CN109444615A - 一种电缆束传导干扰现场诊断及测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆束传导干扰现场诊断及测试装置及方法，所述装置包括信号发生单元，用于形成干扰信号；信号放大单元，用于将所述干扰信号放大，并将放大后的干扰信号注入电子设备电缆中；频率采集单元，用于通过所述采集探头检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时的检测信号；控制单元，用于根据所述频率采集单元采集的检测信号得到所述电子设备电缆的干扰检测结果，并将所述干扰检测结果传输至所述显示单元；显示单元，用于向用户显示所述控制单元传输的干扰检测结果，本发明可实现现场电磁兼容诊断测试的移动性和便携性。

Description

一种电缆束传导干扰现场诊断及测试装置及方法

技术领域

本发明涉及电缆束传导检测信号测量领域。更具体地，涉及一种电缆束传导干扰现场诊断及测试装置及方法。

背景技术

电磁干扰的形成需要干扰源、耦合途径和敏感设备三个因素的共同作用，即电磁干扰的三要素原理。电磁干扰因耦合途径不同分为辐射干扰和传导干扰。传导干扰必须在干扰源和敏感设备之间有完整线路连接,检测信号沿着线缆传递到敏感设备而产生干扰。其中电缆作为电子系统的重要组成元素，是电磁脉冲能量耦合进入系统内部的主要途径之一。

电子产品中，广泛使用着各种线缆。在复杂电磁环境中，电缆就成为外界电磁能量的收集器，大量检测信号通过线缆耦合形成传导干扰进入终端电子设备或系统中。这样，线缆中激励起瞬态电流和电压传导、耦合到与线缆相接的终端电子设备或系统中，使其中的电路产生干扰对敏感的电子器件和电路将会产生毁灭性破坏。

传统的电磁兼容检测，都是在电磁兼容暗室对设备和分系统进行标准规定的电磁兼容测试，以保证他们组成系统后实现系统的自兼容。实际工程中，线缆常常绑扎成捆，与源相连的线缆携带的电磁干扰，极易耦合到与接收机相连接的线缆中，由于电缆导致的电磁干扰具有弥散性，解决线缆引发的干扰难度很大。

为了保证复杂的电子系统能够正常有效地工作，现场式电缆传导干扰诊断是有必要的。现场诊断的目的是验证电子产品运行在各种典型工作方式下系统自身的电磁兼容性，捕获电缆中耦合的真实的检测信号，找出干扰源并排除。现场试验可以模拟真实的工作模式，真实反映电子产品在特定电磁环境下的工作状况。通过现场式诊断测试，可以掌握系统内及系统与其环境的电磁兼容诊断测试数据，使所研制的系统和同类系统在选择电磁兼容标准上有了参考依据。

结合电磁兼容实验室现状，传统电磁兼容实验室中开展电缆束注入传导测试项目通常使用的仪器是信号发生器、功率放大器、功率计等仪器组合。这种分立式的测量仪器，由于相关联的设备较多，不易移动，不能满足调试厂房、故障排除现场、外部测试场的诊断测试需求。不仅无法作为电缆束传导干扰的诊断测试设备，还有可能会带给电子产品新的不必要的干扰。

本发明的电缆束传导干扰诊断及测试装置，为解决电子系统设计和试验过程中遇到的电缆传导干扰问题，满足设计者对电缆干扰诊断需求，便于设计者对电子系统从板级、设备级、分系统和系统中的电缆进行诊断，同时满足现场诊断需求，实现外场电磁兼容诊断测试的移动和便携性。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种电缆束传导干扰现场诊断及测试装置，实现现场电磁兼容诊断测试的移动性和便携性。本发明的另一个目的在于提供一种电缆束传导干扰现场诊断及测试方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明公开了一种电缆束传导干扰现场诊断及测试装置，包括信号发生单元、信号放大单元、频率采集单元、控制单元和显示单元；

所述信号发生单元用于形成干扰信号；

所述信号放大单元用于将所述干扰信号放大，并将放大后的干扰信号注入电子设备电缆中；

所述频率采集单元用于通过所述采集探头检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时形成的检测信号；

