CN114740413A - 一种干扰波形输出状态监测系统及监测方法 - Google Patents

一种干扰波形输出状态监测系统及监测方法 Download PDF

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CN114740413A CN202110019116.XA CN202110019116A CN114740413A CN 114740413 A CN114740413 A CN 114740413A CN 202110019116 A CN202110019116 A CN 202110019116A CN 114740413 A CN114740413 A CN 114740413A
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陈以功
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孙敏杰
朱亮
赵红亚
庞勇勇
翟恩毅
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Abstract

本发明公开了一种干扰波形输出状态监测系统，包括依次相连的信号耦合单元、高通滤波单元、触发电路单元和预警单元；信号耦合单元用于将试验发生器输出的干扰信号，以及被测件工作时产生的共模干扰信号耦合出来；高通滤波单元用于滤除被测件正常工作的低频共模信号，保留具有电快速瞬变脉冲群、浪涌和射频场感应的传导骚扰波形中较高频和高频特征的信号成分；触发电路单元用于将滤波后的信号最大幅值与设定阀值进行大小比较，若信号的最大幅值高于设定阀值，则产生一个触发信号；预警单元用于在接收到触发信号时进行报警，提示有干扰信号输出。本发明具有结构简单、安装便捷、携带方便且试验效率高等优点。

Description

一种干扰波形输出状态监测系统及监测方法
技术领域
本发明主要涉及干扰测试技术领域，具体涉及一种干扰波形输出状态监测系统及监测方法。
背景技术
电磁兼容抗扰度试验项目，如：电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌(冲击)抗扰度、射频场感应的传导骚扰抗扰度等试验，是对被试电气电子设备电磁兼容性能考核的重要内容，主要考察电气电子设备在复杂电磁环境下工作的可靠性与稳定性。其中，电快速瞬变脉冲群抗扰度试验国际标准为IEC61000-4-4,同等国家标准GB/T17626.4；浪涌(冲击)抗扰度试验国际标准IEC61000-4-5，同等的国家标准GB/T17626.5；射频场感应的传导骚扰抗扰度试验国际标准为IEC61000-4-6，同等的国家标准GB/T17626.6。
目前，用于以上抗扰度试验项目的测试设备即试验发生器，大都没有内置干扰输出检测装置。这就意味着每次试验前后需要对试验发生器干扰输出进行测量确认，严重阻碍试验效率；如果不对试验发生器干扰输出进行测量确认，将导致无法确保实验过程中是否有干扰波形输出，会影响检验结论的可靠性。如果采用目前常规的示波器来监测波形，其连接复杂、调整慢、且不便于移动。
其中各名词解释为：电磁兼容：指设备或系统在所处的电磁环境中能正常工作，同时不会对其他设备和系统造成干扰。电快速瞬变脉冲群：模拟电气和电子设备对诸如来自切换瞬态过程(切断感性负载，继电器触点弹跳等)的各种类型的瞬变骚扰。浪涌：模拟电力系统开关瞬态和雷电瞬态，能量大，破坏性强。射频场感应的传导骚扰：模拟的骚扰源为来自射频发射机的电磁场。抗扰度：装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种结构简单、安装便捷、试验效率高的干扰波形输出状态监测系统及监测方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种干扰波形输出状态监测系统，包括依次相连的信号耦合单元、高通滤波单元、触发电路单元和预警单元；
