DE10315372B4

DE10315372B4 - Method and device for providing a measurement signal and device for detecting an electromagnetic interference

Info

Publication number: DE10315372B4
Application number: DE2003115372
Authority: DE
Inventors: Florian Krug; Peter Russer
Original assignee: Technische Universitaet Muenchen
Current assignee: GAUSS INSTRUMENTS GMBH, 81929 MUENCHEN, DE
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2023-04-04
Also published as: DE10315372A1

Abstract

Verfahren zum Bereitstellen eines Messsignals basierend auf einer Mehrzahl von Pulsen (I₁, I₂, I₃) eines abgetasteten Eingangssignals (104), mit folgenden Schritten:
(a) Bestimmen der zeitlichen Abstände (t₁ – t₃) zwischen den Pulsen (I₁, I₂, I₃) des Eingangssignals (104); und
(b) Zuordnen der Pulse mit gleicher zeitlicher Beabstandung zu entsprechenden Bereichen einer Zeitskala, um das Messsignal zu erzeugen.A method for providing a measurement signal based on a plurality of pulses (I ₁ , I ₂ , I ₃ ) of a sampled input signal (104), comprising the following steps:
(a) determining the time intervals (t ₁ -t ₃ ) between the pulses (I ₁ , I ₂ , I ₃ ) of the input signal (104); and
(b) associating the pulses with equal time spacing to corresponding portions of a time scale to produce the measurement signal.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Messsignals basierend auf einer Mehrzahl von Pulsen eines abgetasteten Eingangssignals, und hier insbesondere auf die Bereitstellung eines Messsignals wie es für die Messtechnik im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit erforderlich ist. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Erfassen einer elektromagnetischen Störung aufgrund eines elektronischen Produkts, insbesondere zur Erfassung und Bestimmung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) des Produkts.The The present invention relates to a method and an apparatus for providing a measurement signal based on a plurality of pulses of a sampled input signal, and here in particular on the provision of a measurement signal as for the metrology in the field of electromagnetic compatibility is required. Furthermore, the present invention relates to a device for detecting an electromagnetic disturbance due to an electronic Products, in particular for the detection and determination of electromagnetic compatibility (EMC) of the product.

Aufgrund der rapiden Entwicklung von neuen elektronischen Produkten und aufgrund des Entstehens neuer Technologien stellt die Fähigkeit, eine elektromagnetische Kompatibilität zu erreichen und zu verbessern, eine Hauptherausforderung bei der Entwicklung elektronischer Produkte dar. Derzeit werden das Rauschen und eine elektromagnetische Interferenz (EMI = Electromagnetic Interference) gemessen und mittels Superheterodyn-Funkempfänger charakterisiert und gemessen. Der Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass diese eine recht lange Messzeit von typischerweise 30 Minuten für ein Frequenzband von 30 MHZ bis 1 GHZ erfordert.by virtue of the rapid development of new electronic products and due the emergence of new technologies represents the ability to create an electromagnetic compatibility To achieve and improve, a major challenge in the development Currently, the noise and a electromagnetic interference (EMI = Electromagnetic Interference) measured and characterized by superheterodyne radio receiver and measured. The disadvantage of this approach is that this one fairly long measuring time of typically 30 minutes for a frequency band from 30 MHz to 1 GHZ.

Zur Untersuchung der elektromagnetischen Verträglichkeit werden derzeit in erster Linie Meßsysteme verwendet, welche die Messdaten im Frequenzbereich erfassen, wie dies beispielsweise von P. Weiß, u.a., "EMVU-Meßtechnik", Vieweg Verlag, ISBN 3-528-03901-9, Seiten 138–141 und 160, 161, 2000 beschrieben wird. Die Emissionsmessungen werden mit Messmitteln gemäß dem CISPR 16-1 (CISPR = Specification for Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus and Methods, Part 1: Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus) und gemäß Meßmethoden nach dem CISPR 16-2 (Specification for Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus and Methods, Part 2: Methods of Measurements of Disturbances and Immunity) im Frequenzbereich durchgeführt. Gemäß einer Voraussetzung sind die Grenzwerte hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit im Bezug auf den Quasi-Spitzenwert anzugeben, welcher mittels eines Quasi-Peak-Detektors bzw. eine Quasi-Spitzenwert-Detektors erfasst wird, der bislang in analoger und digitaler Bauweise zur Bewertung der Störung im Frequenzbereich realisiert wird. Ein Quasi-Peak-Detektor dient zur Erfassung des gewichteten Spitzenwertes der Hüllkurve eines Signals, wobei die Hüllkurve einer elektrischen Störspannung in einen Ausgangssignalpegel transformiert wird, der dem psycho-physikalischen Wahrnehmungsverhalten des menschlichen Ohres bzw. des menschlichen Auges angepasst ist, wie dies in den oben erwähnten CISPR-Standards definiert ist. Das menschliche Ohr bzw. das menschliche Auge nimmt Störimpulse bei gleicher Amplitude um so störender wahr, je höher die Wiederhohlrate der Störimpulse ist. Es ist der Zweck eines Quasi-Peak-Detektors, dieses subjektive Wahrnehmungsverhalten des menschlichen Ohres bzw. menschlichen Auges nachzubilden.to Investigation of electromagnetic compatibility is currently in progress first line measuring systems used, which capture the measurement data in the frequency domain, such as this for example from P. White, et al., "EMVU-Meßtechnik", Vieweg Verlag, ISBN 3-528-03901-9, pages 138-141 and 160, 161, 2000. The emission measurements will be with measuring equipment according to CISPR 16-1 (CISPR = Specification for Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus and Methods, Part 1: Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus) and according to measuring methods according to CISPR 16-2 (Specification for Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus and Methods, Part 2: Methods of Measurements of Disturbances and Immunity) in the frequency domain. According to a requirement are the limits in terms of electromagnetic compatibility in relation to the quasi-peak value, which is determined by means of a Quasi-peak detector or a quasi-peak detector detected which has so far been used in analogue and digital construction for evaluation the disorder realized in the frequency domain. A quasi-peak detector is used for Detecting the weighted peak of the envelope of a signal, the envelope an electrical interference voltage is transformed into an output signal level, the psycho-physical Perceptual behavior of the human ear or the human eye adjusted as defined in the CISPR standards mentioned above. The human Ear or the human eye takes glitches at the same amplitude all the more disturbing true, the higher the Re-rate of the glitches is. It is the purpose of a quasi-peak detector, this subjective one Perceptual behavior of the human ear or human eye replicate.

Die im Stand der Technik verwendeten Messverfahren, die im Frequenzbereich arbeiten, sind, wie oben dargelegt, nicht nur sehr zeitintensiv, teilweise zwei bis vier Stunden lang (Siehe z.B. C. Keller u.a. in "Fast Emission Measurement in Time Domain" EMC Zürich, Paper Number 70,7,2/2001), sie führen auch zusätzlich zu einem Verlust der Phaseninformation, so dass die Rekonstruktion transienter Vorgänge, wie sie beispielsweise bei Schaltvorgängen auftreten, aus den erfassten Messdaten nicht möglich ist. Zusätzlich hat die Auswertung des Quasi-Spitzenwertes im Frequenzbereich den Nachteil, dass der Zeitverlauf der Störung nicht für alle Frequenzen parallel untersucht werden kann.The in the prior art measuring methods used in the frequency domain work, as outlined above, are not only very time consuming, partly for two to four hours (See, e.g., C. Keller et al., in "Fast Emission Measurement in Time Domain "EMC Zurich, Paper Number 70,7,2 / 2001), they guide also in addition to a loss of phase information, so the reconstruction transient processes, as they occur, for example, in switching operations, from the detected Measurement data not possible is. additionally has the evaluation of the quasi-peak value in the frequency domain Disadvantage that the time course of the disturbance is not for all frequencies can be studied in parallel.

