EMC现场测试中的信号检测与信息提取研究

摘要

随着电子技术的飞速发展，电子设备的复杂程度和密集程度前所未有，导致电子设备中的电磁兼容（EMC）问题日益突出。对于产品电磁兼容性能的提高和测试方法的研究受到越来越多的关注和重视，电磁兼容测试是检验设备电磁兼容性能的重要手段。产品定型或认证测试通常在标准实验室内完成，但是随着设备应用环境复杂化的加深和应用规模的增大，某些情况下，标准测试已经无法反映设备真实工作时的电磁兼容性能，或者由于系统体积庞大，标准实验室空间有限，必须进行现场测试。现场测试面临外部环境及周边设备的影响，获取设备真实发射信息的难度加大，系统全面地研究EMC现场测试信号检测与信息提取技术具有重大意义，不仅了解设备及系统的电磁兼容性能，也为故障诊断与信息防泄露提供重要依据。
　　本文把现场测试信号检测与信息提取作为研究目标。首先，对电磁兼容现场测试和标准测试在测试方法、测试内容及适用性等方面进行比较，分析了现场测试在电磁兼容测试领域的应用优势，介绍了环境电磁干扰的分类及分布频段，进而通过分析传统的EMI测量的局限性，指出现场测试存在的问题。
　　其次，根据现场测试环境需求，采用软硬件结合的方法，制定了现场测试方案，采用改进的便携式测试组件，配合测试设备参数设置的优化，有效解决抗饱和测试和弱信号测试，保证从硬件方面最大限度地获取测试信息。进一步根据现场电磁兼容测试获取数据的特点，借鉴时域信号处理方法，分析对比几种消噪方法，重点分析了同步累积法消噪和奇异值分解消噪，同步累积法计算简单，容错率高，但需进行多次测量，适合于局部频段测试；奇异值分解消噪能够更加真实的反映测试数据的整体波动趋势，将奇异值分解消噪后的数据作为电磁兼容测试频谱特征提取的阈值，能够提高信息提取的准确性。提出了基于同步累积法和奇异值分解的现场测试频谱数据预处理方法，并给出电磁兼容现场测试数据处理流程。
　　最后，对测试频谱特征，主要包括峰值信息和宽带包络特征，提出基于消噪阈值的特征提取方法，以区分不同设备发射特征，有效地解决了传统特征提取方法中峰值误提取和漏提取的问题，以及宽带包络特征的误截断，从而为电磁兼容故障分析或泄漏分析提供依据，并通过实例验证了硬件测试系统与信息提取算法的有效性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外发展状况

1.3 本论文的主要工作

第二章 电磁兼容现场测试环境

2.1测试分类

2.2 现场测试电磁兼容环境

2.3 现场测试技术难点

2.4 本章小结

第三章 现场测试硬件系统

3.1 测试系统硬件组成

3.2 现场测试关键问题

3.3 虚拟暗室测试系统

3.4 改进的硬件测试组件

3.5 本章小结

第四章 现场测试信号数据预处理方法

4.1 相关检测法

4.2 小波变换法

4.3 同步累积法

4.4 奇异值分解消噪

4.5 消噪方法选择

第五章 现场测试信号信息提取

5.1 信息提取必要性分析

5.2 测试信息提取方法

5.3 计算实例

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 研究结论

6.2 工作展望

参考文献

致谢

作者简介

1.基本情况

2.教育背景

3.攻读硕士期间的研究成果