所述信号耦合单元用于将抗扰度试验干扰传输单元中的试验发生器输出的干扰信号，以及被测件工作时产生的共模干扰信号耦合出来，并发送给高通滤波单元；
所述高通滤波单元用于滤除被测件正常工作的低频共模信号，保留具有电快速瞬变脉冲群、浪涌和射频场感应的传导骚扰波形中较高频和高频特征的信号成分，并将滤波后的信号送入触发电路单元；
所述触发电路单元用于将滤波后的信号最大幅值与设定阀值进行大小比较，若信号的最大幅值高于设定阀值，则产生一个触发信号，并发送至预警单元；
所述预警单元用于在接收到触发信号时进行报警，提示有干扰信号输出。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述信号耦合单元至少包含一个电压探头或至少一个电流探头，所述电压探头并联在被施加干扰的线缆端与参考地端，使电压探头耦合被施加干扰线缆上对地的所有电信号；所述电流探头卡在被施加干扰的线缆上，使电流探头耦合该线缆上所有共模电流信号。
所述预警单元包括LED灯。
所述触发信号为窄脉冲触发信号。
本发明还公开了一种基于如上所述的干扰波形输出状态监测系统的监测方法，包括步骤：
所述信号耦合单元将抗扰度试验干扰传输单元中的试验发生器输出的干扰信号，以及被测件工作时产生的共模干扰信号全部耦合出来，并发送给高通滤波单元；
所述高通滤波单元滤除被测件正常工作的低频共模信号，保留具有电快速瞬变脉冲群、浪涌和射频场感应的传导骚扰波形中较高频和高频特征的信号成分，并将滤波后的信号送入触发电路单元；
所述触发电路单元将滤波后的信号最大幅值与设定阀值进行大小比较，若信号的最大幅值高于设定阀值，则产生一个触发信号，并发送至预警单元；
所述预警单元在接收到触发信号时进行报警，提示有干扰信号输出。
作为上述技术方案的进一步改进：
还包括判断试验发生器有无干扰输出的方法。
判断试验发生器有无干扰输出的方法的步骤为：
1)试验前，只开启被测件的电源，设置一个较小的阀值，使预警单元为预警状态；
2)缓慢增大设定阀值，使预警单元由预警状态切换为非预警状态；
3)开启试验发生器进行试验；若预警单元由非预警状态切换为预警状态，则表明试验发生器有干扰输出；反之，如预警单元一直保持非预警状态，则表明试验发生器无干扰输出。
在预警单元处于预警状态时，相对应的LED灯亮；在预警单元处于非预警状态时，相对应的LED灯灭。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的干扰波形输出状态监测系统，通过信号耦合单元、高通滤波单元、触发电路单元和预警单元之间的配合，检测电源端抗扰度试验发生器在试验过程中有无干扰输出，能够快速确认不同厂家、不同型号的抗扰度试验发生器有无干扰输出的实际问题，为检验工程师带来便利，弥补了大多数抗扰度试验发生器没有内置干扰波形检测的功能，同时也提高了试验效率；同时整体结构简单、携带方便且安装便捷。
附图说明
图1为本发明的系统在实施例的结构示意图。
图2为本发明的系统在具体应用时的实施例图。
图3为本发明中的信号耦合单元在实施例的电路原理图。
图4为本发明的方法在实施例的流程图。
图中标号表示：1、信号耦合单元；2、高通滤波单元；3、触发电路单元；4、预警单元。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1和图2所示，本实施例的干扰波形输出状态监测系统，包括依次相连的信号耦合单元1、高通滤波单元2、触发电路单元3和预警单元4；
信号耦合单元1用于将抗扰度试验干扰传输单元中的试验发生器输出的干扰信号，以及被测件工作时产生的共模干扰信号耦合出来，并发送给高通滤波单元2；