Im Stand der Technik sind verschiedene Ansätze bekannt, um diese Problematik zu lösen. So beschreibt beispielsweise die DE 38 17 499 C1 ein Verfahren, bei dem der zu untersuchende Frequenzbereich in Teilbereiche unterteilt wird. Diese Teilbereiche werden dann getrennt mit den standardisierten Bewertungen wie Spitzenwert- (Peak-), Mittelwert-(Avarage-) und Quasi-Peak-Detektion analog ausgewertet. Nachteilig an diesem Ansatz ist, dass der zu untersuchende Frequenzbereich nicht parallel ausgewertet werden kann. Ferner ist eine gleichzeitige Auswertung des Frequenz- und Zeitverhaltens der Störung nicht möglich.In the prior art, various approaches are known to solve this problem. For example, describes the DE 38 17 499 C1 a method in which the frequency range to be examined is subdivided into subareas. These subareas are then evaluated separately with the standardized ratings such as peak (peak), mean (avarage) and quasi-peak detection analog. A disadvantage of this approach is that the frequency range to be examined can not be evaluated in parallel. Furthermore, a simultaneous evaluation of the frequency and time behavior of the disturbance is not possible.

Die DE 101 03 481 A1 beschreibt die digitale Realisierung eines Quasi-Peak-Detektors, was jedoch lediglich eine äquivalente Implementierung des analogen Aufbaus darstellt. Dieser Ansatz weist somit auch die der analogen Implementierung eigenen Nachteile auf, d.h. eine Auswertung des Zeit-Frequenz-Verhaltens ist nicht möglich.The DE 101 03 481 A1 describes the digital realization of a quasi-peak detector, but this is just an equivalent implementation of the analog design. This approach thus also has the disadvantages inherent in the analog implementation, ie an evaluation of the time-frequency behavior is not possible.

Somit ist es erforderlich, nach neuen Lösungen der den herkömmlichen Ansätzen zugeordneten Problemen zu suchen, und hier ist insbesondere die mit herkömmlichen Ansätzen verbundene lange Messzeit ein drängendes Problem. Nachdem eine solche lange Messzeit zu hohen Testkosten führt, ist es wichtig, Möglichkeiten zu suchen, um diese Messzeit ohne den Verlust von Qualität zu reduzieren. Messverfahren für die Erfassung der elektromagnetischen Kompatibilität und der elektromagnetischen Verträglichkeit, welche es ermöglichen, sinnvolle und genau Informationen innerhalb einer kurzen Messzeit zu erzeugen, würden daher eine Reduzierung der Kosten und gleichzeitig eine Verbesserung in der Schaltungs- und System-Entwicklung herbeiführen.Thus, it is necessary to look for new solutions to the problems associated with conventional approaches, and in particular the long measuring time associated with conventional approaches is an urgent problem. After such a long measurement time leads to high test costs, it is important to seek ways to reduce this measurement time without sacrificing quality. Measurement methods for the detection of electromagnetic compatibility and electromagnetic compatibility, which make it possible to generate meaningful and accurate information within a short measuring time, would therefore reduce costs and at the same time improve the performance of the system Bring about circuit and system development.

Die DE 101 36 626 A beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des spektralen Verlaufs von elektromagnetischen Signalen zur EMV-Abstrahlungsmessung, bei dem mittels einer Fast Fourier Transformation die Messzeit reduziert wird.The DE 101 36 626 A describes a method for determining the spectral course of electromagnetic signals for EMC radiation measurement, in which the measurement time is reduced by means of a fast Fourier transformation.

Die US-A-5,119,018 beschreibt einen Spektrumanalysator, bei dem an einen Mischer ein Bandpass und ein Spitzendetektor angeschlossen sind.The US-A-5,119,018 describes a spectrum analyzer in which a Mixer a bandpass and a peak detector are connected.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, dass Emissionsspektrum, unter Berücksichtigung eines standardisierten Quasi-Peak-Detektors, von Testobjek ten jeglicher Art zeiteffizienter und damit wirtschaftli cher zu messen, wobei gleichzeitig nicht nur die Amplitudenverteilung von Störungen ausgewertet werden kann, sondern auch deren Phasenlage und statistische Verteilung in Abhängigkeit von der Zeit, so dass eine Zeit-Frequenz-Analyse von Störungen möglich ist.outgoing from this prior art, the present invention is the Task based, a possibility to create that emission spectrum, taking into account a standardized Quasi-peak detector, more time-efficient from test objects of any kind and thus more economical to measure, but not at the same time only the amplitude distribution of interference can be evaluated, but also their phase position and statistical distribution depending on from time so that a time-frequency analysis of disturbances is possible.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Messsignals gemäß Anspruch 1 oder 9 gelöst.These The object is achieved by a method and a device for providing a measurement signal according to claim 1 or 9 solved.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Messsignals basierend auf einer Mehrzahl von Pulsen eines abgetasteten Eingangssignals, mit folgenden Schritten:

(a) Bestimmen der zeitlichen Abstände zwischen den Pulsen des Eingangssignals; und
(b) Zuordnen der Pulse mit gleicher zeitlicher Beabstandung zu entsprechenden Bereichen einer Zeitskala, um das Messsignal zu erzeugen.

The present invention provides a method for providing a measurement signal based on a plurality of pulses of a sampled input signal, comprising the following steps:

(a) determining the time intervals between the pulses of the input signal; and
(b) associating the pulses with equal time spacing to corresponding portions of a time scale to produce the measurement signal.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Messsignals basierend auf einer Mehrzahl von Pulsen eines abgetasteten Eingangssignals, mit einer Einrichtung zum Bestimmen der zeitlichen Abstände zwischen den Pulsen des Eingangssignals, und einer Einrichtung Zuordnen der Pulse mit gleicher zeitlicher Beabstandung zu entsprechenden Bereichen einer Zeitskala, um das Messsignal zu erzeugen.The The present invention provides an apparatus for providing a measurement signal based on a plurality of pulses of a sampled input signal, with means for determining the time intervals between the pulses of the input signal, and a device the pulses with equal temporal spacing to corresponding Areas of a time scale to generate the measurement signal.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel hat das Eingangssignal eine Mehrzahl von Pulsen mit im wesentlichen gleicher Eigenschaft, erfindungsgemäß bestimmt wird ob ein empfangener Puls in dem Eingangssignal eine im wesentlichen gleiche Ei genschaft wie ein gespeicherter Puls aufweist. Falls dies zutreffend ist, wird der empfangene Puls verworfen und ein dem gespeicherten Puls zugeordneter Zählwert, der die Häufigkeit des Auftretens dieses Pulses in dem Eingangssignal angibt, wird erhöht, wobei die Schritte (b) und (c) basierend auf den gespeicherten Pulsen durchgeführt werden.According to one embodiment the input signal has a plurality of pulses substantially same property, according to the invention is determined whether a received Pulse in the input signal a substantially same egg property as a stored pulse. If applicable, the received pulse is discarded and the stored pulse associated count, the frequency the occurrence of this pulse in the input signal is elevated, wherein steps (b) and (c) are based on the stored pulses carried out become.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Mehrzahl von Pulsen des Eingangssignals bei einer Mehrzahl von Auflösungen bezüglich der Pulsamplitude erfasst, wobei der Schritt (b) bei jeder der Mehrzahl von Auflösungen durchgeführt wird, und wobei der Schritt (c) das Ersetzen von Gruppen in der zeitlichen Anordnung umfasst, wenn eine Gruppe Pulse aufweist, die mit einer niedrigeren Auflösung erfasst wurden, als die Pulse einer anderen Gruppe.According to one preferred embodiment The plurality of pulses of the input signal are at a plurality of resolutions in terms of the pulse amplitude detected, wherein the step (b) at each of the plurality of resolutions is carried out, and wherein step (c) comprises replacing groups in the temporal Arrangement comprises when a group has pulses that with a lower resolution were recorded as the pulses of another group.