所述控制单元用于根据所述频率采集单元采集的检测信号得到所述电子设备电缆的干扰检测结果，并将所述干扰检测结果传输至所述显示单元；

所述显示单元用于向用户显示所述控制单元传输的干扰检测结果。

优选地，

所述装置进一步包括电流注入探头，所述信号放大单元通过所述电流注入探头将放大后的干扰信号注入所述电子设备电缆中。

优选地，

所述采集探头包括与所述电子设备电缆连接的电流监测探头，用于检测所述电子设备电缆中的检测信号。

优选地，所述采集探头包括固定于所述电子设备表面的近场探头，用于检测所述电子设备电缆中的检测信号。

优选地，所述干扰信号的频率范围为4kHz～400MHz，信号幅度范围为-90dBm～+10dBm，频率步进为1Hz，脉冲调制率为1kHz，占空比为50％。

本发明还公开了一种电缆束传导干扰现场诊断及测试方法，

形成干扰信号；

将所述干扰信号放大，并将放大后的干扰信号注入电子设备电缆中；

通过采集探头检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时的检测信号；

根据频率采集单元采集的检测信号得到所述电子设备电缆的干扰检测结果；

向用户显示控制单元传输的干扰检测结果。

优选地，所述将放大后的干扰信号注入电子设备电缆中具体包括：

通过电流注入探头将放大后的干扰信号注入所述电子设备电缆中。

优选地，所述通过所述采集探头检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时的检测信号具体包括：

通过与所述电子设备电缆连接的电流监测探头检测所述电子设备电缆中的检测信号。

优选地，所述通过所述采集探头检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时的检测信号具体包括：

通过固定于所述电子设备表面的近场探头检测所述电子设备电缆中的检测信号。

优选地，所述干扰信号的频率范围为4kHz～400MHz，信号幅度范围为-90dBm～+10dBm，频率步进为1Hz，脉冲调制率为1kHz，占空比为50％。

本发明的有益效果如下：

本发明的电缆束传导干扰现场诊断及测试装置涵盖检测信号产生、注入功能。可从频域对电磁检测信号进行实时监测。实现了独立性强、集成度高，便于移动，可适用于外场测试的能力。还可实现现场式电缆束传导干扰诊断，为电子产品及时排故，服务于电子产品的全生命周期。

电缆束传导干扰现场诊断与测试装置可用于国内电磁兼容领域，遍布军工、汽车、电子等行业。一方面，作为一台服务电子产品电磁兼容性诊断设备，可及时在电子产品研制各阶段分别进行模块、系统、分系统和设备级产品的电磁兼容性诊断分析与测试，避免在系统研制后期暴露出不兼容问题时才考虑挽救补救措施。同时，该诊断仪由于其便携性，设备体积小、重量轻，效率、精度高，可扩展性强，便于携带，性价比高，为电子产品现场抗电磁干扰试验提供了重要技术手段。可随时用于电子产品电磁兼容现场诊断测试，也可用于各试验外场，实现电子产品电磁兼容检测试验，服务于电子产品排故诊断。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明一种电缆束传导干扰现场诊断及测试装置一个具体实施例的结构图。

图2示出本发明一种电缆束传导干扰现场诊断及测试装置一个具体实施例电缆束传导敏感度特性现场测试的应用流程图。

图3示出本发明一种电缆束传导干扰现场诊断及测试装置一个具体实施例电缆束传导干扰诊断的应用流程图。

图4示出本发明一种电缆束传导干扰现场诊断及测试方法一个具体实施例的流程图。

图5示出适于用来实现本发明实施例的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例中，所述装置包括控制单元11、信号发生单元14、信号放大单元15、频率采集单元13、显示单元12、采集探头和电流注入探头17。

其中，所述信号发生单元14用于形成干扰信号；所述信号放大单元15用于将所述干扰信号放大，并将放大后的干扰信号注入电子设备电缆中；所述频率采集单元13用于通过所述采集探头检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时形成的检测信号；所述控制单元11用于根据所述频率采集单元13采集的检测信号得到所述电子设备电缆的干扰检测结果，并将所述干扰检测结果传输至所述显示单元12；所述显示单元12用于向用户显示所述控制单元11传输的干扰检测结果。

本发明的诊断及测试装置涵盖干扰信号产生、注入功能。可从频域对电磁干扰信号进行实时监测。实现了独立性强、集成度高，便于移动，可适用于外场测试的能力。还可实现现场式电缆束传导干扰诊断，为电子产品及时排故，服务于电子产品的全生命周期。

