专利名称：电磁干扰诊断系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁干扰(EMI)的诊断系统。
背景技术：
衡量一种电子产品，它是否消除了电磁干扰(EMI，ElectromagneticInterference)，或者电磁干扰(EMI)小，或者抗电磁干扰(EMI)能力强，这是一个很重要的指标。欧盟国家从1996年开始实施电磁兼容(EMC，Electromagnetic Compatibility)法规，所有电子产品在欧洲市场销售前，必须达到欧洲EMC标准，否则不得销售。从2001年开始，中国也颁布了相关的EMC标准。然而EMC的诊断是一项高科学技术，其难度有时超过产品的生产本身。由于新产品的EMC状况在产品形成之前无法预知，通常要在样品出来后再送EMC测试中心检测，发现问题后返回厂家修改(由于此时印刷电路板已经定型难以更改布局，往往导致重新设计)，直至最终达到EMC标准。即使在定型产品的生命周期内，对该产品的任何修改都将导致重新考核该产品的EMC状况。
在先的EMC测试技术，只能获知被测试产品设备(EUT，Equipment Under Test)的电磁干扰(和抗干扰)是否达标或者哪一频率超标，无法测出超标频率由产品的哪一部分产生，从而无从着手进行改进。查找EMI在EUT中的具体位置全凭设计人员的经验和反复探索。由于EMC测试要在全封闭的屏蔽室内进行且测试设备昂贵，导致测试费用昂贵；多次的反复测试既加重了开发成本又使得产品开发周期难以预测。
发明内容
本发明的目的在于克服在先技术的不足而提出的一种电磁干扰诊断系统。其原理为根据EMC测试结果已知EUT的EMI在某一频率超标或者欲评价EUT某一频率的EMI强度，可在EUT上均匀分布地直接测得或者通过电子设计软件系统(如斯拜思-SPICE电路仿真软件系统，或者普鲁泰尔-PROTEL智能布线软件系统，或其他CAD软件系统)获得一组时域信号波形(可以是电流，或电压，或电磁场强度)并对测试点编号，再通过处理将时域信号转换成频域信号并提取EMI超标或者欲评价的干扰频率的频率分量进行比较从而获知某测试点EMI的分量最大。根据该具有最大EMI分量的信号测试点编号，可以确定该信号既EMI在EUT上的物理位置。同时，还可以通过对该点波形作时间——频率域分析，可以由EMI频率发生的时间确定EMI频率在信号波形上的位置。由于信号波形的不同部位由电路的不同部件产生，据此可以推断可能产生EMI的部件。用户可针对EMI的物理位置和可能产生EMI的部件进行改进以降低该频率EMI的能量，直至EUT达到EMC的标准。
本发明的上述目的可以采用以下技术方案来实现建造一种电磁干扰诊断系统，该系统包含信号采集和信号分析两大部分。其中信号采集部分含有探头和波形记录电路；信号分析部分是以计算机作为载体，含有数据输入接口、存储器和建立在计算机操作系统平台上的时频变换及频率分量比较器。
与在先技术相比，上述本发明的方法及系统具有显著的优点，通过确定干扰源的物理位置和可能产生的干扰的元器件，为降低电磁干扰指明了方向；缩短了产品的开发周期；以计算机为载体，建立的处理、转换和分析系统，不受环境和条件的限制。在通常的工业环境下能够使用常规的仪器或CAD软件系统采集被分析数据，较之在先技术中对EMC测试需要用昂贵的频率分析仪在密封的屏蔽室内进行，节省了大量费用。本发明的系统结构简单，操作方便，诊断时，不受周围环境条件的限制，诊断结果准确可靠。
图1是本发明的系统结构的示意图。
图2是图1中时频变换及频率分量比较器(23)的结构及流程示意图。
最佳实施方式 以下结合各附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的系统结构图。如图1所示，本发明的诊断系统包含信号采集部分1和信号分析部分2。其中信号采集部分1内含有探头11和波形记录电路12；所说的信号分析部分2是以计算机为载体，含有数据输入接口21、存储器22和时频变换及频率分量比较器23。
