[发明专利]一种仪器内部电磁干扰失效诊断方法

说明书

技术领域

本发明属于电子数据采集和处理的技术领域，特别涉及一种可进行内部电磁干扰失效诊断的方法。

背景技术

随着人们对电子产品质量要求的不断增加，电子设备的可靠性成为一项重要参数指标。失效分析作为保证电子设备可靠性工作的重要环节，目前研究热点在于电磁干扰而导致电子仪器失效的诊断方法。然而，现有的EMI失效诊断都集中诊断外部电磁干扰对电子元器件的影响，而忽略了一些高集成度的电子仪器内部的电磁干扰。同时，已有的失效诊断技术各有侧重点，其中傅里叶变换失效分析法只能做宏观诊断，小波变换失效分析法不能处理宽频率的电磁干扰信号，独立分量分析法在处理不明确来源的干扰信号时效果较差，不能兼顾仪器电磁干扰失效诊断实时性、可靠性的高要求。另外，各种电磁干扰失效模型有相似之处，可以分类归纳总结其有用参数以便日后查询时使用，提高失效诊断的速度，而目前并无此类数据库。因此，提供一种能快速、精准地诊断电子仪器内部电磁干扰失效程度的方法成为必要。

发明内容

本发明基于上述背景，针对仪器内部电磁干扰失效诊断不能同时满足实时性和可靠性要求的问题，提出了一种融合小波变换和独立分量法分析信号并建模的内部电磁干扰失效的诊断方法。该方法根据电磁干扰信号的不同特性进行分类，建立相应的失效机理模型，实现了对电子仪器失效性的快速准确的诊断。

一种通过小波变换和独立分量建模的仪器内部电磁干扰失效的诊断方法，包括以下步骤：用计算机虚拟一台正常工作的仪器并建立其内部电磁干扰失效的仿真模型，观察受干扰前后仪器内部各项参数的变化情况，确定能检测仪器失效的关键参数；在屏蔽环境中建立仪器内部电磁干扰失效模型，分析近场探头采集的参数信息，判断仪器的失效程度；采用融合小波变换和独立分量的信号分析法分析仪器内部电磁干扰信号，将失效模型按信号特征和失效程度分类，并提取关键参数形成失效模型的参数数据库；对所建立的失效模型参数数据库进行动态的反馈调整，持续改进电磁干扰的失效诊断方法。

虚拟状态下进行仪器内部电磁干扰失效仿真的方法包括以下步骤：采用Multisim软件将内部电磁干扰失效模型转化为计算机仿真模型；将可能发生的各种复杂电磁环境，如仪器内部集成的电感、电容相互间的电磁干扰等，逐一加载到此模型上进行失效机理分析。

建立实际屏蔽环境的方法为在仪器外部加设接地的铁磁金属罩，使罩内只存在仪器自身的内部电磁干扰。

该采集内部电磁干扰信号的近场探头与被测仪器的探测距离在10厘米以内。

提高近场探头精准度的方法为在探头前端内置低噪音放大器和线路阻抗稳定网络。

分析实际采集到的内部电磁干扰信号时采用下列步骤：判断采集到的混叠电磁干扰信号的频率，若为低频信号，则直接用不同尺度下的小波变换对各独立分量进行细化分析，用不同位移因子寻找各分量频率的发生时间，以确定是仪器的哪个部件产生了超过标准的电磁干扰导致仪器失效；若信号为高频信号，则先用独立分量法进行特征提取和模态分析，直到基本恢复出信号源可知的原始独立信号分量，然后再进行小波分析。

相较于现有技术，所述的电磁干扰失效的诊断方法的优点在于通过结合小波变换和独立分量法进行信号分析，使该失效诊断方法在信号的低频和高频区域都有较高的分辨率。同时，将仪器内部电磁干扰失效模型按干扰信号的特征和仪器的失效程度分类，并提取关键参数整理形成失效模型的参数数据库，为以后的失效诊断提供参考数据，提高失效程度判断的实时性。另外，本方法采用内置了低噪音放大器和线路阻抗稳定网络的近场探头，具有更高的灵敏度，比以往的诊断方法更能实现对近场干扰源的精确定位。

附图说明

图1为本发明实施例的内部电磁干扰的失效诊断方法的流程示意图。

图2为本发明实施例中通过进行虚拟仿真建立实际电磁干扰失效模型的流程示意图。

图3为图1所用的测量装置的示意图。

图4为本发明实施例中结合小波分析和独立分量法分析实际采集信号的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明实施例提供的一种基于小波变换和独立分量法建模的仪器内部电磁干扰失效的诊断方法，主要由以下步骤组成。

步骤一：提供一个正常工作的电子仪器作为被测仪器，并用计算机模拟出其工作状态。

本实施例中采用Multisim软件将电子仪器1的正常工作模型转化为计算机仿真模型。