
售票机面临的 EMC 挑战及产生原因
内部电路干扰
主控电路干扰:主控电路中的微处理器在高速运行时,会产生高频时钟信号,这些信号频率通常在数 MHz 至数十 MHz 之间。例如,当微处理器进行复杂的交易数据处理或与多个模块进行频繁通信时,其时钟信号的快速跳变会产生较强的电磁辐射。若主控电路的布线不合理,这些辐射信号可能会耦合到其他电路模块,如支付电路或通信电路,导致数据传输错误。主控电路中的电源噪声也不容忽视,当多个芯片工作时,瞬间的大电流需求可能会导致电源电压波动,产生噪声干扰,影响其他电路的正常工作。
支付电路干扰:支付电路在处理银行卡或移动支付数据时,会涉及到高频信号的传输与处理。例如,银行卡读卡器在读取磁条卡信息时,会产生高频交变磁场,若该磁场未得到有效屏蔽,可能会干扰周边电路。在移动支付过程中,二维码扫描模块与移动支付平台进行无线通信时,射频信号也可能对售票机内部其他电路造成干扰。支付电路中的功率器件在工作时,如电源转换芯片,会产生开关噪声,这些噪声若通过电源线或地线传导至其他电路,可能会影响整个系统的稳定性。
显示与操作电路干扰:显示电路中的驱动芯片在控制显示屏工作时,会产生一定的电磁辐射。尤其是在高分辨率、高刷新率的显示屏中,驱动芯片的工作频率较高,电磁辐射问题更为突出。例如,一些触摸式显示屏在检测触摸操作时,会通过电容感应技术产生微弱的电信号,若周围存在较强的电磁干扰,可能会导致触摸误判。操作电路中的按键在按下与弹起过程中,会产生机械抖动,这种抖动会引发瞬间的电信号变化,若未进行良好的滤波处理,可能会干扰其他电路的正常工作,导致售票机出现误操作现象。
打印电路干扰:打印电路在驱动打印机工作时,打印头的快速动作会产生较大的电流变化,从而形成电磁干扰。例如,热敏打印机在打印过程中,打印头的加热元件会快速加热与冷却,导致电流的急剧变化,产生高频电磁噪声。这种噪声不仅会通过电源线传导到其他电路模块,还会向周围空间辐射,干扰其他电子设备的正常工作。打印机的电机在控制纸张进纸与切割时,也会产生电磁干扰,若打印电路的屏蔽与滤波措施不足,这些干扰可能会对售票机的其他电路造成影响,导致数据传输错误或设备故障。
外部环境干扰
周边电子设备干扰:在售票机所处的环境中,通常存在大量的电子设备。例如,在地铁站内,除了众多的售票机外,还有列车运行控制系统、通信基站、自动扶梯控制系统等电子设备。这些设备在运行过程中都会产生不同频段的电磁辐射。当售票机的工作频率与周边电子设备的辐射频率相近或重叠时,就可能发生电磁干扰现象。如列车运行控制系统产生的高频电磁信号,可能会干扰售票机的通信电路,导致售票机与票务管理中心之间的数据传输中断或错误。无线路由器的信号辐射也可能对具备 Wi-Fi 通信功能的售票机产生影响,使其无法正常连接网络,无法完成支付验证或车票数据更新等操作。
电磁环境复杂干扰:在一些特殊场所,如机场、火车站等交通枢纽,以及大型商场、娱乐场所等人员密集区域,电磁环境极为复杂。这些场所中使用的各种通信设备、安防设备、照明设备等,都会产生高强度的电磁辐射。电网中的谐波、电压波动等干扰因素也会对售票机的正常工作造成影响。例如,在机场候机大厅,大量的无线通信设备和安检设备会形成复杂的电磁环境,可能导致售票机出现死机、数据丢失等故障。在一些老旧建筑中,电网质量较差,电压波动较大,可能会影响售票机内部电源电路的稳定性,进而影响整个设备的正常运行。
静电放电干扰:在干燥的环境中,人体容易积累静电。当乘客在使用售票机时,若身上带有静电,在触摸售票机的操作面板或插入银行卡时,静电可能会瞬间释放,对售票机的内部电路造成影响。静电放电产生的瞬间高电压和大电流,可能会击穿售票机中的电子元件,如芯片、电容、二极管等,导致设备损坏。静电放电的能量不足以损坏元件,也可能会引起电路中的信号干扰,使售票机出现操作无响应、打印错误等问题。例如,在冬季干燥的季节,乘客在使用售票机前,若没有采取适当的防静电措施,就很容易因静电放电而影响售票机的正常使用。
售票机 EMC 摸底测试项目与标准要求
传导发射测试
测试目的与标准:传导发射测试旨在检测售票机通过电源线、通信线等传导途径向外部环境发射的电磁干扰信号强度。国际上,针对电子设备的传导发射测试,常用的标准如 CISPR 22 等,国内与之对应的是 GB 9254《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》。这些标准明确规定了在特定频率范围内,售票机传导干扰电压和电流的限值,以确保其不会对同一电源网络中的其他设备造成不良影响。例如,标准中规定了在 150kHz - 30MHz 频率范围内,售票机传导干扰电压的最大值不得超过某一具体数值,从而保证在机场、车站等场所中,售票机与其他电子设备能够正常共享电源网络,互不干扰。