所说的探头11是能够给出电流，或电压，或电磁场强度等波形的测量系统。如本实施例中的探头11采用示波器探头。
所说的波形记录电路12是示波器的波形记录电路，或者是直接插入计算机插槽的A/D卡，或者是通过数据输入接口21中的并口或串口与计算机相连的A/D单元。如本实施例中的波形记录电路采用了WH5100 A/D单元，通过并口与计算机相连。
所说的数据输入接口21是计算机上的I/O接口和通道，或者是计算机上的可移动式驱动器，或者是计算机的内存或硬盘。
图2是信号分析部分2中的时频变换及频率分量比较器23的结构及流程。本发明的时频变换及频率分量比较器23(如本实施例中使用C语言编写)是建立在计算机操作系统(Windows 95/98/2000/XP或UNIX)的平台上，含有数据输入模块2301、数据采集模块2302、信号变换模块2303、频率比较模块2304以及显示模块2305。
如上述结构，信号采集部分1中的探头，探测的时域信号波形(可以是电流，或电压，或电磁场强度等波形)，经过波形记录电路12和信号分析部分2的数据输入接口21送进信号分析部分2中的存储器22和时频变换及频率分量比较器23内。如图5所示，输入的时域信号波形经时频变换及频率分量比较器23内的数据输入模块2301输入，并由数据采集模块2302采集，读取后送入信号变换模块2303，信号变换模块2303以傅立叶变换，或小波变换，或短时傅立叶变换，将输入的时域信号波形变换成频域信号或时间——频率域信号，变换后送至频率比较模块2304对频率分量进行排列以提取最大值，或者对时域信号波形与时间——频率域信号进行比较，用以找出所对应的测试点或元器件的具体位置，最后由显示模块2305显示结果。
权利要求1.一种电磁干扰诊断系统，包含信号采集和信号分析两大部分，其特征在于所说的信号采集部分(1)含有探头(11)和波形记录电路(12)；所说的信号分析部分(2)含有数据输入接口(21)、存储器(22)和时频变换及频率分量比较器(23)。
2.根据权利要求1所述的电磁干扰诊断系统，其特征在于所说的数据输入接口(21)是计算机上的I/O接口和通道，或者是计算机上的可移动式驱动器，或者是计算机的内存或硬盘。
3.根据权利要求1所述的电磁干扰诊断系统，其特征在于所说的时频变换及频率分量比较器(23)是设置在计算机操作系统的平台上，含有数据输入模块(2301)、数据采集模块(2302)、信号变换模块(2303)、频率比较模块(2304)以及显示模块(2305)。
4.根据权利要求1所述的电磁干扰诊断系统，其特征在于所说的探头(11)是能够给出电流，或电压，或电磁场强度波形的测量装置。
5.根据权利要求1所述的电磁干扰诊断系统，其特征在于所说的波形记录电路(12)是示波器的波形记录电路，或者是直接插入计算机插槽的A/D卡，或者是通过数字输入接口21中的并口或串口与计算机相连的A/D单元。
专利摘要一种电磁干扰诊断系统，用于诊断各种电子产品设备内部的电磁干扰，指导用户改进设计以满足电磁兼容的标准。本实用新型提供一种电磁干扰诊断系统。系统包含信号采集和信号分析两大部分。信号采集部分含有探头和波形记录电路，用以采集时域波形信号。信号分析部分是以计算机作为载体，处理、转换及分析比较模块均建立在计算机的操作系统平台上，用以将时域信号变换成频率域或时间—频率域信号，进而给出电磁干扰在产品中的具体部位。具有方法步骤和系统结构简单，操作方便，不受周围环境条件的限制，诊断结果准确可靠的特点。
文档编号G01R29/26GK2667501SQ200320131498
公开日2004年12月29日 申请日期2003年12月13日 优先权日2003年12月13日
发明者吴伟 申请人:吴伟