器 ( SDRAM )运行的失效阈值基本相同 , 并且每次手 动复位后可以从 FLAS H 中重新搬移程序继续运行 , 说明闪速存储器 FLAS H 和外部存储器 SDRAM 的 抗辐照能力优于 CPU, 死机 现象是由于 CPU 首先 受到干扰引起的。针对特定 CPU 电路板通过上述 试验可以得到以下初步结论: 1) CPU 板辐照的薄弱环节在于 CPU, 存储器和 其它芯片的抗辐照能力优于 CPU; 2) 辐照场强在 2 . 5kV /m 以下 , CPU 板就可以不 受影响, 保持正常工作; 3) 辐照场强在 3~ 16kV /m 之间 , CPU 板受到不 同程度的干扰 , 但是可以自恢复运行; 4) 辐照 场强在 26kV /m 以上 , CPU 板出 现 死 机 的频率比较高; 5) 辐照过程中异常状态具有偶然性, 未发现规 律, 表明受辐照时 CPU 受干扰的状态不同。 针对 CPU 的抗辐射能力弱于其它芯片的结论 , 可以在 CPU 板的电路设计时有针对性地进行加固 措施 , 采用看门狗、 容错算法及其它的一些软硬件措 施, 避免出现整机的 死机 和系统的 瘫痪 , 提高 整机和系统的抗电磁脉冲干扰能力。
关程序, 动态运行过程中施加电磁脉冲干扰 , 通过指 示灯的亮灭、 示波器显示波形和串口通信数据的正 确性监测干扰过后电路板的工作状况。为了尽可能 的减少各种接口耦合, 图 2 中的电源和信号电缆都 包裹了屏蔽罩 , 并且和大地连接在一起。
第 28 卷
第 5期
张春侠等 : 电磁脉冲对电子设备 的耦合效应试验研究
E xperim ental Study of EM P Coupling for E lectronic Equipm ent
ZHANG Chunx ia
1 , 2
ZHOU Chunm ei
1, 2
L IN Jin yong
1, 2
1 . Be ijing A erospace Autom at ic Control Institute , Beijin g 100854, China 2 . Nat io nal K ey L aboratory o f Science and T echnology on Aerospace Intellig ence Contro, l Be ijing 100854 , Chin a Abstract T he large scale in tegrated circuit and very large scale integra ted circu it ( LS I/VLSI) are progressively app lied to aerocraf t . T he size of cubage of electronic equ ipm ents is reduced and the p erf orm ance of aerocraf t is enhanced by app ly ing th e LSI /VLSI , how ever th e hazard is brought in to low er the reliability of system anti-EMP ability. Through the analy sis of aerocraf t, the m ain coup ling approach of E M P coup ling to inner circuit is introduced. Due to the accomp lishm ent of an exp erim en t f or CPU board under lim ited electrom agnetic pulse rad icaliza tion, the ability of an ti-EM P coup ling of CPU is p roven w eaker than th e other circuits and the critical f ield intensity value while CPU crashes is gained. K ey w ord s Large scale integrated circuit ; E lectronic equipm ent; C oup ling effects; CPU 大规模和超大规模集 成电路技术 ( LSI/VLS I) 是现代电子学迅速发展的核心和关键因素 , 在国防 和航天领域得到了日益广泛的应用。其工作于电磁 脉冲辐射环境中 , LSI/VLSI 集成度的增加带来器件 尺寸的缩小, 使得器件对辐射感生电荷更加敏感, 从
O ct 2010 V ol 28 , No . 5
航 天 控 制 A erospace Contro l