[发明专利]一种基于谐波相位抖动特性的谐波源判断方法

说明书

本发明涉及一种基于谐波相位抖动特性的谐波源判断方法，对单端口输出的待测设备的输出端口进行第一次采集得到待测设备输出信号；对获取到的待测设备输出信号进行傅里叶变换；第二次采样与数据处理：用数据采集卡对待测设备输出端口进行第二次采集，得到待测设备输出信号，对第二次采集的待测设备输出信号进行傅里叶变换，根据相位定义计算信号的相位；对谐波分量简称为倍频的相位进行解卷绕，当两个相频图中倍频信号的相位差值之比与谐波次数之比相等，且倍频信号在采样间隔的相位变化率之比与谐波次数之比相等时，认为这些成倍数关系的频率分量具有一致的抖动特性，从而判断这几个倍频信号是来源于同一个谐波源，否则判断为来自不同的独立源。

技术领域

本发明属于电磁兼容测试领域，涉及一种基于谐波相位抖动特性的谐波源判断方法。

背景技术

在电磁兼容的传导干扰发射测试中，受试设备内部有许多独立的干扰源，这些干扰源产生的干扰信号通过耦合通道耦合到待测端口，共同形成了待测端口的干扰信号。当受试设备的端口输出中某一频点处信号发射超标，需要对该频率对应的发射源进行定位与整改。但是存在一种情况，受试设备的内部干扰源在待测端口处发射的信号存在倍频关系的几个频率时，需要判断这几个成倍频关系的信号是否是来源于某个信号源的谐波，还是一些独立的信号源，进而对辐射超标的频率采取相应的抑制措施。

在解决判断谐波源的问题时，现有的解决方法借助信息论中的互信息量来研究各倍频分量间的互信息，这种方法复杂、计算量大，并且需要工程人员有较高的专业知识、数学知识，实现起来复杂。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的方法复杂、计算量大，提供一种基于谐波相位抖动特性的谐波源判断方法，原理易于理解，操作与数据处理简单。

本发明技术解决方案：一种基于谐波相位抖动特性的谐波源判断方法，针对设备内部信号源为平稳信号源，在单端口设备输出出现倍频信号时，利用这些信号的相位抖动特性来判断这些倍频信号是否是来源于某一信号的谐波，或者来源于不同的独立源。

实现步骤如下：

步骤一、信号获取，用数据采集卡对单端口输出的待测设备的输出端口进行第一次采集，得到待测设备输出信号；

步骤二、数据处理，对步骤一中获取到的待测设备输出信号进行傅里叶变换，得到复数形式的信号数据，根据相位的定义Im为傅里叶变换的虚部，Re为傅里叶变换的实部，为信号相位，计算信号的频率-相位关系，画出频率相位关系图，即相频图；

步骤三、第二次采样与数据处理，重复步骤一与步骤二，用数据采集卡对待测设备输出端口进行第二次采集，得到待测设备输出信号。对第二次采集的待测设备输出信号进行傅里叶变换，根据相位定义计算信号的相位，画出相频图。前后两次的采样间隔要尽可能小于四分之一信号周期，以保证前后两次信号对应频率的相位差在2π内，为使两次采样间隔满足小于四分之一信号周期的要求，可以先对设备输出端口进行两次采样，再对采集的数据做傅里叶变换；

步骤四、判断谐波相位抖动特性，对步骤二与步骤三画出的相频图中成倍数关系的频率分量(即谐波，简称倍频)的相位进行解卷绕，当两个相频图中对应的倍频信号的相位差值之比与谐波次数之比相等，且倍频信号的相位变化率之比与谐波次数之比相等时，认为这些成倍数关系的频率分量具有一致的抖动特性，可以确定这几个倍频信号来源于同一个谐波源，否则判断为来自不同的独立源(本发明中，谐波源定义为产生谐波的信号源，独立源定义为产生单频信号的信号源)。

以下对上述的工作原理进行说明：

当待测设备的电路系统为非线性系统时，来自于某一信号源的各谐波的信号幅度可能受到影响，不能表现出某些特定关系，难以通过谐波的幅度来进一步判断这些频率是否来自于同一个信号源，但是当谐波来自同一个信号源时，各次谐波的相位会表现出相同的抖动特性，以此可以来进行谐波源的判断。本发涉及的信号源为周期信号。