一种串扰频谱计算方法技术

一种串扰频谱计算方法，包括以下步骤：步骤A、确定串扰系统中的干扰源和敏感设备；步骤B、测量干扰源频谱、干扰源设备阻抗、干扰源负载阻抗、敏感设备阻抗以及敏感设备负载阻抗；步骤C、测量串扰线束在不同频率下的短路和开路输入阻抗，并计算串扰线束的频变自参数与互参数；步骤D、建立线束间串扰的频域模型，求解串扰频域表达式；步骤E、利用测量得到的干扰源频谱、各设备及其负载阻抗，以及计算得到的串扰线束频变参数，通过串扰频域表达式求得串扰频谱。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种电磁兼容领域的干扰频谱计算方法，特别设及一种针对线束之间 串扰频谱的计算方法。
技术介绍
随着小型化、智能化的发展趋势，电子设备的集成度越来越高，经常存在线束邻近 布置的情况，该就会在线束间产生串扰，带来电磁兼容问题。并且随着大功率电气设备的集 成W及工作频率的提高，串扰的影响愈发严重。串扰本质上是一种近场禪合现象，与干扰 源、敏感设备W及串扰线束的电气参数都有着密切的关系。为了保证设备工作的稳定性和 安全性，就需要首先了解串扰的频谱特性，并通过设计滤波器等方法对串扰进行抑制。 然而，现有串扰频谱计算方法在复杂电磁环境中存在计算不准确的问题。CN 103745054A"-种对电缆及电缆束在电磁兼容中的建模及信号串扰分析方法"构建了线缆 的矩形截面近似模型，并对其进行剖分得到离散体单元和离散面单元；最后通过软件仿真 得到线缆间的信号串扰情况。但实际线缆截面多为圆形，并且其采用的线缆近似模型并不 能准确地计算线束间的串扰频谱。CN104346494A"串扰分析方法"通过执行布线仿真程 序，判断串扰能量值是否大于预定值，并调整电路的布线。但由于只考虑了布线因素，而忽 略了串扰系统各设备及其负载的频变阻抗，W及串扰线束周围不规则的导体和绝缘体等因 素的影响，使其在实际复杂电磁环境的应用中有一定的局限性。因此，需要一种有效的确定 串扰频谱的计算方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术在复杂电磁环境中串扰频谱计算不准确的缺点，提 出。本专利技术可为干扰滤波器的设计提供依据，进而提高系统电磁兼 容性、缩短系统设计周期、节约设计成本。 应用本专利技术计算方法的串扰系统包括干扰源设备、干扰源负载、干扰源设备与负 载之间的连接电线、干扰源设备与负载之间的地线，W及敏感设备、敏感设备负载，W及敏 感设备与负载之间的两条连接电线。所述的干扰源设备与负载之间的连接电线、干扰源设 备与负载之间的地线，W及敏感设备与负载之间的两条连接电线合称为串扰线束。干扰源 设备、干扰源负载、干扰源设备与负载之间的连接电线，W及干扰源设备与负载之间的地线 构成干扰源回路。敏感设备、敏感设备负载、敏感设备与负载之间的两条连接电线构成敏感 设备回路。 本专利技术串扰频谱的计算方法包含W下步骤： 步骤A、确定串扰系统中的干扰源设备和敏感设备； 步骤B、测量干扰源设备的干扰频谱、干扰源设备的阻抗、干扰源负载的阻抗、敏感 设备的阻抗W及敏感设备负载的阻抗； 步骤C、测量串扰线束在不同频率下的短路和开路输入阻抗，并计算串扰线束的频 变自参数与互参数； 步骤D、建立线束间串扰的频域模型，求解串扰频域表达式； 步骤E、利用测量得到的干扰源频谱、各设备及其负载阻抗，W及计算得到的串扰 线束频变参数，通过串扰频域表达式求得串扰频谱。 本专利技术的计算方法是计算敏感设备两端的串扰电压频谱Uti(j?)，化及敏感设备 负载两端的串扰电压频谱Ut2 (j? )。 所述步骤A中的干扰源设备和敏感设备需要根据实际情况确定，确定依据为：干 扰源设备产生电磁干扰，并对其它设备产生影响；敏感设备自身不产生电磁干扰，但容易受 到干扰源设备的影响，进而导致性能降级或失效。 所述步骤B中待测量电气参数的测量手段包括：采用频谱仪对干扰源频谱进行测 量，采用阻抗分析仪对各设备及其负载在不同频率下的阻抗进行测量。 所述步骤B中待测量的电气参数包括干扰源设备的干扰频谱&(j?)，干扰源设备 的阻抗Zs，干扰源负载的阻抗奇，敏感设备的阻抗Zti，W及敏感设备负载的阻抗Zt2。串扰系 统电气参数测量得越准确，采用本专利技术计算的串扰频谱越接近实际结果。 所述步骤C中待测量串扰线束参数的测量手段为：采用阻抗分析仪，测量各电线 与地线之间、W及各电线之间在不同频率下的短路和开路输入阻抗。 所述步骤C中待测量的在不同频率下的串扰线束参数包括；串扰线束的输入短 路阻抗矩阵和串扰线束的输入开路阻抗矩阵Z 串扰线束的输入短路阻抗矩阵Z 中，矩阵对角线元素为各电线终端短路时测得的电线与地线之间的输入阻抗，矩阵非对角 线元素为各电线终端短路时测得的电线之间的输入阻抗；串扰线束的输入开路阻抗矩阵 中，矩阵对角线元素为各电线终端开路时测得的电线与地线之间的输入阻抗，矩阵非 对角线元素为各电线终端开路时测得的电线之间的输入阻抗。 