Die genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Quasi-Peak-Detektion in einem Messsignal gelöst, wobei das Messsignal gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellt wird und anschließend, vorzugsweise mit einer STFT (Short-Time-Fourier-Transformation = Kurzzeitfouriertransformation), in einen Spektralbereich umgewandelt wird, um basierend auf dem spektralen Messsignal, welches einem digitalen Quasi-Peak-Detektor bereitgestellt wird, für jeden Frequenzpunkt einen Quasi-Peak-Wert zu erhalten. Die STFT umfasst die Festlegung eines Fensters in dem Messsignal, wobei die Fenster entsprechend den Gruppen in dem Messsignal festgelegt werden. In diesem Fall ist der Quasi-Peak-Detektor vorzugsweise so ausgebildet, um eine Mehrzahl von Frequenzpunkten gleichzeitig zu untersuchen, und die erzeugten fouriertransformierten Gruppen werden parallel an eine Mehrzahl von Eingängen des Quasi-Peak-Detektors angelegt. Vorzugsweise ist der Quasi-Peak- Detektor durch eine Mehrzahl von softwareimplementierten digitalen IIR-Filtern realisiert.The This object is also achieved by a method for quasi-peak detection solved in a measuring signal, wherein the measurement signal according to the inventive method is provided and then, preferably with a STFT (Short-Time-Fourier-Transformation), is converted into a spectral range based on the spectral measurement signal, which is a digital quasi-peak detector is provided for every frequency point to get a quasi-peak value. The STFT includes the definition of a window in the measurement signal, wherein the Windows are defined according to the groups in the measurement signal. In this case, the quasi-peak detector is preferably designed to simultaneously examine a plurality of frequency points and the generated Fourier transform groups become parallel a plurality of entrances the quasi-peak detector created. Preferably, the quasi-peak detector is implemented by a plurality of software Realized digital IIR filters.

Die genannte Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zur Erfassung einer elektromagnetischen Störung gelöst, die durch ein elektronisches Produkt hervorgerufen wird, wobei erfindungsgemäß hier zunächst die von dem Produkt abgestrahlte Energie als Eingangssignal empfangen wird, basierend auf dem Eingangssignal gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Messsignal bereitgestellt wird, anschließend eine spektrale Abschätzung des Messsignals und eine Bewertung der elektromagnetischen Störung basierend auf einer Beurteilung des spektralen Messsignals durchgeführt wird.The This task is also called solved by a method for detecting an electromagnetic interference, the is caused by an electronic product, according to the invention here first the received by the product radiated energy as an input signal is based on the input signal according to the inventive method a measurement signal is provided, then a spectral estimate of the Measurement signal and an assessment of electromagnetic interference based is performed on a judgment of the spectral measurement signal.

Die Bewertung der elektrischen Störung erfolgt vorzugsweise basierend auf einer Mittelwerterfassung, einer Spitzenwerterfassung, einer RMS-Erfassung und/oder einer Quasi-Peak-Erfassung.The Evaluation of the electrical fault is preferably based on an averaging, a Peak detection, RMS detection and / or quasi-peak detection.

Gemäß wiederum einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren.In turn In another aspect, the present invention provides a computer program to carry out the inventive method.

Die genannte Aufgabe wird schließlich durch eine Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Störung aufgrund eines elektronischen Produkts, mit einer Erfassungseinrichtung, die eine von dem Produkt ausgehende Störung als Eingangssignal empfängt, einer Abtasteinrichtung, die das Eingangssignal von der Empfangseinrichtung empfängt und abtastet, um eine Mehrzahl von Pulsen zu erzeugen, einer Einrichtung zum Erzeugen eines Messsignals gemäß der vorliegenden Erfindung, einer Einrichtung, die das erzeugte Messsignal spektral abschätzt, und einem Detektor, der basierend auf dem spektral abgeschätzten Messsignal eine elektromagnetische Störung beurteilt, gelöst. The This task finally becomes by an apparatus for detecting an electromagnetic disturbance due to an electronic product, with a detection device, which receives as an input signal a disturbance emanating from the product Scanning device that receives the input signal from the receiving device receives and scans to produce a plurality of pulses, means for generating a measurement signal according to the present invention, a device which spectrally estimates the generated measurement signal, and a detector based on the spectrally estimated measurement signal an electromagnetic interference judged, solved.

Vorzugsweise wird nach dem Umwandeln in den Spektralbereich eine Korrektur des umgewandelten Signals durchgeführt, um die durch die Übertragungseigenschaften des analogen Teils des Meßsystems hervorgerufenen Fehler zu korrigieren.Preferably After the conversion to the spectral range, a correction of the converted signal carried out around by the transmission characteristics of the analog part of the measuring system to correct the error caused.

Zur Erfassung eines Quasi-Peak-Wertes wird ein digitaler Quasi-Peak-Detektor verwendet, welcher ein Signal empfängt, dass durch eine intelligente Aufzeichnung und eine nachfolgende spektrale Abschätzung mittels einer STFT erzeugt wird, wobei hier jeder Frequenzpunkt parallel einer Auswertung zugeführt werden kann. Das intelligente Aufzeichnen des Signals umfasst das Umwandeln des empfangenden Signals im Zeitbereich in ein sogenanntes rekonstruiertes Signal, wobei das Signal im Zeitbereich eine Mehrzahl von Pulsen aufweist. Das empfangende Signal wird derart umgewandelt, dass Pulse mit gleichen Pulsabständen einem festgelegten zeitlichen Abschnitt im dem rekonstruierten Signal zugeordnet sind, so dass in jedem der Mehrzahl von zeitlichen Abschnitten jeweils Pulse mit gleichem Pulsabstand angeordnet sind.to Detecting a quasi-peak value becomes a digital quasi-peak detector used, which receives a signal that by a smart Recording and a subsequent spectral estimation using an STFT, where each frequency point is parallel an evaluation supplied can be. The intelligent recording of the signal includes that Converting the receiving signal in the time domain in a so-called reconstructed signal, wherein the signal in the time domain a plurality of pulses. The receiving signal is converted in such a way that pulses with equal pulse intervals a fixed time interval in the reconstructed signal are assigned, so that in each of the plurality of temporal sections each pulse with the same pulse spacing are arranged.