高通滤波单元2用于滤除被测件正常工作的低频共模电压信号，保留具有电快速瞬变脉冲群、浪涌和射频场感应的传导骚扰波形中较高频和高频特征的信号成分，并将滤波后的信号送入触发电路单元3；
触发电路单元3用于将滤波后的信号最大幅值与设定阀值进行大小比较，若信号的最大幅值高于设定阀值，则产生一个触发信号，并发送至预警单元4；
预警单元4用于在接收到触发信号时进行报警，提示有干扰信号输出。
本发明的干扰波形输出状态监测系统，通过信号耦合单元1、高通滤波单元2、触发电路单元3和预警单元4之间的配合，检测电源端抗扰度试验发生器在试验过程中有无干扰输出，能够快速确认不同厂家、不同型号的抗扰度试验发生器有无干扰输出的实际问题，为检验工程师带来便利，弥补了大多数抗扰度试验发生器没有内置干扰波形检测的功能，同时也提高了试验效率；同时整体结构简单、携带方便且安装便捷。
本实施例中，信号耦合单元1类似示波器配合低压无源探头测量电压原理，其结构如图3所示。探头一端连接准备施加干扰的电源线上，另一端连接参考地。探头由可调补偿电容Ccomp、Rprobe及其寄生电容Cprobe共同组成。因此，信号耦合单元1能够将输入端共模电压信号按衰减因子为(a+b)：b的比例耦合出来。其中探头并联在被施加干扰的线缆端与参考地端，使其耦合被施加干扰线缆上对地的所有电信号；采用高阻电路防止分流，并将探头测得的端电压信号送往高通滤波单元2。
本实施例中，高通滤波单元2则包含一个高频易通过而阻止低频信号通过的滤波系统，高通滤波单元2需要根据抗扰度试验波形特点进行设计。
本实施例中，触发电路单元3在特定情况下产生一个低电平窄脉冲触发信号，设置一个幅值可调节的设定阀值，将高通滤波单元2中的信号最大幅值与设定阀值进行大小比较，若信号最大幅值高于阀值，则产生一个窄脉冲触发信号；若信号幅值都低于设定阀值，则不产生窄脉冲触发信号。
本实施例中，预警单元4包括LED灯。LED预警单元4用于提示和直观判断抗扰度试验发生器有无干扰输出的最终结果。若触发电路单元3产生窄脉冲触发信号，则LED预警单元4导通，且LED闪烁发亮一段时间，表示抗扰度试验干扰传输单元的试验发生器存在干扰输出；反之，若触发电路单元3未产生窄脉冲触发信号，则LED预警单元4为断开状态，LED为不亮状态，表示抗扰度试验干扰传输单元的试验发生器无干扰输出，无干扰输出时检查试验发生器状态。
本发明还公开了一种基于如上所述的干扰波形输出状态监测系统的监测方法，包括步骤：
信号耦合单元1将抗扰度试验干扰传输单元中的试验发生器输出的干扰信号，以及被测件(EUT)工作时产生的共模干扰信号全部耦合出来，并发送给高通滤波单元2；
高通滤波单元2滤除被测件正常工作的低频共模信号，保留具有电快速瞬变脉冲群、浪涌和射频场感应的传导骚扰波形中较高频和高频特征的信号成分，并将滤波后的信号送入触发电路单元3；
触发电路单元3将滤波后的信号最大幅值与设定阀值进行大小比较，若信号的最大幅值高于设定阀值，则产生一个触发信号，并发送至预警单元4；
预警单元4在接收到触发信号时进行报警，提示有干扰信号输出。
本实施例中，还包括判断试验发生器有无干扰输出的方法，具体为：
1)试验前，只开启被测件的电源，设置一个较小的阀值，使预警单元4为预警状态；
2)缓慢增大设定阀值，使预警单元4由预警状态切换为非预警状态；
3)开启试验发生器进行试验；若预警单元4由非预警状态切换为预警状态，则表明试验发生器有干扰输出；反之，如预警单元4一直保持非预警状态，则表明试验发生器无干扰输出。
本实施例中，在预警单元4处于预警状态时，相对应的LED灯亮；在预警单元4处于非预警状态时，相对应的LED灯灭。
以射频场感应的传导骚扰抗扰度试验为例，本发明检测试验发生器有无干扰输出的布置如图2所示(其中监测系统连接L和PE)：
为了实现对抗扰度试验发生器干扰输出的检测和判断，需通过调节阀值，以便技术人员准确地判断试验发生器有无干扰输出，判断试验发生器有无干扰输出流程图如图4所示。