测试方法:在进行传导发射测试时,需将售票机与人工电源网络(LISN)相连。人工电源网络的作用是为测试设备提供稳定的电源,有效隔离电网中的干扰信号,并将售票机产生的传导干扰信号准确耦合到测量仪器中。测试人员通过专业的测量仪器,如频谱分析仪等,测量不同频率下售票机的传导干扰电压或电流值,并将测量结果与标准规定的限值进行对比。对于售票机而言,测试过程中需模拟其不同的工作状态,包括正常售票、支付处理、打印车票等,以全面评估其在各种实际使用情况下的传导发射情况。若售票机的传导发射测试结果超出标准限值,需对其电源电路或通信电路进行优化,如增加滤波电容、电感、共模扼流圈等元件,改善电路布线方式,减少传导干扰信号的产生和传输。
辐射发射测试
测试目的与标准:辐射发射测试主要用于检测售票机在运行过程中向周围空间辐射的电磁能量是否超标。guojibiaozhun CISPR 22 系列以及国内的 GB 9254 标准,均对 30MHz - 1GHz 频率范围内售票机的辐射发射限值做出了明确规定。这是为了保证售票机在正常使用时,不会对周围的其他电子设备,如手机、平板电脑、通信基站等产生电磁干扰,确保各类电子设备能够在同一电磁环境中协同工作。例如,标准规定在某一特定频率下,售票机的辐射发射电场强度不得超过一定数值,以防止其干扰周围电子设备的正常信号接收和处理。
测试方法:辐射发射测试通常在电波暗室中进行。电波暗室能够为测试提供一个几乎无外界电磁干扰的环境,保证测试结果的准确性。在测试时,将售票机放置在转台上,模拟其实际使用状态,使其能够全方位地向周围空间辐射电磁信号。测试人员使用双锥天线、对数周期天线等专业接收设备,接收售票机辐射出的电磁信号,并通过频谱分析仪jingque测量不同频率下的辐射强度。同样,测试过程需涵盖售票机的各种工作模式,包括不同的交易类型、显示亮度、打印速度等。若售票机的辐射发射测试结果不符合标准要求,可采取一系列改进措施,如优化售票机的外壳设计,增加金属屏蔽层,减少内部电路电磁信号的泄漏;合理布局内部电路,避免电路之间的相互干扰和辐射耦合;选用低辐射的电子元件,降低电磁辐射的产生源头。
静电放电抗扰度测试
测试目的与标准:静电放电抗扰度测试模拟人体或物体对售票机放电时,售票机的抗干扰能力。国际电工委员会制定的标准 IEC 61000 - 4 - 2 以及国内等同采用的 GB/T 17626.2《电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验》,规定了不同等级的静电放电测试要求。这是为了确保售票机在日常使用过程中,能够有效抵御静电放电干扰,准确稳定地工作。例如,在机场、车站等场所,乘客在使用售票机时,可能会因触摸其他物体而积累静电,当接触售票机时,静电可能会对其造成影响。通过静电放电抗扰度测试,可检验售票机是否具备足够的防护能力,避免因静电放电而出现交易错误、数据丢失、设备死机等问题。
测试方法:测试人员使用静电放电发生器,在售票机的外壳、操作按钮、插卡口等容易产生静电放电的部位施加不同等级的静电放电,包括接触放电和空气放电两种方式。接触放电模拟人体直接接触售票机时的静电放电情况,通过放电电极直接与售票机表面接触进行放电;空气放电则模拟人体靠近但未直接接触售票机时的静电放电现象,放电电极与售票机表面保持一定距离进行放电。在测试过程中,密切观察售票机在静电放电过程中及放电后的工作状态,检查是否出现操作无响应、显示错误、打印异常、交易中断等问题。若售票机在静电放电抗扰度测试中表现不佳,可采取加强静电屏蔽和接地措施,在关键电路模块增加静电保护元件,如 TVS 管、ESD 抑制器等,提高其对静电放电的抵抗能力,确保在各种使用环境下都能稳定运行。
电快速瞬变脉冲群抗扰度测试
测试目的与标准:电快速瞬变脉冲群抗扰度测试模拟电气设备在开关操作、继电器动作等过程中产生的快速瞬变脉冲群对售票机的干扰影响。guojibiaozhun IEC 61000 - 4 - 4 以及国内的 GB/T 17626.4《电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》,规定了详细的测试等级和要求。这是为了保证售票机在复杂的电磁环境中,能够稳定运行,不受周围电气设备产生的快速瞬变脉冲群干扰。例如,在地铁站内,自动扶梯的启停、照明系统的开关等操作,都会产生快速瞬变脉冲群,若售票机的抗扰度不足,可能会受到这些脉冲群的影响,导致交易功能异常、控制电路故障等问题。
测试方法:测试时,将电快速瞬变脉冲群发生器产生的脉冲群信号注入售票机的电源线、通信线等端口。这些脉冲群信号具有上升沿陡峭、重复频率高、能量集中的特点,对售票机的抗干扰能力是一个严峻的考验。测试人员通过调整脉冲群的幅值、频率、脉冲宽度等参数,模拟不同强度的干扰环境,观察售票机在脉冲群干扰下的工作状态。例如,观察售票机的交易处理是否正常、显示是否准确、打印是否顺畅等。若售票机在测试过程中出现异常,需对其电路进行优化,如在电源输入端和信号线上增加共模电感、瞬态抑制二极管、滤波电容等元件,提高电路对电快速瞬变脉冲群的滤波和抗干扰能力;优化电路的接地设计,减少干扰信号的耦合路径,确保售票机在复杂电磁环境下的可靠性和稳定性。