Um die Quasi-Peak-Detektion eines herkömmlichen Messempfängers nachbilden zu können ist es nötig nicht nur eine schnelle Fouriertransformation (FFT) der zu untersuchenden Störung durchzuführen, sondern es ist das oben beschriebene erweiterte Verfahren der schnellen Fouriertransformation notwendig. Der konventionelle Messempfänger kann als eine Filterbank gesehen werden, die sequentiell durchgeschaltet wird. Dies ist äquivalent zu einer Filterbank, die parallel arbeitet. Bei jeder Frequenz existiert auch ein Bandpassfilter und ein Mischer, der das Signal bewertet und in das Basisband umsetzt. Bei einem Zeitbereichsmeßsystem entspricht dies einer Bewertung, bei der jede einzelne Spektrallinie zeitabhängig ist, und das Spektrum über ein Filter bewertet wird. Dies entspricht der Fensterung mit dem Zwischenfrequenzfilter. Damit das Verfahren richtig arbeitet muss der Abstand der Spektrallinien gleich der des herkömmlichen Messempfängers sein. Da die Spektrallinienbreite al lerdings von der Anzahl der Punkt und der Abtastrate abhängt, können diese Parameter nicht frei gewählt werden. Um einerseits die Bedingung zu erfüllen und andererseits eine Zeitabhängigkeit des Spektrums zu erreichen, wird erfindungsgemäß die Kurzzeit-FFT verwendet, bei der aus einem Zeitsignal ein Fenster herausgeschnitten, mit der Fensterfunktion multipliziert und fouriertransformiert wird. Anschließend wird das zeitabhängige Amplitudenspektrum mittels eines digitalen Quasi-Peak-Detektors ausgewertet.Around emulate the quasi-peak detection of a conventional measurement receiver to be able to it is necessary not just a fast Fourier transform (FFT) of the one to be investigated disorder perform, but it is the advanced method of fast described above Fourier transformation necessary. The conventional measuring receiver can as a filter bank can be seen, which switched through sequentially becomes. This is equivalent to a filter bank that works in parallel. At every frequency exists also a bandpass filter and a mixer that rates the signal and converted into baseband. In a time domain measuring system this corresponds to a rating where each individual spectral line time-dependent is, and the spectrum over a filter is rated. This corresponds to the fenestration with the Intermediate frequency filter. For the process to work properly the distance of the spectral lines equal to that of the conventional measuring receiver be. Since the spectral line width al lerdings on the number of point and the sampling rate depends, can these parameters are not freely selected become. On the one hand to fulfill the condition and on the other hand one time dependency of the spectrum, the short-term FFT is used according to the invention, in which a window is cut out of a time signal, with the window function is multiplied and Fourier transformed. Subsequently becomes the time-dependent amplitude spectrum evaluated by means of a digital quasi-peak detector.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die digitale Quasi-Peak-Detektion, wie sie mittels der Kurzzeit-FFT realisiert wird, die Möglichkeit bietet, ein Störsignal nicht wie herkömmlich nur im Frequenzbereich oder Zeitbereich zu analysieren, sondern gleichzeitig eine Untersuchung des Zeit-Frequenzverhaltens ermöglicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine 90% Reduktion der Messzeit erreicht wird.Of the Advantage of the present invention is that the digital Quasi-peak detection, as realized by means of the short-term FFT will, the possibility offers, a jamming signal not as usual only in the frequency domain or time domain to analyze, but at the same time allows an investigation of the time-frequency behavior. Another advantage is that a 90% reduction in measurement time is reached.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Signal in einen stationären und einen impulsiven Anteil aufgeteilt wird und eine digitale Auswertung der Störungen sowohl global (im gesamten Frequenzbereich) als auch frequenzaufgelöst durchgeführt werden kann.One Another advantage of the present invention is that the signal into a stationary one and an impulsive share is split and a digital evaluation the disturbances Both globally (in the entire frequency range) as well as frequency resolved performed can.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindungen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The preferred embodiment The present invention will be described below with reference to FIG the enclosed drawings closer explained. Show it:

1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung elektromagnetischer Störungen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, 1 a block diagram of the inventive device for detecting electromagnetic interference according to a preferred embodiment,

2 eine Darstellung zur Verdeutlichung eines schnellen Rahmenmodus eines zur Abtastung herangezogenen Oszilloskops, 2 4 is an illustration to illustrate a fast frame mode of an oscilloscope used for sampling;

3 eine Wahrscheinlichkeitsdichteabschätzung für Zeitdauern zwischen Pulsen eines von einer Handbohrmaschine abgegebenen Signals, 3 a probability density estimate for durations between pulses of a signal output by a hand drill,

4 eine aus dem der in 3 gezeigten Wahrscheinlichkeitsdichteabschätzung abgeleiteten Rekonstruktionszeitskala, 4 one from the one in 3 shown probability density estimation derived reconstruction time scale,

5 die Pulsverteilung auf der in 4 gezeigten Rekonstruktionszeitskala, 5 the pulse distribution on the in 4 shown reconstruction time scale,

6A eine Pulsverteilung auf einer Rekonstruktionszeitskala für Pulse, die mit hoher Auflösung erfasst werden, 6A a pulse distribution on a reconstruction time scale for pulses detected at high resolution,

6B eine Pulsverteilung für eine Rekonstruktionszeitskala für Pulse, die mit niedriger Auflösung erfasst werden, 6B a pulse distribution for a reconstruction time scale for low resolution pulses be recorded

6C das aus der Pulsverteilung gemäß 6A und 6B zusammengesetzte rekonstruierte Signal, 6C that from the pulse distribution according to 6A and 6B composite reconstructed signal,

7 ein Beispiel für einen herkömmlichen Quasi-Peak-Detektor, 7 an example of a conventional quasi-peak detector,

8 ein Beispiel für einen Signalfluss in ein IIR1-Filter, dass bei der Realisierung des digitalen Quasi-Peak-Detektors verwendet wird, 8th an example of a signal flow into an IIR1 filter, which is used in the realization of the digital quasi-peak detector,

9A den Vergleich zwischen einer Messung anhand einer Handbohrmaschine mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und mittels einer herkömmlichen, im Stand der Technik bekannten Empfängervorrichtung, und 9A the comparison between a measurement using a hand drill by means of a device according to the invention and by means of a conventional, known in the prior art receiver device, and

9B einen Vergleich zwischen einer Messung anhand eines Laptops mittels einer erfindungsgemäßen Vor richtung und einer herkömmlichen, im Stand der Technik bekannten Empfängervorrichtung. 9B a comparison between a measurement using a laptop by means of a device according to the invention before and a conventional, known in the prior art receiver device.

Die vorliegende Erfindung schafft in ihrem allgemeinsten Aspekt ein verbessertes, sehr schnelles und breitbandiges System zur Messung der elektromagnetischen Interferenz im Zeitbereich. Gemäß einem Beispiel werden Messungen in einem Frequenzbereich von 30 bis 1000 MHZ durchgeführt, und die digitale Nachverarbeitung der EMI-Messwerte ermöglicht die Emulation der verschiedenen Betriebsmoden der herkömmlichen, analogen Messgeräte in Echtzeit, z.B. eines Spitzenwertdetektors, eines Mittelwertdetektors, eines RMS-Detektors und eines Quasi-Peak-Detektors. Mit dem erfindergemäßen Zeitbereichmeßsystem kann die Messzeit um den Faktor 10 reduziert werden, und erfindungsgemäß wird eine neuartige Signalaufzeichnungsroutine für EMI-Messungen im Zeitbereich sowie ein neuartiger Quasi-Peak-Detektor beschrieben. Im Verlauf der nachfolgenden Beschreibung werden Messergebnisse, die aufgrund der Untersuchung einer Bohrmaschine und eines Laptops mittels des erfindungsgemäßen Meßsystems erhalten wurden, auch im Vergleich zu entsprechenden Messungen mit herkömmlichen EMI-Empfängern näher erläutert.The The present invention provides in its most general aspect improved, very fast and broadband measurement system electromagnetic interference in the time domain. According to one Examples are measurements in a frequency range of 30 to 1000 MHZ performed, and The digital postprocessing of the EMI measurements enables the Emulation of the different modes of operation of the conventional, analog measuring devices in real time, e.g. a peak detector, a mean detector, an RMS detector and a quasi-peak detector. With the inventive time domain measuring system the measuring time can be reduced by a factor of 10, and according to the invention a novel signal recording routine for EMI measurements in the time domain and a novel quasi-peak detector described. In the course The following description describes measurement results based on the investigation of a drill and a laptop by means of Measuring system according to the invention were also compared with corresponding measurements with usual EMI receivers explained in more detail.

