[發(fā)明專利]一種基于聯(lián)合估計的電磁發(fā)射建模方法

有效

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• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107273620B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝樹果;郝旭春;張衛(wèi)東
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 趙文穎

本發(fā)明公開了一種基于聯(lián)合估計的電磁發(fā)射建模方法，可以在僅測得輸出信號幅度譜的情況下，結(jié)合一些先驗知識，通過聯(lián)合估計的方法，同時對電路板的系統(tǒng)傳遞函數(shù)和發(fā)射源參數(shù)進行估計。包括步驟一、通過分析測試獲得的電磁發(fā)射幅度譜的離散譜頻率間隔，估算發(fā)射源信號重復(fù)頻率步驟二、根據(jù)步驟一中估算出的發(fā)射源信號重復(fù)頻率，通過對占空比遍歷并求誤差函數(shù)最小值的方法，估算發(fā)射源信號的占空比并通過多項式擬合的方式，估算外圍電路的系統(tǒng)傳遞函數(shù)本發(fā)明采用頻譜儀代替矢網(wǎng)，可以在僅獲取幅值信息而無相位信息的情況下，完成被試電路板的電磁發(fā)射建模，在只測得輸出信號幅度譜的情況下，結(jié)合一定先驗信息，對被試電路系統(tǒng)傳遞函數(shù)建模。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于PCB板級電磁發(fā)射建模領(lǐng)域，具體是一種基于聯(lián)合估計的電磁發(fā)射建模方法。

背景技術(shù)

隨著PCB板的高度集成化，板內(nèi)的電磁干擾問題日趨嚴(yán)重。因此，在進行PCB板設(shè)計、研發(fā)和優(yōu)化的過程中，準(zhǔn)確的對電路板電磁發(fā)射進行建模顯得越發(fā)重要。

在芯片級電磁發(fā)射建模方面，目前有很多研究。通常，在對有源集成器件模型的描述中，可以將器件描述為無源的電源分布網(wǎng)絡(luò)(PDN，Power Distribution Network)和內(nèi)部源兩大組成部分。PDN描述供電端和I/O(Input/Output)端之間的終端阻抗以及I/O供電情況，是描述器件行為的關(guān)鍵，PDN模型的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到模型的精度。目前有許多針對有源集成器件PDN模型的建模方法。ICEM模型采用R-L-C(電阻-電感-電容)電路擬合測量得到的端口網(wǎng)絡(luò)特性，是一種簡單直觀的建模方式。LECCS-core模型考慮了不同模塊之間的耦合，將PDN描述為并聯(lián)的多組R-L-C形式。集成電路I/O接口模型(IMIC，I/O InterfaceModel for Integrated Circuit)可以有效解決建模精度和效率問題。

事實上，對于電磁輻射問題，內(nèi)部源模型的準(zhǔn)確性也很重要。然而，在如時鐘電路或集成電路等大多數(shù)應(yīng)用實例中，內(nèi)部源作為電路的一個組件，不能獨自工作。由于其參數(shù)難以準(zhǔn)確測量，內(nèi)部電磁輻射源的模型很難建立。

在PCB板級建模領(lǐng)域，目前的方法主要是忽略電路具體物理實現(xiàn)細(xì)節(jié)，將其看成“黑盒子”，通過對端口特性進行測試，利用簡化的數(shù)學(xué)模型描述電路系統(tǒng)輸入輸出端口響應(yīng)特性?；谶@種思路，近年來有許多建模方法的研究工作，如基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)參數(shù)化建模方法、多元柯西參數(shù)化建模方法、矢量擬合宏建模算法等。受限于算法數(shù)學(xué)模型，所有上述建模方法需要獲得被試電路各端口的振幅和相位信息，才能保證建模的準(zhǔn)確性。目前，常見的端口響應(yīng)特性測試方法是使用矢網(wǎng)測量被試電路的S參數(shù)，其測試方案如圖1所示。

然而，就PCB板來說，在很多應(yīng)用中被試電路的輸入信號是其內(nèi)部發(fā)射源源。在這種情況下，通常只能使用頻譜儀，對電磁發(fā)射頻譜進行測試，如圖2。圖2所示的測試方法較圖1所示有以下兩點重要的區(qū)別：第一，采用頻譜儀代替矢網(wǎng)，測得的電磁發(fā)射譜只具有幅度信息而沒有相位信息；第二，由于發(fā)射源PCB板的外圍電路無法區(qū)分開來獨立工作，因此難以獲得輸入信號的頻譜，進而被試電路的S參數(shù)難以獲得。基于以上兩點，采用傳統(tǒng)建模方法對被試電路建模的精度受到嚴(yán)重影響。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述建模問題，本發(fā)明提出一種基于聯(lián)合估計的電磁發(fā)射建模方法。該方法基于外圍電路系統(tǒng)傳遞函數(shù)連續(xù)且發(fā)射源形式已知等先驗知識，可以在僅測得電磁發(fā)射幅度譜的情況下，通過聯(lián)合估計的方法，同時對電路板外圍電路的系統(tǒng)傳遞函數(shù)和發(fā)射源源參數(shù)進行估計。

本發(fā)明的一種基于聯(lián)合估計的電磁發(fā)射建模方法，輸入信號為方波信號為例，說明方法的流程，具體步驟如下：

步驟一、通過分析測試獲得的電磁發(fā)射幅度譜的離散譜頻率間隔，估算發(fā)射源信號重復(fù)頻率具體步驟如下：

步驟101、通過測試的電磁發(fā)射幅度譜，計算所有相鄰離散譜線的頻率間隔{Δf|_measured}；