所述信号发生单元14可形成干扰信号。在一个具体例子中，所述信号发生单元14可产生4kHz～400MHz的干扰信号，输出信号幅度-90dBm～+10dBm，频率步进1Hz，可脉冲调制，调制频率为1kHz，占空比为50％，信号发生单元14可作为独立的信号输出模块，测试装置配置信号输出接口。

所述信号放大单元15可将所述干扰信号放大后，将放大后的干扰信号注入电子设备电缆中，以检测电缆束承受干扰信号的能力。

所述频率采集单元13可检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时形成的检测信号。在本实施例中，频率采集单元13可采集1Hz～4.4GHz频率范围以及-150dBm～10dBm幅度范围的检测信号。

具体的，在一个优选的实施方式中，所述装置进一步可包括电流注入探头17。所述频率采集单元13可通过电流注入探头17将放大后的干扰信号注入所述电子设备电缆中。

所述采集探头可对应设置有电流监测探头16，以检测电子设备电缆束中的检测信号的大小。

在其他实施方式中，所述频率采集单元13还可包括近场探头(图中未示出)，所述频率采集单元13可通过近场探头采集所述检测信号，以实现干扰诊断功能，实时在电子产品的各个环节监测检测信号，及时为设计师排故。在优选的实施例中，采集探头可以是电流监测探头16，也可以是近场探头，本实施例中，采集探头既包括电流监测探头16，也包括近场探头，通过选择不同的探头可以实现监测检测信号和干扰诊断等功能。

本发明通过配备电流注入探头17和电流监测探头16可实现电磁兼容实验室标准测试仪功能，配备近场探头可实现传导干扰诊断功能。电缆束传导干扰现场诊断与测试装置可用于国内电磁兼容领域，遍布军工、汽车、电子等行业。本实施例的诊断与测试装置可作为一台服务电子产品电磁兼容性诊断设备，可及时在电子产品研制各阶段分别进行模块、系统、分系统和设备级产品的电磁兼容性诊断分析与测试，避免在系统研制后期暴露出不兼容问题时才考虑挽救补救措施。同时，该诊断仪由于其便携性，设备体积小、重量轻，效率、精度高，可扩展性强，便于携带，性价比高，为电子产品现场抗电磁干扰试验提供了重要技术手段。可随时用于电子产品电磁兼容现场诊断测试，也可用于各试验外场，实现电子产品电磁兼容检测试验，服务于电子产品排故诊断。

所述控制单元11可根据所述频率采集单元13采集的检测信号得到所述电子设备电缆的干扰检测结果。

在优选的实施方式中，控制单元11还可根据用户的注入实现系数修正、限值曲线添加与调用以及功率比较等功能。

综上，本发明可在电子系统开发过程中，及时进行电缆束传导干扰诊断测试，伴随在电子系统从设计到元器件选型、电路板调试、设备级产品预测试、分系统多级联调，到最终系统运行整个环节，实时为电子系统的各个阶段提供电缆传导干扰诊断测试，为设计师提供强有力的设备支持，用来完成系统电磁兼容性设计中的分析、预测与评估，实现系统设计中不断迭代的优化思想。

本实施例中，当采集探头为电流监测探头16时，本实施例的装置可对电子产品电缆束传导敏感度特性现场测试。如图2所示，首先被测设备开机预热，通过电流注入探头17注入测试信号，在测试信号的起始频率点上产生场强，逐渐增加注入的功率电平，如被测产品出现敏感，则要确定敏感度门限电平(在该电平下，EUT刚好不出现不希望有的响应)，直至测到理想的敏感度数据。

具体的，控制单元11可选择测试装备，如果没有待测试装备，则停止测试装备。确定待测试装备后，确定装备是否开机。当电子产品开机后，确定电子产品待测试的电缆，控制单元11选择电流监测探头16进行检测。用户可通过控制单元11对测试参数进行设置，例如设置检测信号调制方式及频率扫描参数。使设备仪器开机测试，人工判断是否有敏感现象，如果有，则扫描暂停，记录敏感现象后继续扫描，否则，记录敏感现象。若一直出现敏感现象，则使功放开机，人工判断是否有敏感现象，若是，则将信号源切换到手动输出模式，使信号源输出功率衰减，否则，记录结论。在信号源输出功率衰减过程中，若刚好出现敏感现象，则记录敏感现象，否则使输出功率继续衰减。