Anhand der 1 wird nachfolgend ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Störung näher erläutert. Die Schaltung umfasst eine Antenne 100, die von einem zu untersuchenden Gerät 102 (EUT = Equipment Under Test) ein Signal 104 empfängt, und dieses an ein Oszilloskop 106 weitergibt. Alternativ kann das Eingangssignal 104 auch über eine Leitung von dem Gerät 102 im Oszilloskop 106 empfangen werden. Das Oszilloskop 106 tastet das durch die Antenne 100 empfangende Signal 104 ab, und gibt eine Mehrzahl von Pulsen sowie Informationen bezüglich der Abstände der einzelnen Pulse an eine Signalverarbeitungseinrichtung 108 zur intelligenten Aufzeichnung eines Messsignals aus. Am Ausgang der Einrichtung 108 wird das Messsignal in Form von Pulsen bereitge stellt und durch eine STFT 110 abschnittsweise in den Frequenzbereich umgewandelt. Ferner gibt die Einrichtung 108 auf der Leitung 112 Zeitstempelsignale aus, welche gemeinsam mit dem in den Frequenzbereich umgewandelten Signal in die Signalverarbeitungseinrichtung 114 eingegeben wird, in der die Rekonstruktion des zeitlichen Signals bei jedem spektralen Punkt erstellt wird. Dieses Signal wird dann an einen oder mehrere Detektoren 116 ausgegeben, wobei die Detektoren 116 einen Spitzenwertdetektor 116a, einen Quasi-Peak-Detektor 116b, einen Mittelwertdetektor 116c und/oder einen RMS-Detektor 116d umfassen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Realisierung der Blöcke 108 bis 114 sowie die Realisierung der Detektoren 116a bis 116D sowohl hardwaremäßig als auch softwaremäßig erfolgen kann.Based on 1 a first embodiment of the device according to the invention for detecting an electromagnetic interference is explained in more detail below. The circuit includes an antenna 100 that of a device to be examined 102 (EUT = Equipment Under Test) a signal 104 receives, and this to an oscilloscope 106 passes. Alternatively, the input signal 104 also via a line from the device 102 in the oscilloscope 106 be received. The oscilloscope 106 feel it through the antenna 100 receiving signal 104 and outputs a plurality of pulses as well as information regarding the distances of the individual pulses to a signal processing device 108 for the intelligent recording of a measuring signal. At the exit of the institution 108 the measurement signal is provided in the form of pulses and by an STFT 110 partially converted into the frequency domain. Further, the facility gives 108 on the line 112 Timestamp signals, which together with the signal converted in the frequency domain in the signal processing means 114 is entered, in which the reconstruction of the temporal signal at each spectral point is created. This signal is then sent to one or more detectors 116 issued, the detectors 116 a peak detector 116a , a quasi-peak detector 116b , an average detector 116c and / or an RMS detector 116d include. It should be noted that the realization of the blocks 108 to 114 as well as the realization of the detectors 116a to 116D Both hardware and software can be done.

Die Datenerfassung gemäß der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Zeitbereichsmessung beginnt mit dem Abtastprozess des Oszilloskops 106. Dann werden verschiedene Spektren über die STFT digital berechnet, wobei im Block 114 nach der STFT Fehler aufgrund der Frequenzcharakteristika der Antenne 100 bzw. einer Übertragungsleitung, eines möglicherweise vorgeschalteten Verstärkers und Anti-Aliasing-Filters mittels geeigneter Signalverarbeitung korrigiert werden.The data acquisition according to the present invention in connection with the time domain measurement starts with the sampling process of the oscilloscope 106 , Then different spectra are calculated digitally via the STFT, whereby in the block 114 after the STFT errors due to the frequency characteristics of the antenna 100 or a transmission line, a possibly upstream amplifier and anti-aliasing filter are corrected by means of suitable signal processing.

Anschließend erfolgt die Analyse des empfangenen Signals basierend auf Spitzen-, RMS-, Mittelwert- und/oder Quasi-Peak-Werten, um die elektromagnetische Verträglichkeit des Geräts 102 zu bestimmen.Subsequently, the received signal is analyzed based on peak, RMS, average, and / or quasi-peak values for the device's electromagnetic compatibility 102 to determine.

Nachfolgend wird anhand der 2 bis 6 der neue und erfindungsgemäße Ansatz zur Signalaufzeichnung für die Zeitbereichsmessung im Zusammenhang mit der elektromagnetischen Verträglichkeit näher erläutert, der in 1 in Block 108 durchgeführt wird. Die Messroutine umfasst eine intelligente Auslösung (Triggern) der Erfassung zum Aufzeichnen der EMI-Signale, wodurch eine erhebliche Datenreduzierung ermöglicht wird. Ferner wird ein Verfahren zur Rekonstruktion eines Signals beschrieben, welches äquivalent zum ursprünglichen Signal ist.The following is based on the 2 to 6 the new and inventive approach to signal recording for the time domain measurement in connection with the electromagnetic compatibility explained in detail 1 in block 108 is carried out. The metering routine includes intelligently triggering the acquisition to record the EMI signals, thereby enabling significant data reduction. Furthermore, a method for reconstructing a signal equivalent to the original signal will be described.

Beim Messen eines Signals mit einer transienten Hülle können die einzelnen Pulse separat aufgezeichnet werden, was es ermöglicht, Pulse mit unterschiedlichen Amplituden mit einer optimalen vertikalen Auflösung des Analog/Digital-Wandlers, wie er sich beispielsweise in dem Oszilloskop 106 befindet, ermöglicht. Zunächst sei eine Messroutine mit einer vertikalen Auflösung näher erläutert. Das verwendete Oszilloskop 106 bietet einen sogenannten "Fast Frame Mode", in dem aufeinanderfolgende Rahmen zusammengefasst werden. In diesem Modus erfasst das Oszilloskop 106 (siehe 1) die absoluten Zeiten der Trigger-Ereignisse, die aufeinanderfolgend auftreten. Falls das Oszilloskop basierend auf empfangenen Pulsen ausgelöst wird, werden die Zeiten zwischen diesen Pulsen berechnet. Das Prinzip des schnellen Rahmenmoduls ist in 2 gezeigt. Im oberen Abschnitt sind drei aufeinanderfolgende Impulse I₁, I₂ und I₃ gezeigt, die zeitlich voneinander getrennt und aufeinanderfolgend sind. Entsprechend dem schnellen Rahmenmodus werden diese drei Impulse I₁, I₂ und I₃ durch das Oszilloskop zusammengeschoben, und die zwischen den Pulsen gemessenen Zeiten werden ebenfalls bereitgestellt. Nachdem eine bestimmte Anzahl von Trigger-Zeiten gemessen wurde, kann eine Berechnung hinsichtlich zuverlässiger statistischer Werte durchgeführt werden, die anzeigen, welche Zeiten zwischen den einzelnen Pulsen am häufigsten auftreten. 3 zeigt ein Beispiel für eine sich ergebende Wahrscheinlichkeitsdichteabschätzung, die über die Zeiten zwischen aufeinanderfolgenden Pulsen, die durch eine Handbohrmaschine abgegeben wurden, berechnet wurden. Wie der 3 zu entnehmen ist, treten am häufigsten Zeiten von 0,5 Sekunden zwischen zwei Pulsen auf, alle anderen Zeiten treten verglichen mit den 0,5 Sekunden selten auf. Die wenigen Zeitangaben in 3, die mit den angezeigten lokalen Maxima des Graphen korreliert sind, werden für die nachfolgende Signalrekonstruktion herangezogen. Diese Zeiten sind entsprechend ihrer relativen Auftrittshäufigkeit entlang einer Zeitskala in beliebiger Reihenfolge angeordnet, wobei 4 ein Beispiel für eine, verglichen mit dem ursprünglichen Eingangssignal rekonstruierte Zeitskala darstellt. Bei dem in 3 und 4 beschriebenen Beispiel sei angenommen, dass die Zeit t₁ den in 3 gezeigten 0,5 Sekunden entspricht, das die Zeit t₂ der in 3 gezeigten einen Sekunde entspricht und die Zeit t₃ der in 3 gezeigten Zeit von etwa 0,9 Sekunden entspricht, wie dies zur Verdeutlichung in 3 durch die Anzeige der entsprechenden Zeiten t₁ bis t₃ an den entsprechenden Zeiten angegebenen ist.When measuring a signal with a transient envelope, the individual pulses can be recorded separately, which allows for pulses of different amplitudes with an optimum vertical resolution of the analog-to-digital converter, as found, for example, in the oscilloscope 106 is possible. First, a measuring routine with a vertical resolution is explained in more detail. The used oscilloscope 106 offers a so-called "fast frame mode" in which successive frames are summarized. In this mode, the oscilloscope captures 106 (please refer 1 ) the absolute times of the trigger events that occur sequentially. If the oscilloscope is triggered based on received pulses, the times between these pulses are calculated. The principle of the fast frame module is in 2 shown. In the upper section three successive pulses I ₁ , I ₂ and I _{3 are} shown, which are temporally separated and consecutive. In accordance with the fast frame mode, these three pulses I ₁ , I ₂ and I ₃ are collapsed by the oscilloscope and the times measured between pulses are also provided. After a certain number of trigger times have been measured, a calculation can be made of reliable statistical values indicating which times occur most frequently between each pulse. 3 Figure 14 shows an example of a resulting probability density estimate calculated over the times between successive pulses delivered by a hand drill. Again 3 0.5 seconds between two pulses are most common, all other times are rare compared to 0.5 seconds. The few times in 3 , which are correlated with the displayed local maxima of the graph, are used for the subsequent signal reconstruction. These times are arranged according to their relative frequency of occurrence along a time scale in any order, wherein 4 an example of a time scale reconstructed compared to the original input signal. At the in 3 and 4 example, it is assumed that the time t ₁ in 3 0.5 seconds, which corresponds to the time t ₂ of in 3 shown corresponds to one second and the time t ₃ of in 3 corresponds to about 0.9 seconds, as shown in FIG 3 indicated by the display of the corresponding times t ₁ to t ₃ at the appropriate times.

