基于EMD分解和Hilbert变换的辐射EMI噪声分析与诊断方法

发布时间：2017-04-13 18:09

  本文关键词：基于EMD分解和Hilbert变换的辐射EMI噪声分析与诊断方法，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：如今电子行业逐渐向着高集成度、高灵敏度、高频率方向快速发展,随着社会发展和人们生活水平提高,各种电子产品已经步入工业、军事、农业和医疗等各个领域,人们生活的电磁环境也日益复杂,日益恶化。目前国内外分析和解决电磁兼容问题主要着手于理论建模、算法分离噪声源以及寻找抑制电磁干扰的新型材料。由于多数运用于分离电磁干扰噪声源的算法本身有较大局限性,而实际电磁干扰问题较为复杂,导致现阶段多数算法的分离结果与实际不符或误差较为明显。因此,寻找应用于分离复杂电子设备辐射噪声源的方法作为抑制电磁干扰噪声的重大研究方向。针对上述问题,本文研究了“基于EmD和Hilbert变换的辐射EMI噪声分析与诊断方法”,具体包含以下内容：(1)从基本理论出发,对复杂电子设备的辐射干扰机理进行分析,提出了一种简洁的、快速的、适用性较强的辐射EMI噪声分离与频域特征提取方法。(2)研究复杂电子设备辐射EMI噪声的分离和频域特征提取方法。将经验模态分解(EMD)算法应用于辐射EMI噪声分析中,将混合的辐射电磁干扰信号分离成若干信号分量；将希尔伯特(Hilbert)变换应用于辐射EMI噪声信号分析,对分离后的若干信号分量逐一进行Hilbert变换,提取信号的频域特征,从而诊断出引起辐射EMI噪声过高的主要原因。(3)通过三组验证实验,分别将本文方法应用于共模模型、差模模型和共／差模混合模型中,成功将混合的辐射EMI噪声信号分离并且找出辐射噪声较高的原因,验证了文中方法的可行性和有效性。最后将本文方法应用于两个实际的复杂电子产品案例,成功找出了辐射超标的原因,并且采取了相应的整改措施,使得被测设备(EUT)辐射噪声大大降低,进一步验证本文方法的实用性。理论分析与实验结果表明,本文提出的方法能够应用于复杂电子设备的辐射EMI噪声分析中,可以准确快速地诊断出辐射噪声源,从而采取针对性的措施。本文提出的方法对今后的辐射电磁干扰研究和工程人员的对电磁干扰的抑制有着重要工程实用性和参考意义。
【关键词】：电磁兼容 经验模态分解 希尔伯特变换 电磁干扰 诊断方法
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN03
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 电磁兼容背景8-10
• 1.2 辐射电磁干扰测试环境及标准10-13
• 1.3 辐射电磁干扰研究国内外现状13-14
• 1.4 本课题的研究意义与研究内容14-16
• 第二章 复杂电子设备辐射电磁干扰噪声机理分析16-22
• 2.1 辐射EMI噪声模型16-19
• 2.2 复杂电子设备的辐射噪声机理分析19-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 基于EMD分解的辐射EMI噪声分离方法22-29
• 3.1 EMD分解算法描述22-24
• 3.2 EMD分解在辐射EMI噪声分离中的实现24-26
• 3.3 辐射EMI噪声分离方法仿真研究26-28
• 3.3.1 EMD分解仿真实验26-27
• 3.3.2 基于EMD分解的辐射EMI噪声分离方法仿真27-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 基于Hilbert变换的辐射EMI噪声频域特征提取29-35
• 4.1 Hilbert变换描述29-30
• 4.2 Hilbert变换原理及其应用30-32
• 4.3 基于Hilbert变换的仿真设计32-34
• 4.3.1 基于Hilbert变换的辐射噪声特征提取流程32-33
• 4.3.2 基于Hilbert变换的辐射噪声特征提取仿真研究33-34
• 4.4 本章小结34-35
• 第五章 基于混合算法的辐射EMI噪声分析与诊断方法35-48
• 5.1 实验系统介绍35
• 5.2 混合算法在辐射EMI噪声分析与诊断中的验证实验35-43
• 5.2.1 实验一：共模模型辐射EMI噪声分析与诊断36-38
• 5.2.2 实验二：差模模型辐射EMI噪声分析与诊断38-40
• 5.2.3 实验三：共/差模模型辐射EMI噪声分析与诊断40-43
• 5.3 混合算法在实际电子设备中应用研究43-47
• 5.3.1 混合算法在医疗设备电热手术刀中的应用研究43-45
• 5.3.2 混合算法在心电监护仪中的应用研究45-47
• 5.4 本章小结47-48
• 第六章 总结与展望48-49
• 参考文献49-53
• 在读期间发表的学术论文及研究成果53-54
• 致谢54

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