本实施例中，如图3所示，当诊断及测试装置用于干扰诊断时，首先将本实施例的装置与电子设备电缆连接，然后启动电子设备。控制单元11可选择测试的电子产品，如果没有待测试的电子产品，则停止测试产品。确定待测试的电子产品后，确定电子产品是否开机。当电子产品开机后，确定电子产品待测试的电缆，控制单元11选择电流监测探头16进行检测。用户可通过控制单元11对测试参数进行设置，例如设置干扰信号的频段、带宽和测量时间，进一步还可选择是否设置衰减器。测试设备开机后，对电子产品进行测试时，通过频率采集单元13监测检测信号，可不段调整探头位置直到频率采集单元13采集到检测信号。当检测到检测信号后，可进一步选择是否进行窄带测试，当需要窄带测试时，重复设置注入的干扰信号的频段、带宽、测量时间以及衰减器并进行测试，控制单元11可记录检测的数据并处理得到检测结果。

基于相同原理，本实施例还公开了一种电缆束传导干扰现场诊断及测试方法。本实施例中，如图4所示，所述方法包括：

S100：形成干扰信号；

S200：将所述干扰信号放大，并将放大后的干扰信号注入电子设备电缆中；

S300：通过所述采集探头检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时的检测信号；

S400：根据所述频率采集单元采集的检测信号得到所述电子设备电缆的干扰检测结果；

S500：向用户显示所述控制单元传输的干扰检测结果。

由于该方法解决问题的原理与以上装置类似，因此本方法的实施可以参见装置的实施，在此不再赘述。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机设备，具体的，计算机设备例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

在一个典型的实例中计算机设备具体包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的由客户端执行的方法，或者，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的由服务器执行的方法。

下面参考图5，其示出了适于用来实现本申请实施例的计算机设备600的结构示意图。

如图5所示，计算机设备600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM))603中的程序而执行各种适当的工作和处理。在RAM603中，还存储有系统600操作所需的各种程序和数据。CPU601、ROM602、以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。

以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶反馈器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡，调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口606。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装如存储部分608。

特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包括用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电缆束传导干扰现场诊断及测试装置，其特征在于，包括信号发生单元、信号放大单元、频率采集单元、控制单元和显示单元；

所述信号发生单元用于形成干扰信号；

所述信号放大单元用于将所述干扰信号放大，并将放大后的干扰信号注入电子设备电缆中；

所述频率采集单元用于通过所述采集探头检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时形成的检测信号；

所述控制单元用于根据所述频率采集单元采集的检测信号得到所述电子设备电缆的干扰检测结果，并将所述干扰检测结果传输至所述显示单元；

所述显示单元用于向用户显示所述控制单元传输的干扰检测结果。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述装置进一步包括电流注入探头，所述信号放大单元通过所述电流注入探头将放大后的干扰信号注入所述电子设备电缆中。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述采集探头包括与所述电子设备电缆连接的电流监测探头，用于检测所述电子设备电缆中的检测信号。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采集探头包括固定于所述电子设备表面的近场探头，用于检测所述电子设备电缆中的检测信号。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述干扰信号的频率范围为4kHz～400MHz，信号幅度范围为-90dBm～+10dBm，频率步进为1Hz，脉冲调制率为1kHz，占空比为50％。

6.一种电缆束传导干扰现场诊断及测试方法，其特征在于，

形成干扰信号；

将所述干扰信号放大，并将放大后的干扰信号注入电子设备电缆中；

通过采集探头检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时的检测信号；

根据频率采集单元采集的检测信号得到所述电子设备电缆的干扰检测结果；

向用户显示控制单元传输的干扰检测结果。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将放大后的干扰信号注入电子设备电缆中具体包括：

通过电流注入探头将放大后的干扰信号注入所述电子设备电缆中。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过所述采集探头检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时的检测信号具体包括：

通过与所述电子设备电缆连接的电流监测探头检测所述电子设备电缆中的检测信号。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述采集探头检测所述电子设备电缆在所述干扰信号注入时的检测信号具体包括：

通过固定于所述电子设备表面的近场探头检测所述电子设备电缆中的检测信号。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述干扰信号的频率范围为4kHz～400MHz，信号幅度范围为-90dBm～+10dBm，频率步进为1Hz，脉冲调制率为1kHz，占空比为50％。