Nachdem so die rekonstruierte Zeitskala zur Erzeugung des rekonstruierten Signals festgelegt ist, kann nun die Signalmessung durchgeführt werden. Die Abtastrate F_S muss. hierbei dem bekannten Nyquist-Kriterium genügen. Die Aufzeichnung erfolgt durch eine Vielzahl einzelner Messungen. Die Zeiteinstellung des Oszilloskops muss hierbei so gewählt sein, dass einzelne Pulse in einzelne Aufzeichnungsabschnitte passen. Der aufgezeichnete Puls wird nur dann für die Signalrekonstruktion verwendet, wenn dieser die folgenden Anforderungen erfüllt:

– der Puls darf nicht abgeschnitten sein, und
– der Puls ist einzigartig, d.h., dass der Puls im spektralen Vergleich zu bereits gespeicherten Pulsen diesen weder ähnlich noch mit diesen korreliert ist.

After the reconstructed time scale has been determined to produce the reconstructed signal, the signal measurement can now be carried out. The sampling rate F _S must. satisfy the well-known Nyquist criterion. The recording is made by a large number of individual measurements. The time setting of the oscilloscope must be selected so that individual pulses fit into individual recording sections. The recorded pulse is used for signal reconstruction only if it meets the following requirements:

- the pulse must not be cut off, and
- The pulse is unique, ie that the pulse in the spectral comparison to already stored pulses this neither similar nor correlated with these.

Um abgeschnittene Pulse zu vermeiden, muss die Abtastung mit ausreichender Auflösung bzgl. der Pulsamplitude durch geführt werden, oder es sind mehrere Abastungen bei unterschiedlicher Auflösung durchzuführen, die dann. zu überlagern sind. Pulse im Signal, die im wesentlichern gleich sind, z.B. in einem gemeinsamen Energiebereich liegen, werden nur einmal gespeichert, zusammen mit einem Wert, der die Häufigkeit ihres Auftretens angibt. Dies führt zu einer erheblichen Datenreduktion. Aus der Aufzeichnung einer ho hen Anzahl von Pulsen kann nun eine zuverlässige Abschätzung berechnet werden, welche Informationen darüber bereitstellt, in welcher Relation die Auftretungshäufigkeit der Pulse zueinander ist. Mit anderen Worten wird nun für jeden festgestellten zeitlichen Abstand der Pulse festgestellt, wie die Pulse, die diesen Abstand haben, amplitudenmäßig vertreten sind, und die mit der Abschätzung gewichteten Pulse werden dann an die entsprechenden Markierungen der in 4 gezeigten Zeitskala. zugeordnet, d.h., die entsprechenden Pulse mit gleicher zeitlicher Beabstandung werden einem Bereich der in 4 gezeigten Zeitskala zugeordnet, der diesem zeitlichen Abstand entspricht. Das Ergebnis dieser Pulsverteilung auf die rekonstruierte Zeitskala ist in 5 gezeigt, wobei beispielhaft bei den Zeiten t₁ bis t₃ jeweils die gewichtete Verteilung der Pulse mit gleichem Abstand dargestellt ist.To avoid truncated pulses, the scan must be carried out with sufficient resolution with respect to the pulse amplitude, or it must be carried out several scans at different resolution, which then. to be superimposed. Pulses in the signal that are essentially the same, eg in a common energy range, are stored only once, together with a value indicating the frequency of their occurrence. This leads to a considerable data reduction. From the recording of a high number of pulses, a reliable estimate can now be calculated, which provides information about the relation between the frequency of occurrence of the pulses relative to each other. In other words, for each detected time interval of the pulses, it is then determined how the pulses having this distance are represented in amplitude, and the weighted pulses are then applied to the corresponding markers of the 4 shown time scale. assigned, ie, the corresponding pulses with the same temporal spacing are a range of in 4 associated time scale corresponding to this time interval. The result of this pulse distribution on the reconstructed time scale is in 5 in each case, the weighted distribution of the pulses is shown at the same distance at times t ₁ to t ₃ .

Nachdem das zu untersuchende Signal Pulse mit verschiedenen Amplituden enthält, muss die oben beschriebene Vorgehensweise für unterschiedliche vertikale Auflösungen, also Auflösungen bezüglich der Pulsamplitude, des Oszilloskops durchgeführt werden, um Informationsverluste aufgrund des Clippings zu vermeiden. Der Trigger-Pegel des Oszilloskops muss an jede vertikale Oszilloskopeinstellung angepasst werden. Dies stellt eine Verbesserung des dynamischen Bereichs der Messung sicher. Aus den Ergebnissen ergeben sich so viele Zeitskalen wie vertikale Skalen gemessen wurden. Der letzte Schritt besteht nun darin, diese Zeitskalen in eine gemeinsame Signaldarstellung überzuführen.After this the signal to be examined contains pulses with different amplitudes must the procedure described above for different vertical resolutions, So resolutions in terms of the pulse amplitude, the oscilloscope be performed to information loss due to clipping. The trigger level of the oscilloscope must be adapted to any vertical oscilloscope setting. This provides an improvement in the dynamic range of the measurement for sure. The results yield as many time scales as vertical scales were measured. The last step is now in translating these timescales into a common signal representation.

