综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型及其建模方法技术方案

本发明专利技术公开了一种综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型，包括主回路，主回路与驱动回路形成电感性耦合，驱动回路与采样调理回路形成电容性耦合，采样调理回路和通信回路形成电容性耦合。本发明专利技术还公开了上述模型的设计方法，本发明专利技术可以实现复杂综合电子系统的电磁干扰耦合的预测和评估，保障综合电子系统的安全稳定运行。稳定运行。稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型及其建模方法


[0001]本专利技术属于电子与电磁兼容
，涉及一种综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型，本专利技术还涉及上述模型的建模方法。

技术介绍

[0002]随着综合电子系统电路结构愈发复杂，电路种类越发丰富，综合电子系统内部的电磁干扰会在各个回路中传递，形成多回路传递型电磁干扰，这种耦合传递的电磁干扰难以发现，且最难抑制。目前，综合电子系统中的电磁干扰耦合传递机理不明晰，主要是缺乏综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型对其进行解释，同时，因为缺少这个综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型，无法准确预测和评估综合电子系统的电磁干扰。尤其对于军用类电子设备等高要求的电子设备，综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型更是显得重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型，可以实现复杂综合电子系统的电磁干扰耦合的预测和评估，保障综合电子系统的安全稳定运行。
[0004]本专利技术的目的是还提供一种综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型的设计方法。
[0005]本专利技术所采用的第一种技术方案是，综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型，包括主回路，主回路与驱动回路形成电感性耦合，驱动回路与采样调理回路形成电容性耦合，采样调理回路和通信回路形成电容性耦合。
[0006]本专利技术采用的第一种技术方案的特点还在于：
[0007]主回路包括主回路电源Us1，主回路电压源U
S1
负极与电压源内阻抗R
11
相连，然后并联滤波电容高频模型的电感L
11
、电阻R
12
和电容C
11
，主回路电压源U
S1
正极依次连接线路阻抗L
12
、电阻R
13
、负载电感高频模型的电感L
13
、电阻R
14
，电感L
13
和电阻R
14
的两端并联有电容C
12
，电阻R
14
的一端还连接负载电阻R
15
。
[0008]驱动回路包括驱动回路电源U
S2
，驱动回路电压源U
S2
负极连接电压源内阻抗R
21
，驱动回路电压源U
S2
正极连接驱动电阻R
22
，驱动回路电压源U
S2
和电压源内阻抗R
21
的两端并联有压控压源U2，驱动电阻R
22
还连接线路阻抗L
21
和电阻R
23
，电阻R
23
最后连接驱动回路的负载电阻R
24
。
[0009]采样调理回路包括两个并联设置的电阻R
31
和电阻R
32
，电阻R
31
和电阻R
32
并联电路的一端连接线路阻抗R
33
和L
31
，电阻R
31
和电阻R
32
的两端还并联三条路线，路线一为电容高频模型的电容C
31
、电感L
32
和电阻R
34
，路线二为电压源U
S3
；路线三为压控压源U3，压控压源U3与电压源U
S3
之间的连接线路上设有内阻抗R
35
，电压源U
S3
并联有负载电阻R
36
。
[0010]通信回路包括通信回路电压源U
S4
，通信回路电压源U
S4
负极连接通信回路电压源的内阻抗为R
41
，通信回路电压源U
S4
的正极连接线路阻抗L
41
和R
42
，最后连接通信回路负载电
阻为R
43
并接地。
[0011]本专利技术采用的第二种技术方案为，综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型的设计方法，在综合电子系统中，根据各功能回路系统的物理位置方式和大小判断各功能回路系统的耦合传递方式；
[0012]当存在回路并行方式时，即任意两功能回路并行并且两回路之间夹角θ1≤45
°
时，规定两功能回路系统之间为电感性耦合；
[0013]当存在导线并行方式时，即任意两功能回路中存在长距，离导线并行设置并且两导线之间的夹角θ2≤30
°
时，规定两功能回路系统之间为容性耦合；
[0014]各功能回路电磁干扰耦合传递顺序的确定：在综合电子系统电磁干扰耦合传递模型中，将大功率、强耦合作用的回路作为耦合传递机理模型的第一级传递回路，主回路即为第一级传递回路；将与主回路相连，通过低电压、小电流驱动大电压、大电流功率开关器件的驱动回路作为耦合传递机理模型的第二级回路；将低电压、小功率的对高频信号敏感回路通信回路作为耦合传递机理模型的最末级回路。
[0015]步骤1，确定综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型的传递方式及耦合方式，具体为：
[0016]主回路与驱动回路之间的耦合机理：主回路与驱动回路之间存在并行的回路，故二者之间的耦合建模为互感，记互感为M；
