[发明专利]一种基于联合估计的电磁发射建模方法

说明书

本发明公开了一种基于联合估计的电磁发射建模方法，可以在仅测得输出信号幅度谱的情况下，结合一些先验知识，通过联合估计的方法，同时对电路板的系统传递函数和发射源参数进行估计。包括步骤一、通过分析测试获得的电磁发射幅度谱的离散谱频率间隔，估算发射源信号重复频率步骤二、根据步骤一中估算出的发射源信号重复频率，通过对占空比遍历并求误差函数最小值的方法，估算发射源信号的占空比并通过多项式拟合的方式，估算外围电路的系统传递函数本发明采用频谱仪代替矢网，可以在仅获取幅值信息而无相位信息的情况下，完成被试电路板的电磁发射建模，在只测得输出信号幅度谱的情况下，结合一定先验信息，对被试电路系统传递函数建模。

技术领域

本发明属于PCB板级电磁发射建模领域，具体是一种基于联合估计的电磁发射建模方法。

背景技术

随着PCB板的高度集成化，板内的电磁干扰问题日趋严重。因此，在进行PCB板设计、研发和优化的过程中，准确的对电路板电磁发射进行建模显得越发重要。

在芯片级电磁发射建模方面，目前有很多研究。通常，在对有源集成器件模型的描述中，可以将器件描述为无源的电源分布网络(PDN，Power Distribution Network)和内部源两大组成部分。PDN描述供电端和I/O(Input/Output)端之间的终端阻抗以及I/O供电情况，是描述器件行为的关键，PDN模型的准确性直接关系到模型的精度。目前有许多针对有源集成器件PDN模型的建模方法。ICEM模型采用R-L-C(电阻-电感-电容)电路拟合测量得到的端口网络特性，是一种简单直观的建模方式。LECCS-core模型考虑了不同模块之间的耦合，将PDN描述为并联的多组R-L-C形式。集成电路I/O接口模型(IMIC，I/O InterfaceModel for Integrated Circuit)可以有效解决建模精度和效率问题。

事实上，对于电磁辐射问题，内部源模型的准确性也很重要。然而，在如时钟电路或集成电路等大多数应用实例中，内部源作为电路的一个组件，不能独自工作。由于其参数难以准确测量，内部电磁辐射源的模型很难建立。

在PCB板级建模领域，目前的方法主要是忽略电路具体物理实现细节，将其看成“黑盒子”，通过对端口特性进行测试，利用简化的数学模型描述电路系统输入输出端口响应特性。基于这种思路，近年来有许多建模方法的研究工作，如基于神经网络(ANN)参数化建模方法、多元柯西参数化建模方法、矢量拟合宏建模算法等。受限于算法数学模型，所有上述建模方法需要获得被试电路各端口的振幅和相位信息，才能保证建模的准确性。目前，常见的端口响应特性测试方法是使用矢网测量被试电路的S参数，其测试方案如图1所示。

然而，就PCB板来说，在很多应用中被试电路的输入信号是其内部发射源源。在这种情况下，通常只能使用频谱仪，对电磁发射频谱进行测试，如图2。图2所示的测试方法较图1所示有以下两点重要的区别：第一，采用频谱仪代替矢网，测得的电磁发射谱只具有幅度信息而没有相位信息；第二，由于发射源PCB板的外围电路无法区分开来独立工作，因此难以获得输入信号的频谱，进而被试电路的S参数难以获得。基于以上两点，采用传统建模方法对被试电路建模的精度受到严重影响。

发明内容

为解决上述建模问题，本发明提出一种基于联合估计的电磁发射建模方法。该方法基于外围电路系统传递函数连续且发射源形式已知等先验知识，可以在仅测得电磁发射幅度谱的情况下，通过联合估计的方法，同时对电路板外围电路的系统传递函数和发射源源参数进行估计。

本发明的一种基于联合估计的电磁发射建模方法，输入信号为方波信号为例，说明方法的流程，具体步骤如下：

步骤一、通过分析测试获得的电磁发射幅度谱的离散谱频率间隔，估算发射源信号重复频率具体步骤如下：

步骤101、通过测试的电磁发射幅度谱，计算所有相邻离散谱线的频率间隔{Δf|_measured}；