Die Vorgehensweise zur Zusammenführung mehrerer Zeitskalen in eine einzelne Signaldarstellung wird nachfolgend anhand der in 6A, 6B gezeigten zwei Zeitskalen näher erläutert. Im schnellen Rahmenmodus des Oszilloskops triggert dieses auch Pulse, die abgeschnitten werden (Clipping). Dies bedeutet, dass die Zeiten zwischen den Trigger-Ereignissen, die gemessen wurden, auch abgeschnittene Pulse berücksichtigen. Daher werden zuverlässig verteilte Pulse auf der Zeitskala für die Messung mit einer hohen Auflösung durch zuverlässig verteilte Pulse der Messung bei einer niedrigeren Oszilloskopauflösung ersetzt. Dies wird an Stellen durchgeführt, an denen eine Überlappung stattfindet. Für den Fall, dass weitere Messungen für weitere Oszilloskopvertikaleinstellungen existieren, wird die oben beschriebene Vorgehensweise iterativ wiederholt. 6A zeigt die Zeitskala mit entsprechenden Pulsen, die durch eine erste, höhere Auflösung erhalten wurden. 6B zeigt die Zeitskala und die zugeordneten Pulse, die bei einer niedrigeren Auflösung erhalten wurden, und wie zu erkennen ist, werden bei der niedrigeren Auflösung nicht mehr an allen Abschnitten der Zeitskala Pulse erzeugt. Wie beschrieben, werden die in der höheren Auflösung gezeigten Pulse, die mit Pulsen in der niedrigeren Auflösung überlappen, ersetzt, so dass sie das in 6C dargestellte rekonstruierte Signal ergibt.The procedure for merging multiple timescales into a single signal representation will be described below with reference to FIG 6A . 6B explained two time scales explained in more detail. In the fast frame mode of the oscilloscope, this also triggers pulses that are clipped. This means that the times between the trigger events that were measured also take into account truncated pulses. Therefore, reliably distributed pulses on the timescale are replaced for high resolution measurement by reliably distributed pulses of the measurement at a lower scope resolution. This is done in places leads where there is an overlap. In the event that further measurements exist for further oscilloscope vertical adjustments, the procedure described above is repeated iteratively. 6A shows the time scale with corresponding pulses, which were obtained by a first, higher resolution. 6B Figure 12 shows the time scale and associated pulses obtained at a lower resolution, and as can be seen, pulses are no longer generated at all portions of the time scale at the lower resolution. As described, the pulses shown in the higher resolution, which overlap pulses in the lower resolution, are replaced so that they correspond to those shown in FIG 6C shown reconstructed signal results.

Nachfolgend wird zunächst anhand der 7 die Schaltung eines herkömmlichen, analogen Quasi-Peak-Detektors erläutert. Der Peak-Detektor umfasst einen Eingang 120, und einen Ausgang 122. Zwischen dem Eingang und dem Ausgang ist eine Serienschaltung bestehend aus einer Diode D, einem Widerstand R₁ und einem Puffer B geschaltet. Zwischen dem Widerstand R₁ und dem Puffer B ist ein Kondensator C sowie ein weiterer Widerstand R₂ parallel gegen Masse verschaltet. Am Eingang 120 empfängt der analoge Quasi-Peak-Detektor gemäß 7 das demodulierte Signal u(t) eines herkömmlichen EMI-Empfängers. Der Kondensator C wird über den Widerstand R so lange geladen, so lange u(t) größer ist als u2(t), der am Ausgang des Widerstands R₁ anliegenden Spannung. Dies stellt eine typische RC-Ladung mit einer Zeitkonstante τ_c. Wenn das Eingangssignal u(t) kleiner als u2(t) ist, wird die Ladung u2(t) durch den Widerstand R₂ entladen. Ein kritisch gedämpftes Messgerät 124 ist mit dem Ausgang 122 verbunden und weist eine Zeitkonstante τ_m auf und wird verwendet, um die Amplitude anzuzeigen. Der Puffer V ist erforderlich, um Rückwirkungen zu vermeiden. Das Maximum des im Messgerät 124 angezeigten Wertes wird als Quasi-Peak-Wert herangezogen. Für eine ordnungsgemäße Quasi-Peak-Detektion muss das Eingangssignal für eine Zeitdauer von bis zu zwei Sekunden angelegt werden, bis es einen stetigen Zustand erreicht hat. Das Problem der heutigen Quasi-Peak-Detektoren besteht darin, dass diese den Quasi-Peak-Wert für einen einzelnen Frequenzwert innerhalb von zwei Sekunden bereitstellen. Bei Messungen von etwa 15.000 Frequenzpunkten, wie sie bei herkömmlichen CISPR C,D Messungen ohne weiteres auftreten können, wären daher etwa 9 Stunden Messzeit nötig.The following is the basis of the 7 the circuit of a conventional, analog quasi-peak detector explained. The peak detector comprises an input 120 , and an exit 122 , Between the input and the output, a series circuit consisting of a diode D, a resistor R ₁ and a buffer B is connected. Between the resistor R ₁ and the buffer B, a capacitor C and another resistor R _{2 is connected in} parallel to ground. At the entrance 120 receives the analog quasi-peak detector according to 7 the demodulated signal u (t) of a conventional EMI receiver. The capacitor C is charged via the resistor R as long as u (t) is greater than u2 (t), the voltage applied to the output of the resistor R ₁ voltage. This represents a typical RC charge with a time constant τ _c . When the input signal u (t) is smaller than u2 (t), the charge u2 (t) is discharged through the resistor R. ₂ A critically damped meter 124 is with the exit 122 and has a time constant τ _m and is used to indicate the amplitude. The buffer V is required to avoid repercussions. The maximum of the meter 124 displayed value is used as a quasi-peak value. For proper quasi-peak detection, the input signal must be applied for a period of time of up to two seconds until it reaches a steady state. The problem with today's quasi-peak detectors is that they provide the quasi-peak value for a single frequency value within two seconds. Measurements of about 15,000 frequency points, which can easily occur with conventional CISPR C, D measurements, would therefore take about 9 hours to measure.

Dieser Nachteil wird durch den erfindungsgemäßen Ansatz in Verbindung mit einem digitalen Quasi-Peak-Detektormodel vermieden. Für die Integration eines Quasi-Peak-Detektors in ein System zur Erfassung der EMI im Zeitbereich ist es erforderlich, eine digitaläquivalente Realisierung des analogen Quasi-Peak-Detektors vorzusehen, die zehnmal schneller als das analoge Äquivalent läuft. In diesem Fall wird dem digitalen Quasi-Peak-Detektor das Signal u(t) mittels der erfindungsgemäßen intelligenten Aufzeichnungstechnik, die oben beschrieben wurde, bereitgestellt, und ferner wird dies Signal vorab einer spektralen Abschätzung mittels einer STFT unterzogen.This Disadvantage is achieved by the inventive approach in conjunction with avoided a digital quasi-peak detector model. For the integration of a quasi-peak detector into a system for detecting EMI in the Time domain, it is necessary to have a digital equivalent realization of provide analog quasi-peak detector, the ten times faster as the analogue equivalent running. In this case, the digital quasi-peak detector becomes the signal u (t) by means of the intelligent recording technology according to the invention, which has been described above, and further becomes Preliminary signal subjected to a spectral estimation by means of an STFT.

Zur Modellierung des Ladungs- und Entladungsprozesses werden herkömmliche digitale IIR1-Filter verwendet, wobei 8 den Signalfluss eines IIR1-Filters darstellt. Zur Modellierung des kritisch gedämpften Messgeräts wurde, zur Erreichung einer besseren numerischen Genauigkeit, keine normale Topologie eines IIR2-Systems herangezogen, sondern eine kaskadische Anordnung von zwei identischen IIR1-Filtern. Das Maximum des Ausgangssignals wird als Quasi-Peak-Wert herangezogen. Das Laden und des Entladen wird mittels eines Komparators entschieden, wobei während des Entladungsmodus der Koeffizient B₀ (siehe 8) auf Null gesetzt ist. Dieses Modell für einen digitalen Quasi-Peak-Detektor wurde für einen herkömmlichen Intel Pentium III 1 GHz Prozessor beschrieben, wobei die Berechnungszeit für einen einzelnen Quasi-Peak-Werts bei etwa 0.04 Sekunden liegt, also deutlich kürzer ist als bei den herkömmlichen Ansätzen, welche analoge Quasi-Peak-Detektoren verwenden. Ein weiterer Vorteil des Quasi-Peak-Detektors besteht darin, dass dieser für eine Mehrzahl oder alle zu untersuchenden Frequenzpunkte modelliert werden kann.To model the charge and discharge process, conventional IIR1 digital filters are used, where 8th represents the signal flow of an IIR1 filter. To model the critically attenuated gauge, a normal topology of an IIR2 system was not used, but a cascading of two identical IIR1 filters to achieve better numerical accuracy. The maximum of the output signal is used as a quasi-peak value. The charging and discharging is decided by means of a comparator, wherein during the discharge mode the coefficient B ₀ (see 8th ) is set to zero. This model for a digital quasi-peak detector was described for a conventional Intel Pentium III 1 GHz processor, where the calculation time for a single quasi-peak value is about 0.04 seconds, which is significantly shorter than in the conventional approaches, which use analog quasi-peak detectors. Another advantage of the quasi-peak detector is that it can be modeled for a majority or all of the frequency points to be examined.

