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随着电气与电子技术不断发展,设备的传导性电磁干扰问题的日益严重,针对现有传导电磁干扰噪声诊断与抑制方法建模研究中存在的相位缺失、精度不高且需要辅助器件等不足,本文提出了基于散射参数(S参数)的传导电磁干扰建模方法。主要内容包括散射参数在噪声分离网络特性建模、EMI滤波器特性建模和噪声源内阻抗建模方面的研究,此外,本文通过应用实例,对基于散射参数的传导电磁干扰噪声的诊断和抑制方法进行了进一步研究。
文章首先提出了基于S参数的噪声分离网络特性建模方法,并将该方法与现有的频谱仪法进行了理论和实验对比,结果表明,两种方法的幅值特性测量结果相近,验证了s参数法的正确性,同时,S参数法只需使用矢量网络分析仪,从而避免使用其他辅助器件,且其结果同时包括幅值和相位,完善了分离网络特性的描述。其次,研究了基于S参数的EMI滤波器特性建模方法,建立了EMI滤波器的电路模型和模态模型。EMI滤波器特性实验结果表明,本文方法能够有效地提取EMI滤波器模态特性信息,为滤波器设计提供依据。第三,文章针对EMI滤波器设计过程中的阻抗匹配问题,将S参数应用于噪声源内阻抗建模,分别讨论了噪声源共模阻抗和差模阻抗的测试方法,实验通过对已知电阻、电容和电感的测量验证了本方法的正确性,并对商用开关电源的共模、差模内阻抗进行了提取,为EMI滤波器设计提供依据。在基于S参数的传导电磁干扰噪声诊断与抑制的应用研究方面,本文对如何利用传导电磁干扰噪声诊断与抑制理论解决实际问题进行了研究。应用实例一对单片机电子系统的传导噪声问题进行了描述和分析,通过诊断发现,单片机电子系统的传导干扰噪声以共模噪声为主导,通过设计共模EMI滤波器,单片机电子系统噪声得到了有效的抑制,符合GB9254标准要求。应用实例二设计了一种传导电磁噪声诊断与抑制综合装置,该装置具有噪声的诊断、分析和EMI滤波器设计功能,并能为被测噪声设备提供经济而快速的传导电磁干扰噪声解决方案。