辐射抗干扰度测试平台的软件开发和应用

论文摘要

随着现代科学技术的快速发展，电子、电气设备及系统获得了越来越广泛的应用。然而运行中的电子、电气设备大多伴随着电磁能量的转换，对通信系统、控制系统和计算机系统为主干的电子系统（尤其在集成电路方面）产生了巨大的负面影响。因此对电子系统的电磁兼容测试显得尤为重要。当今许多国家已将产品的电磁兼容性要求纳入了国家强制性产品认证范围，未经认证不得出厂、进口和销售。为了测量系统的电磁兼容性，各种电磁骚扰和抗扰度的测量方法被开发出来以适应各种需求。由于电磁波传播的复杂性，在电磁兼容测试平台中电磁场强分布的计算是一个瓶颈。而且一直以来，电磁测试设备繁多，测试项目又是繁多，所以在传统的测量中常常要花大量的时间和人力放在仪器操作、数据搬运、数据处理上，大大的降低了工作效率并增加了失误的可能性。随着计算机计算的发展，借助于例如HFSS（高频结构模拟器High Frequency Structure Simulator）和CTS MS（微波工作室Computer Simulation Technology Microwave Studio）一类的三维结构电磁场仿真软件，我们能够对电磁场进行精确分析。并且由于分布式控制和虚拟仪器的发展，使得各种仪器设备能和计算机连接起来组成一个由计算机控制的智能系统，有效的解决了传统测量上的一些缺点。本文主要利用仿真软件和虚拟仪器技术对辐射抗干扰测试平台进行了深入分析和研究，并开发了相应的测试平台应用软件。通过分析TEM（Transverse Electro-Magnetic）小室和近场测试几种辐射抗干扰度测试平台的原理，结合HFSS的仿真结果，验证了仿真合测量的一致性，详细地介绍了测试平台的工作原理、硬件参数以及软件设计，并应用测试平台对反相器芯片进行了测试，得出了实验结果。实验表明，TEM（Transverse Electro-Magnetic）小室能够提供被测芯片辐射抗干扰度的全局信息，而近场测量则提供了测芯片辐射抗干扰度的局部信息。这两种辐射抗干扰测试平台在芯片的测试中有着较好的互补性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 课题研究的现状和存在的问题
• 1.3 课题研究的内容
• 第2章 测试平台的原理
• 2.1 电磁兼容的介绍
• 2.1.1 电磁兼容的组成
• 2.1.2 电磁兼容测试
• 2.2 测量的原理
• 2.2.1 TEM暗小室的测量原理
• 2.2.2 近场测试的原理
• 第3章 系统的概述
• 3.1 设计概述
• 3.2 开发工具
• 3.2.1 Labwindows
• 3.2.2 HFSS
• 3.2.3 GPIB
• 3.3 抗干扰度测试的步骤
• 第4章 平台的硬件校正
• 4.1 TEM暗小室的硬件校正
• 4.1.1 TEM暗小室的设置
• 4.1.2 TEM暗小室的校准
• 4.1.3 衰减器的校正
• 4.2 进场测试的硬件校正
• 4.2.1 近场测试的设置
• 4.2.2 探头的校正
• 4.2.3 探头的电磁场
• 第5章 平台的软件设计
• 5.1 抗干扰度测试的结构
• 5.2 评判错误的准则
• 5.3 软件的算法
• 5.4 测试的参数
• 5.5 TEM暗小室测试功能
• 5.6 近场测试功能
• 5.7 反转芯片的抗干扰度测试
• 5.7.1 在 TEM暗小室平台中的测试
• 5.7.2 在近场测试平台中的测试
• 第6章 软件的扩展
• 6.1 放射测试
• 6.1.1 放射测试的设置
• 6.1.2 放射测试功能
• 6.1.3 反转器的辐射测试
• 6.2 探头的校正
• 6.2.1 探头校正的设置
• 6.2.2 探头校正功能
• 第7章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 附录