Nachfolgend werden die mittels den erfindungsgemäßen Ansätzen erreichbaren Messergebnisse im Vergleich zu herkömmlichen Meßsystemen erläutert. 9A zeigt das Ergebnis einer Messung mit dem erfindungsgemäßen System bezüglich einer Handbohrmaschine in dem Band C, D für eine Quasi-Peak-Detektion. Ferner sind die Ergebnisse der Messung mittels eines herkömmlichen EMI-Empfängers dargestellt. Die mittlere Abweichung über dem gesamten Frequenzbereich von Ergebnissen, wie sie durch den herkömmlichen Empfänger erhalten werden, liegen unterhalb von 3dB. Die Bohrmaschine gibt Pulse mit ungleichmäßigen Wiederholfrequenzen aus, und die Pulse können daher extrem hinsichtlich Amplitude und Spektrum unterschiedlich sein. Das erfindungsgemäße Meßsystem für Klasse C Signale wurde verwendet.The measurement results achievable by means of the approaches according to the invention are explained below in comparison to conventional measuring systems. 9A shows the result of a measurement with the inventive system with respect to a hand drill in the band C, D for a quasi-peak detection. Furthermore, the results of the measurement by means of a conventional EMI receiver are shown. The mean deviation over the entire frequency range of results obtained by the conventional receiver is below 3dB. The drill outputs pulses with non-uniform repetition rates, and the pulses can therefore be extremely different in amplitude and spectrum. The measuring system according to the invention for class C signals was used.

9B zeigt die Ergebnisse einer ähnlichen Messung, wobei hier als zu messendes System ein Laptop mit einem Pentium 200 MHz im Band C, D gemessen wurde. Wie sich aus 9B ergibt, wird auch hier die mittlere Abweichung über den gesamten Frequenzbereich unterhalb von 3b, und hinsichtlich eines Laptop ist festzuhalten, dass dieser Pulse mit hoher, nicht gleichmäßiger Wiederholfrequenz ausgibt. 9B shows the results of a similar measurement, where as a system to be measured a laptop with a Pentium 200 MHz in band C, D was measured. As it turned out 9B Here too, the average deviation over the entire frequency range is below 3b, and with respect to a laptop, it should be noted that this outputs pulses with a high, non-uniform repetition frequency.

Die erfindungsgemäß geschaffene Messung im Zeitbereich ermöglicht somit die Simulation der verschiedenen Modi von herkömmlichen Modi in Echtzeit. Erfindungsgemäß kann die Messzeit um den Faktor 10 reduziert werden, indem der neuartiger Signalaufzeichnungsansatz für Zeitbereichsmessungen von elektromagnetischen Störsignalen und eine Quasi-Peak-Detektion verwendet wird.The created according to the invention Measurement in the time domain allows thus simulating the different modes of conventional Modes in real time. According to the invention, the Measurement time can be reduced by a factor of 10 by the novel signal recording approach for time domain measurements of electromagnetic interference signals and a quasi-peak detection is used.

Claims

Method for providing a measurement signal based on a plurality of pulses (I ₁ , I ₂ , I ₃ ) of a sampled input signal ( 104 ), comprising the following steps: (a) determining the time intervals (t ₁ -t ₃ ) between the pulses (I ₁ , I ₂ , I ₃ ) of the input signal ( 104 ); and (b) assigning the pulses with equal time spacing to corresponding portions of a time scale to produce the measurement signal.

The method of claim 1, wherein the input signal a plurality of pulses having substantially the same property , the method further comprising the following step: Determine, whether a received pulse in the input signal is substantially equal has the same property as a stored pulse, if this is true, discarding the received pulse and increasing one the count associated with the stored pulse, which is the frequency the occurrence of this pulse in the input signal indicates in which the step (b) is performed based on the stored pulses.

Method according to Claim 1 or 2, with the following steps: before step (a): acquiring the input signal with an oscilloscope ( 106 ); Outputting the detected pulses and the time between the pulses from the oscilloscope ( 106 ).

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the plurality of pulses of the input signal ( 104 ) are detected at a plurality of resolutions with respect to the pulse amplitude, wherein the step (b) is performed for each of the plurality of resolutions, and wherein the step (b) comprises replacing groups in the temporal arrangement when one group at a first Has a resolution of pulses that overlaps pulses of a corresponding group at the second resolution, the first resolution being lower than the second resolution.

Method for quasi-peak detection in a measuring signal, with the following steps: Providing the measurement signal according to the method according to one of the claims 1 to 4; Spectral estimation the provided measurement signal; and Applying the spectral estimated Measuring signal to a digital quasi-peak detector, for each frequency point in the spectrally estimated Measurement signal to obtain a quasi-peak value.

The method of claim 5, wherein the spectral estimate the measurement signal applying a short-time Fourier transform to the measurement signal wherein the short-term Fourier transform is a fix a window in the measurement signal and the Fourier transform of the measurement signal.

A method of detecting an electromagnetic interference caused by an electronic product, comprising the steps of: receiving one of the product ( 102 ) output signal as input signal ( 104 ); Providing a measurement signal based on the input signal ( 104 ) according to the method of any one of claims 1 to 4; Spectral separation of the measurement signal; and evaluating the electromagnetic interference based on an assessment of the spectrally estimated measurement signal.

The method of claim 9, wherein the rating of the electromagnetic interference the performing averaging, peak detection, RMS detection and / or quasi-peak detection.

Device for providing a measurement signal based on a plurality of pulses (I ₁ , I ₂ , I ₃ ) of a sampled input signal ( 104 ), comprising: a device ( 106 ) for determining the time intervals (t ₁ -t ₃ ) between the pulses (I ₁ , I ₂ , I ₃ ) of the input signal ( 104 ); and a facility ( 108 ) for assigning the pulses with equal temporal spacing to corresponding portions of a time scale to produce the measurement signal.

Apparatus according to claim 9, wherein the input signal comprises a plurality of pulses having substantially the same characteristics, the device ( 108 ) is further adapted to determine whether a received pulse in the input signal has a substantially same characteristic as a stored pulse and, if appropriate, to discard the received pulse, a count associated with the stored pulse representing the Frequency of occurrence of this pulse in the input signal indicating to increase.

Apparatus according to claim 9 or 10, with an oscilloscope ( 106 ) for detecting the input signal and for outputting the detected pulses and the time between pulses.

Device for detecting an electromagnetic interference due to an electronic product ( 102 ), with a receiving device ( 100 ), which is an input from the product disturbance as input signal ( 104 ), a scanner ( 106 ), which receives and samples the input signal from the receiving device to generate a plurality of pulses, means ( 108 ) for generating a measurement signal according to one of claims 9 to 11, a device ( 110 ) which spectrally estimates the generated measurement signal and a detector ( 116 ) which judges an electromagnetic disturbance based on the spectrally-estimated measurement signal.

Device according to Claim 12, in which the device ( 110 ) is adapted for spectral estimation of the measurement signal in order to apply a short-time Fourier transformation to the measurement signal, wherein the short-time Fourier transformation comprises a definition of a window in the measurement signal and the Fourier transformation of the measurement signal.