所述步骤C中的串扰线束自参数与互参数计算流程如下；首先，通过测量得到串 扰线束输入短路阻抗矩阵和输入开路阻抗矩阵采用公式（1)求得串扰线束短路 阻抗矩阵女。和开路阻抗矩阵Z。。；【主权项】1. ，应用所述串扰频谱计算方法的串扰系统包括干扰源设备 (201) 、干扰源负载（202)、干扰源设备与负载之间的连接电线（203)、干扰源设备与负载之 间的地线（204)，以及敏感设备（211)、敏感设备负载（212)、敏感设备与负载之间的一条连 接电线（213)、敏感设备与负载之间的另一条连接电线（214);串扰线束包括干扰源设备与 负载之间的连接电线（203)、干扰源设备与负载之间的地线（204)，以及敏感设备与负载之 间的一条连接电线（213)、敏感设备与负载之间的另一条连接电线（214)，其特征在于，所 述的串扰频谱计算方法包含以下步骤： 步骤A、确定串扰系统中的干扰源设备（201)和敏感设备（211); 步骤B、测量干扰源设备（201)的干扰频谱、干扰源设备（201)的阻抗、干扰源负载 (202) 的阻抗、敏感设备（211)的阻抗，以及敏感设备负载（212)的阻抗； 步骤C、测量串扰线束在不同频率下的短路和开路输入阻抗，并计算串扰线束的频变自 参数与互参数； 步骤D、建立线束间串扰的频域模型，求解串扰频域表达式； 步骤E、利用测量得到的干扰源频谱、各设备及其负载阻抗，以及计算得到的串扰线束 频变参数，通过串扰频域表达式求得串扰频谱。2. 按照权利要求1所述的串扰频谱计算方法，其特征在于，所述的计算方法是计算敏 感设备（211)两端的串扰电压频谱，记为U tl (j?)，以及敏感设备负载（212)两端的串扰电 压频谱，记为Ut2(j ω)。3. 按照权利要求1所述的串扰频谱计算方法，其特征在于，所述步骤A中的干扰源设 备（201)和敏感设备（211)根据实际情况确定，确定依据为：干扰源设备产生电磁干扰，并 对其它设备产生影响；敏感设备自身不产生电磁干扰，但容易受到干扰源设备的影响，进而 导致性能降级或失效。4. 按照权利要求1所述的串扰频谱计算方法，其特征在于，所述步骤B中待测量的电 气参数包括：干扰源设备（201)的干扰频谱，记为U s (ju);干扰源设备（201)的阻抗，记为 Zs;干扰源负载（202)的阻抗，记为Z j敏感设备（211)的阻抗，记为Ztl;以及敏感设备负载 (212)的阻抗，记为Zt2。5. 按照权利要求1所述的串扰频谱计算方法，其特征在于，所述步骤C中待测量的在 不同频率下的串扰线束参数包括：串扰线束的输入短路阻抗矩阵Z i:和串扰线束的输入开 路阻抗矩阵Zi:;串扰线束的输入短路阻抗矩阵Z insc;中，矩阵对角线元素为各电线终端短 路时测得的电线与地线之间的输入阻抗，矩阵非对角线元素为各电线终端短路时测得的电 线之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串扰频谱计算方法，应用所述串扰频谱计算方法的串扰系统包括干扰源设备(201)、干扰源负载(202)、干扰源设备与负载之间的连接电线(203)、干扰源设备与负载之间的地线(204)，以及敏感设备(211)、敏感设备负载(212)、敏感设备与负载之间的一条连接电线(213)、敏感设备与负载之间的另一条连接电线(214)；串扰线束包括干扰源设备与负载之间的连接电线(203)、干扰源设备与负载之间的地线(204)，以及敏感设备与负载之间的一条连接电线(213)、敏感设备与负载之间的另一条连接电线(214)，其特征在于，所述的串扰频谱计算方法包含以下步骤：步骤A、确定串扰系统中的干扰源设备(201)和敏感设备(211)；步骤B、测量干扰源设备(201)的干扰频谱、干扰源设备(201)的阻抗、干扰源负载(202)的阻抗、敏感设备(211)的阻抗，以及敏感设备负载(212)的阻抗；步骤C、测量串扰线束在不同频率下的短路和开路输入阻抗，并计算串扰线束的频变自参数与互参数；步骤D、建立线束间串扰的频域模型，求解串扰频域表达式；步骤E、利用测量得到的干扰源频谱、各设备及其负载阻抗，以及计算得到的串扰线束频变参数，通过串扰频域表达式求得串扰频谱。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭彦杰，王丽芳，李芳，朱庆伟，陶成轩，廖承林，张俊智，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11