專利名稱：電磁干擾診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁干擾(EMI)的診斷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
衡量一種電子產(chǎn)品，它是否消除了電磁干擾(EMI，ElectromagneticInterference)，或者電磁干擾(EMI)小，或者抗電磁干擾(EMI)能力強(qiáng)，這是一個(gè)很重要的指標(biāo)。歐盟國(guó)家從1996年開始實(shí)施電磁兼容(EMC，Electromagnetic Compatibility)法規(guī)，所有電子產(chǎn)品在歐洲市場(chǎng)銷售前，必須達(dá)到歐洲EMC標(biāo)準(zhǔn)，否則不得銷售。從2001年開始，中國(guó)也頒布了相關(guān)的EMC標(biāo)準(zhǔn)。然而EMC的診斷是一項(xiàng)高科學(xué)技術(shù)，其難度有時(shí)超過產(chǎn)品的生產(chǎn)本身。由于新產(chǎn)品的EMC狀況在產(chǎn)品形成之前無法預(yù)知，通常要在樣品出來后再送EMC測(cè)試中心檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題后返回廠家修改(由于此時(shí)印刷電路板已經(jīng)定型難以更改布局，往往導(dǎo)致重新設(shè)計(jì))，直至最終達(dá)到EMC標(biāo)準(zhǔn)。即使在定型產(chǎn)品的生命周期內(nèi)，對(duì)該產(chǎn)品的任何修改都將導(dǎo)致重新考核該產(chǎn)品的EMC狀況。
在先的EMC測(cè)試技術(shù)，只能獲知被測(cè)試產(chǎn)品設(shè)備(EUT，Equipment Under Test)的電磁干擾(和抗干擾)是否達(dá)標(biāo)或者哪一頻率超標(biāo)，無法測(cè)出超標(biāo)頻率由產(chǎn)品的哪一部分產(chǎn)生，從而無從著手進(jìn)行改進(jìn)。查找EMI在EUT中的具體位置全憑設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)探索。由于EMC測(cè)試要在全封閉的屏蔽室內(nèi)進(jìn)行且測(cè)試設(shè)備昂貴，導(dǎo)致測(cè)試費(fèi)用昂貴；多次的反復(fù)測(cè)試既加重了開發(fā)成本又使得產(chǎn)品開發(fā)周期難以預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服在先技術(shù)的不足而提出的一種電磁干擾診斷系統(tǒng)。其原理為根據(jù)EMC測(cè)試結(jié)果已知EUT的EMI在某一頻率超標(biāo)或者欲評(píng)價(jià)EUT某一頻率的EMI強(qiáng)度，可在EUT上均勻分布地直接測(cè)得或者通過電子設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)(如斯拜思-SPICE電路仿真軟件系統(tǒng)，或者普魯泰爾-PROTEL智能布線軟件系統(tǒng)，或其他CAD軟件系統(tǒng))獲得一組時(shí)域信號(hào)波形(可以是電流，或電壓，或電磁場(chǎng)強(qiáng)度)并對(duì)測(cè)試點(diǎn)編號(hào)，再通過處理將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)并提取EMI超標(biāo)或者欲評(píng)價(jià)的干擾頻率的頻率分量進(jìn)行比較從而獲知某測(cè)試點(diǎn)EMI的分量最大。根據(jù)該具有最大EMI分量的信號(hào)測(cè)試點(diǎn)編號(hào)，可以確定該信號(hào)既EMI在EUT上的物理位置。同時(shí)，還可以通過對(duì)該點(diǎn)波形作時(shí)間——頻率域分析，可以由EMI頻率發(fā)生的時(shí)間確定EMI頻率在信號(hào)波形上的位置。由于信號(hào)波形的不同部位由電路的不同部件產(chǎn)生，據(jù)此可以推斷可能產(chǎn)生EMI的部件。用戶可針對(duì)EMI的物理位置和可能產(chǎn)生EMI的部件進(jìn)行改進(jìn)以降低該頻率EMI的能量，直至EUT達(dá)到EMC的標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的上述目的可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)建造一種電磁干擾診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含信號(hào)采集和信號(hào)分析兩大部分。其中信號(hào)采集部分含有探頭和波形記錄電路；信號(hào)分析部分是以計(jì)算機(jī)作為載體，含有數(shù)據(jù)輸入接口、存儲(chǔ)器和建立在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)平臺(tái)上的時(shí)頻變換及頻率分量比較器。
與在先技術(shù)相比，上述本發(fā)明的方法及系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，通過確定干擾源的物理位置和可能產(chǎn)生的干擾的元器件，為降低電磁干擾指明了方向；縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期；以計(jì)算機(jī)為載體，建立的處理、轉(zhuǎn)換和分析系統(tǒng)，不受環(huán)境和條件的限制。在通常的工業(yè)環(huán)境下能夠使用常規(guī)的儀器或CAD軟件系統(tǒng)采集被分析數(shù)據(jù)，較之在先技術(shù)中對(duì)EMC測(cè)試需要用昂貴的頻率分析儀在密封的屏蔽室內(nèi)進(jìn)行，節(jié)省了大量費(fèi)用。本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，診斷時(shí)，不受周圍環(huán)境條件的限制，診斷結(jié)果準(zhǔn)確可靠。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是圖1中時(shí)頻變換及頻率分量比較器(23)的結(jié)構(gòu)及流程示意圖。
最佳實(shí)施方式 以下結(jié)合各附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明的診斷系統(tǒng)包含信號(hào)采集部分1和信號(hào)分析部分2。其中信號(hào)采集部分1內(nèi)含有探頭11和波形記錄電路12；所說的信號(hào)分析部分2是以計(jì)算機(jī)為載體，含有數(shù)據(jù)輸入接口21、存儲(chǔ)器22和時(shí)頻變換及頻率分量比較器23。