[0017]驱动回路与采集调理回路之间的耦合机理：即驱动回路与采样调理回路之间存在长距离导线的并行设置，因此，将驱动回路与采样调理回路之间的耦合建模为电容耦合，耦合电容记为C1；
[0018]采集调理电路与通信回路之间的耦合机理：驱动回路与采样调理回路之间存在长距离导线的并行设计，因此，将采样调理回路与通信回路之间的耦合建模为电容耦合，耦合电容记为C2；
[0019]步骤2，计算综合电子系统各功能回路系统之间的互感系数和耦合电容；
[0020]步骤2.1，采用如下公式(1)确定主回路与驱动回路之间的互感系数M：
[0021][0022]其中，S
a
为主回路的等效面积，S
b
为驱动回路的等效面积，d1为主回路与驱动回路之间的最短距离，θ
a
为主回路与驱动回路之间的夹角；
[0023]步骤2.2，采用如下公式(2)确定驱动回路与采样调理回路之间的耦合电容C1：
[0024][0025]其中，h
x
为驱动回路距离地面的高度，h
y
为采样调理回路距离地面的高度，D1为驱
动回路与信号调理回路之间的最短距离，d
x
为驱动回路的导线直径，d
y
为信号调理回路的导线直径，θ
b
为驱动回路与采样调理回路之间的夹角；
[0026]步骤2.3，采用如下公式(3)确定采样调理回路与通信回路之间的耦合电容C2为：
[0027][0028]其中，h本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型，其特征在于：包括主回路，主回路与驱动回路形成电感性耦合，驱动回路与采样调理回路形成电容性耦合，采样调理回路和通信回路形成电容性耦合。2.根据权利要求1所述的综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型，其特征在于：所述主回路包括主回路电源Us1，主回路电压源U
S1
负极与电压源内阻抗R
11
相连，然后并联滤波电容高频模型的电感L
11
、电阻R
12
和电容C
11
，主回路电压源U
S1
正极依次连接线路阻抗L
12
、电阻R
13
、负载电感高频模型的电感L
13
、电阻R
14
，电感L
13
和电阻R
14
的两端并联有电容C
12
，电阻R
14
的一端还连接负载电阻R
15
。3.根据权利要求2所述的综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型，其特征在于：所述驱动回路包括驱动回路电源U
S2
，驱动回路电压源U
S2
负极连接电压源内阻抗R
21
，驱动回路电压源U
S2
正极连接驱动电阻R
22
，驱动回路电压源U
S2
和电压源内阻抗R
21
的两端并联有压控压源U2，驱动电阻R
22
还连接线路阻抗L
21
和电阻R
23
，电阻R
23
最后连接驱动回路的负载电阻R
24
。4.根据权利要求3所述的综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型，其特征在于：所述采样调理回路包括两个并联设置的电阻R
31
和电阻R
32
，电阻R
31
和电阻R
32
并联电路的一端连接线路阻抗R
33
和L
31
，电阻R
31
和电阻R
32
的两端还并联三条路线，路线一为电容高频模型的电容C
31
、电感L
32
和电阻R
34
，路线二为电压源U
S3
；路线三为压控压源U3，压控压源U3与电压源U
S3
之间的连接线路上设有内阻抗R
35
，电压源U
S3
并联有负载电阻R
36
。5.根据权利要求4所述的综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型，其特征在于：所述通信回路包括通信回路电压源U
S4
，通信回路电压源U
S4
负极连接通信回路电压源的内阻抗为R
41
，通信回路电压源U
S4
的正极连接线路阻抗L
41
和R
42
，最后连接通信回路负载电阻为R
43
并接地。6.根据权利要求1～5任一权利要求所述的综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型的设计方法，其特征在于：在综合电子系统中，根据各功能回路系统的物理位置方式和大小判断各功能回路系统的耦合传递方式；当存在回路并行方式时，即任意两功能回路并行并且两回路之间夹角θ1≤45
°
时，规定两功能回路系统之间为电感性耦合；当存在导线并行方式时，即任意两功能回路中存在长距，离导线并行设置并且两导线之间的夹角θ2≤30
°
时，规定两功能回路系统之间为容性耦合；各功能回路电磁干扰耦合传递顺序的确定：在综合电子系统电磁干扰耦合传递模型中，将大功率、强耦合作用的回路作为耦合传递机理模型的第一级传递回路，主回路即为第一级传递回路；将与主回路相连，通过低电压、小电流驱动大电压、大电流功率开关器件的驱动回路作为耦合传递机理模型的第二级回路；将低电压、小功率的对高频信号敏感回路通信回路作为耦合传递机理模型的最末级回路。7.根据权利要求6所述的综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型的设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，确定综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型的传递方式及耦合方式，具体为：主回路与驱动回路之间的耦合机理：主回...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬军鹏，张灯彩，李飞，路景杰，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：