下面结合图2和图4对上述方法做进一步说明：
(1)试验前，只开启EUT的电源，设置一个较小的设定阀值，使LED灯为发亮状态；
(2)调节设定阀值大小，缓慢增大设定阀值，使LED灯由发亮状态变为不亮状态；
(3)开启试验发生器进行试验，若LED由不亮状态转变为发亮状态，则表明试验发生器有干扰输出；反之，若LED一直保持不亮状态，则表明试验发生器无干扰输出,此时应检查试验发生器的状态。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种干扰波形输出状态监测系统，其特征在于，包括依次相连的信号耦合单元(1)、高通滤波单元(2)、触发电路单元(3)和预警单元(4)；
所述信号耦合单元(1)用于将抗扰度试验干扰传输单元中的试验发生器输出的干扰信号，以及被测件工作时产生的共模干扰信号耦合出来，并发送给高通滤波单元(2)；
所述高通滤波单元(2)用于滤除被测件正常工作的低频共模信号，保留具有电快速瞬变脉冲群、浪涌和射频场感应的传导骚扰波形中较高频和高频特征的信号成分，并将滤波后的信号送入触发电路单元(3)；
所述触发电路单元(3)用于将滤波后的信号最大幅值与设定阀值进行大小比较，若信号的最大幅值高于设定阀值，则产生一个触发信号，并发送至预警单元(4)；
所述预警单元(4)用于在接收到触发信号时进行报警，提示有干扰信号输出。
2.根据权利要求1所述的干扰波形输出状态监测系统，其特征在于，所述信号耦合单元(1)至少包含一个电压探头或至少一个电流探头，所述电压探头并联在被施加干扰的线缆端与参考地端，使电压探头耦合被施加干扰线缆上对地的所有电信号；所述电流探头卡在被施加干扰的线缆上，使电流探头耦合该线缆上所有共模电流信号。
3.根据权利要求1或2所述的干扰波形输出状态监测系统，其特征在于，所述预警单元(4)包括LED灯。
4.根据权利要求1或2所述的干扰波形输出状态监测系统，其特征在于，所述触发信号为窄脉冲触发信号。
5.一种基于权利要求1～4中任意一项所述的干扰波形输出状态监测系统的监测方法，其特征在于，包括步骤：
所述信号耦合单元(1)将抗扰度试验干扰传输单元中的试验发生器输出的干扰信号，以及被测件工作时产生的共模干扰信号全部耦合出来，并发送给高通滤波单元(2)；
所述高通滤波单元(2)滤除被测件正常工作的低频共模信号，保留具有电快速瞬变脉冲群、浪涌和射频场感应的传导骚扰波形中较高频和高频特征的信号成分，并将滤波后的信号送入触发电路单元(3)；
所述触发电路单元(3)将滤波后的信号最大幅值与设定阀值进行大小比较，若信号的最大幅值高于设定阀值，则产生一个触发信号，并发送至预警单元(4)；
所述预警单元(4)在接收到触发信号时进行报警，提示有干扰信号输出。
6.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于，还包括判断试验发生器有无干扰输出的方法。
7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于，判断试验发生器有无干扰输出的方法的步骤为：
1)试验前，只开启被测件的电源，设置一个较小的阀值，使预警单元(4)为预警状态；
2)缓慢增大设定阀值，使预警单元(4)由预警状态切换为非预警状态；
3)开启试验发生器进行试验；若预警单元(4)由非预警状态切换为预警状态，则表明试验发生器有干扰输出；反之，如预警单元(4)一直保持非预警状态，则表明试验发生器无干扰输出。
8.根据权利要求7所述的监测方法，其特征在于，在预警单元(4)处于预警状态时，相对应的LED灯亮；在预警单元(4)处于非预警状态时，相对应的LED灯灭。
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