所說的探頭11是能夠給出電流，或電壓，或電磁場(chǎng)強(qiáng)度等波形的測(cè)量系統(tǒng)。如本實(shí)施例中的探頭11采用示波器探頭。
所說的波形記錄電路12是示波器的波形記錄電路，或者是直接插入計(jì)算機(jī)插槽的A/D卡，或者是通過數(shù)據(jù)輸入接口21中的并口或串口與計(jì)算機(jī)相連的A/D單元。如本實(shí)施例中的波形記錄電路采用了WH5100 A/D單元，通過并口與計(jì)算機(jī)相連。
所說的數(shù)據(jù)輸入接口21是計(jì)算機(jī)上的I/O接口和通道，或者是計(jì)算機(jī)上的可移動(dòng)式驅(qū)動(dòng)器，或者是計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或硬盤。
圖2是信號(hào)分析部分2中的時(shí)頻變換及頻率分量比較器23的結(jié)構(gòu)及流程。本發(fā)明的時(shí)頻變換及頻率分量比較器23(如本實(shí)施例中使用C語言編寫)是建立在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(Windows 95/98/2000/XP或UNIX)的平臺(tái)上，含有數(shù)據(jù)輸入模塊2301、數(shù)據(jù)采集模塊2302、信號(hào)變換模塊2303、頻率比較模塊2304以及顯示模塊2305。
如上述結(jié)構(gòu)，信號(hào)采集部分1中的探頭，探測(cè)的時(shí)域信號(hào)波形(可以是電流，或電壓，或電磁場(chǎng)強(qiáng)度等波形)，經(jīng)過波形記錄電路12和信號(hào)分析部分2的數(shù)據(jù)輸入接口21送進(jìn)信號(hào)分析部分2中的存儲(chǔ)器22和時(shí)頻變換及頻率分量比較器23內(nèi)。如圖5所示，輸入的時(shí)域信號(hào)波形經(jīng)時(shí)頻變換及頻率分量比較器23內(nèi)的數(shù)據(jù)輸入模塊2301輸入，并由數(shù)據(jù)采集模塊2302采集，讀取后送入信號(hào)變換模塊2303，信號(hào)變換模塊2303以傅立葉變換，或小波變換，或短時(shí)傅立葉變換，將輸入的時(shí)域信號(hào)波形變換成頻域信號(hào)或時(shí)間——頻率域信號(hào)，變換后送至頻率比較模塊2304對(duì)頻率分量進(jìn)行排列以提取最大值，或者對(duì)時(shí)域信號(hào)波形與時(shí)間——頻率域信號(hào)進(jìn)行比較，用以找出所對(duì)應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)或元器件的具體位置，最后由顯示模塊2305顯示結(jié)果。
權(quán)利要求1.一種電磁干擾診斷系統(tǒng)，包含信號(hào)采集和信號(hào)分析兩大部分，其特征在于所說的信號(hào)采集部分(1)含有探頭(11)和波形記錄電路(12)；所說的信號(hào)分析部分(2)含有數(shù)據(jù)輸入接口(21)、存儲(chǔ)器(22)和時(shí)頻變換及頻率分量比較器(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁干擾診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的數(shù)據(jù)輸入接口(21)是計(jì)算機(jī)上的I/O接口和通道，或者是計(jì)算機(jī)上的可移動(dòng)式驅(qū)動(dòng)器，或者是計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或硬盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁干擾診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的時(shí)頻變換及頻率分量比較器(23)是設(shè)置在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的平臺(tái)上，含有數(shù)據(jù)輸入模塊(2301)、數(shù)據(jù)采集模塊(2302)、信號(hào)變換模塊(2303)、頻率比較模塊(2304)以及顯示模塊(2305)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁干擾診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的探頭(11)是能夠給出電流，或電壓，或電磁場(chǎng)強(qiáng)度波形的測(cè)量裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁干擾診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的波形記錄電路(12)是示波器的波形記錄電路，或者是直接插入計(jì)算機(jī)插槽的A/D卡，或者是通過數(shù)字輸入接口21中的并口或串口與計(jì)算機(jī)相連的A/D單元。
專利摘要一種電磁干擾診斷系統(tǒng)，用于診斷各種電子產(chǎn)品設(shè)備內(nèi)部的電磁干擾，指導(dǎo)用戶改進(jìn)設(shè)計(jì)以滿足電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型提供一種電磁干擾診斷系統(tǒng)。系統(tǒng)包含信號(hào)采集和信號(hào)分析兩大部分。信號(hào)采集部分含有探頭和波形記錄電路，用以采集時(shí)域波形信號(hào)。信號(hào)分析部分是以計(jì)算機(jī)作為載體，處理、轉(zhuǎn)換及分析比較模塊均建立在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)平臺(tái)上，用以將時(shí)域信號(hào)變換成頻率域或時(shí)間—頻率域信號(hào)，進(jìn)而給出電磁干擾在產(chǎn)品中的具體部位。具有方法步驟和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，不受周圍環(huán)境條件的限制，診斷結(jié)果準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R29/26GK2667501SQ200320131498
公開日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2003年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月13日
發(fā)明者吳偉 申請(qǐng)人:吳偉