医疗电子设备电磁干扰噪声诊断与抑制方法研究

发布时间：2022-01-11 23:43

　　大量医疗电子设备由于发射过量的电磁干扰噪声,难以通过YY 0505-2012标准,需要整改。医疗电子设备中含有多个噪声源,而目前关于噪声源识别方法的研究较少,因此,识别引起噪声超标的噪声源成为解决医疗电子设备EMI故障的最大挑战。针对上述问题,本文开展了“医疗电子设备的电磁干扰噪声诊断与抑制方法研究”,具体包含以下内容:（1）从基础理论出发,推导了医疗电子设备电源线的传导电磁干扰噪声模型和辐射源在自由空间的辐射噪声模型,求得共/差模电磁干扰噪声模型。（2）分析了医疗电子设备的电磁干扰噪声产生机理,并据此提出了相应的电磁干扰噪声抑制方法。分析了瞬态电源电流、接地不良、串扰及电容耦合引起传导噪声的机理,建立了直流电源线、数字控制线、传感器线及交流电源线的辐射噪声机理模型。根据电磁干扰噪声机理模型,探讨了针对医疗电子设备PCB电路和系统线缆的电磁干扰噪声抑制方法。（3）提出了基于EMD算法的传导电磁干扰噪声诊断方法。通过EMD分解,将测得的时域混合传导噪声分离出若干IMF,对分离出的IMF进行Hilbert变换,得到Hilbert谱,筛选出主要的噪声分量,对比EUT中信号的时频特征确定引起传... 

【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 电磁兼容技术背景
    1.2 医疗电子设备电磁干扰噪声研究现状
        1.2.1 电磁干扰噪声测试标准
        1.2.2 电磁干扰噪声机理分析与抑制方法
        1.2.3 电磁干扰噪声诊断方法
    1.3 本课题的研究意义与研究内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 研究内容
第2章 电磁干扰噪声建模
    2.1 传导电磁干扰噪声建模
        2.1.1 提取传导噪声
        2.1.2 共模传导噪声
        2.1.3 差模传导噪声
    2.2 辐射电磁干扰噪声建模
        2.2.1 共模辐射和差模辐射
        2.2.2 辐射源的矢量磁位
        2.2.3 基于等效偶极子的辐射噪声模型
    2.3 本章小结
第3章 医疗电子设备电磁干扰噪声机理分析与抑制方法研究
    3.1 设备内部的传导噪声产生机理
        3.1.1 瞬态电源电流引起传导噪声
        3.1.2 接地不良引起传导噪声
        3.1.3 串扰引起传导噪声
        3.1.4 电容耦合引起传导噪声
    3.2 系统线缆的辐射噪声产生机理
        3.2.1 直流电源线的辐射机理
        3.2.2 数字控制线的辐射机理
        3.2.3 传感器线的辐射机理
        3.2.4 交流电源线的辐射机理
    3.3 电磁干扰噪声抑制方法
        3.3.1 电磁干扰噪声抑制策略
        3.3.2 PCB电路的处理方法及原理
        3.3.3 系统线缆的处理方法及原理
    3.4 本章小结
第4章 医疗电子设备电磁干扰噪声诊断方法研究
    4.1 基于EMD算法的传导电磁干扰噪声诊断原理
        4.1.1 传导噪声的EMD分解
        4.1.2 传导噪声的Hilbert谱分析
    4.2 基于EMD算法的传导电磁干扰噪声诊断实现方法
        4.2.1 传导噪声诊断实验台
        4.2.2 传导噪声诊断方法实现流程
        4.2.3 仿真实验一:EMD算法的基本性能仿真
        4.2.4 仿真实验二:模拟识别不同频率的传导噪声源
        4.2.5 仿真实验三:模拟识别不同波形的传导噪声源
    4.3 基于近场搜索技术的辐射电磁干扰噪声诊断原理
    4.4 基于近场搜索技术的辐射电磁干扰噪声诊断实现方法
        4.4.1 辐射噪声近场诊断实验台
        4.4.3 辐射噪声近场诊断实现步骤
        4.4.4 辐射噪声近场诊断实验
    4.5 本章小结
第5章 医疗电子设备电磁干扰噪声综合诊断与抑制实验
    5.1 实验一: 高压电位治疗仪的传导电磁干扰噪声诊断与抑制
        5.1.1 问题描述
        5.1.2 传导噪声机理分析与诊断
        5.1.3 抑制措施
        5.1.4 实验结果与分析
    5.2 实验二: 超声波雾化器的传导电磁干扰噪声诊断与抑制
        5.2.1 问题描述
        5.2.2 传导噪声机理分析与诊断
        5.2.3 抑制措施
        5.2.4 实验结果与分析
    5.3 实验三: 吸痰器的辐射电磁干扰噪声诊断与抑制
        5.3.1 问题描述
        5.3.2 辐射噪声机理分析与诊断
        5.3.3 抑制措施
        5.3.4 实验结果与分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于散射参数法的EMI滤波器电磁噪声抑制效果预测[J]. 王世山,龚敏,宋峥.  电工技术学报. 2016(18)
[2]基于近场诊断的医疗电子设备辐射干扰抑制技术研究[J]. 周孟夏,杨雄,夏清,吴玠.  南京师范大学学报(工程技术版). 2016(02)
[3]数字有源EMI滤波器的精确建模及分析[J]. 姬军鹏,陈文洁,路景杰,曾光,华志广.  电工技术学报. 2015(S2)
[4]基于独立分量分析算法的医疗电子设备辐射电磁干扰EMI噪声分析方法[J]. 赵阳,夏欢,邱晓晖,宋百通,陈雪丽.  电工技术学报. 2015(17)
[5]基于医疗设备的辐射EMI噪声诊断与抑制技术研究[J]. 宋百通,赵阳,夏欢,孙逊之,杨博婷.  南京师范大学学报(工程技术版). 2014(04)
[6]基于EMD和神经网络的轮轨故障噪声诊断识别方法研究[J]. 江航,尚春阳,高瑞鹏.  振动与冲击. 2014(17)
[7]基于ICA和EMD的生理信号提取[J]. 张言飞,欧阳健飞,姚丽峰.  计算机工程与应用. 2016(06)
[8]印制线抗电磁干扰模型分析与计算[J]. 王永峰,于成大,陈政新,李明.  强激光与粒子束. 2014(07)
[9]纯电动汽车电机控制器传导性电磁干扰的抑制[J]. 宋保林,陶银鹏.  汽车工程. 2013(11)
[10]基于EEMD方法的永磁同步电机电磁噪声诊断[J]. 陈忠,符和超.  振动与冲击. 2013(20)

博士论文
[1]基于近场扫描的高速电路电磁辐射建模研究[D]. 项方品.浙江大学 2015
[2]复杂电子系统电磁干扰噪声机理建模与抑制方法研究[D]. 颜伟.南京师范大学 2014
[3]Hilbert-Huang变换及其在含噪语音信号处理中的应用研究[D]. 申丽然.哈尔滨工程大学 2006

硕士论文
[1]传导电磁干扰分析方法研究与应用[D]. 张杨.南京师范大学 2015
[2]基于YY 0505-2012标准的医用电气设备电磁兼容测试与分析[D]. 李雅楠.天津大学 2014



本文编号：3583672