EMC测试中的谐波识别与提取技术研究

发布时间：2020-05-12 13:22

【摘要】：随着电子设备中大功率非线性器件、电源转换电路等的大量使用,设备和系统的性能和集成度不断提高,但电子设备之间也产生了越来越严重的谐波干扰,系统的电磁兼容性能下降。为了解决这类电磁兼容问题,需要对系统或设备进行电磁兼容测试,并基于测试结果提取和识别当前电磁环境中的谐波特征,进行电磁兼容维护。但是电磁兼容测试中的谐波信号是一种仅基于频域特征的盲源信号,且在EMC测试数据同频段内有可能同时存在多个谐波干扰源,测试数据组成复杂,故障诊断和整改的难度非常大,测试人员需要不断的对疑似干扰源进行测试排查和验证,耗费了大量的时间和人力物力。因此为了提高测试效率、有效利用系统或设备电磁兼容测试数据所含谐波特征,研究EMC实测数据中的谐波数据规律以及电子设备典型谐波干扰源的特征,同时将研究结果应用于对设备或者系统进行谐波特征识别和提取成为了亟需解决的问题。本文根据理想谐波的频域数据特征以及实际谐波信号在EMC实测数据内的数据表征,并基于对典型电子设备谐波干扰源的谐波特性分析,研究了电磁兼容实际测试中的谐波识别与特征提取方案,设计了一种利用数据预处理和距离矩阵的谐波提取方法,并利用MFC框架对电磁兼容谐波特征提取软件进行了实现。首先,本文介绍了谐波的定义,并以不同种类理想信号的傅立叶变换过程为基础总结出了频域的理想谐波信号特性。然后以电磁兼容测试项目和测试方法为背景,指出了谐波信号在EMC实测数据中的表现特点和谐波识别提取难点;然后,根据电磁兼容中干扰源产生方式和影响机理对谐波干扰源进行了分类。选取了相应的典型谐波干扰源,对它们的工作原理、谐波产生机理进行了详细分析,并利用实际电磁兼容测试的结果进行验证,最后以二者的分析为基础,总结出了电磁谐波干扰源的共性,为EMC干扰源谐波特征提取赋予了识别提取基础和应用价值。最后就是针对电磁兼容测试的谐波特征提取进行了方案设计,针对实际测试数据的特征,设计了数据预处理方法、谐波信号特征提取方法等谐波提取算法,并利用软件进行了具体实现,然后利用某信号源的辐射发射测试结果进行了实例验证,说明了该软件的有效性。
【图文】：

谐波,傅立叶变换,频域分析,谐波信号

西安电子科技大学硕士学位论文8图2.1 某设备电源线传导发射测试所含的谐波2.1.2 谐波的频域分析谐波的频域分析是指利用傅立叶变换或通过频谱分析仪等频域分析设备对含谐信号在频域内进行分析，其分析对象主要是以频率为坐标的各种物理量的谱线和曲线，，并对这些曲线的组成成分、趋势变化进行分析，进而提取出谐波的特征参数信息。但是谐波信号在频率域的规律是建立在傅立叶变换的基础上的，因此想要对频率域信号的谐波参数进行处理就需要对傅立叶变换进行深刻的理论分析。本节以周期或者非周期信号傅立叶变换后的频谱分析为例，简要介绍对信号频域分析的基本方法以及博里叶变换的主要性质与应用，并总结分析出基于 EMC 测试信号的谐波特性。这些理论和方法是电磁干扰谐波信号分析的理论基础。（1）连续时间周期信号如图 2.2 所示，一个连续信号若在 - ，+ 区间以0T 为周期

谐波,方波,组成形式,初相位

方波的谐波组成
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN03

【参考文献】