电子元器件低频电噪声测试技术及应用研究.pdf
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1、应用探索应用探索CE MAGAZINE PAGE 76CE MAGAZINE PAGE 77(四)智能故障预测与预防策略在智能故障预测方面数据驱动是核心方法,通过收集和分析大量历史数据,利用机器学习和数据挖掘技术可以发现潜在的故障模式和趋势。基于这些模式和趋势可以构建预测模型来预测未来故障的可能性和发生时间,如此,系统可以提前采取相应的措施,以防范潜在的故障,并实现故障的预防。另一个重要的策略是引入智能传感器和监测设备,智能传感器可以实时监测电力系统的关键参数和状态,采集大量数据用于分析和预测。同时,监测设备可以通过监测设备状态和异常行为来识别潜在的故障风险。通过智能传感器和监测设备的应用可以
2、实现对电力系统的全面监测和预警,及时发现并预测故障的发生。此外基于人工智能技术的故障预测也是一种有效的策略,通过应用深度学习和神经网络等人工智能算法,可以建立故障预测模型,通过学习历史故障数据的模式和规律,预测未来故障的可能性和类型。这种智能化的故障预测策略能够提前预警,为运维人员提供时间和机会来采取相应的预防和维修措施,从而减少故障的发生和对系统的影响。四、展望与未来发展方向(一)基于区块链的安全与隐私保护技术展望区块链作为一种去中心化的分布式账本技术不仅能够提供较高的数据安全性和透明度,通过将保护系统的数据存储在区块链上可以确保数据的完整性和不可篡改性,防止数据被恶意篡改或伪造。同时区块链
3、的去中心化特性也使得数据更加安全,因为没有单一的中心化服务器,不易成为攻击目标,还具有较高的隐私保护能力,通过采用加密算法和匿名身份验证机制可以保护用户的隐私信息在区块链上的安全存储和传输。区块链中的智能合约也能够确保敏感数据的隐私访问控制,只有经过授权的参与方才能够访问和使用相关数据,从而保护用户的隐私权5。然而,区块链技术在应用于智能继电保护领域仍面临一些挑战,其中包括性能和扩展性的问题,区块链的数据处理速度和规模限制等。此外,隐私保护的平衡也是一个关键问题,需要权衡隐私保护和数据共享之间的关系。未来,随着区块链技术的进一步发展和成熟,可以预见其在智能继电保护领域的广泛应用。通过结合区块链
4、技术和智能继电保护系统可以实现更安全、可信、隐私保护的保护操作,并推动智能变电站的可持续发展。(二)智能变电站继电保护的可持续发展方向在未来的发展中应注重智能继电保护系统的自主学习和优化能力,借助AI和机器学习技术系统应能不断学习电力系统的运行特征和故障模式,自动调整参数和决策策略,以提高系统的准确性和适应性。也应加强与其他智能设备和系统的集成与协同,智能继电保护系统应与智能传感器、远程监控系统等进行无缝连接,实现数据共享和协同工作,从而提高故障检测、定位和恢复的速度和准确性。同时还应注重智能继电保护系统的安全性和隐私保护,在信息交互和数据传输过程中采用加密和认证等技术手段,确保数据的完整性和
5、安全性,同时保护用户的隐私权益。结论综上所述,本文对基于AI的智能变电站继电保护策略进行了探讨。通过分析智能继电保护技术的发展现状和应用挑战,我们提出针对越级延时跳闸、多源数据融合和安全性与隐私保护等问题的策略探索。这些策略包括母线全停误动、故障检测与定位、智能保护动作决策和智能故障预测与预防。通过不断深化研究和实践,智能继电保护系统有望提升可靠性和效率,为电力系统的可持续发展做出重要贡献。参考文献:1 王喜.智能变电站继电保护系统的维护策略 J.集成电路应用,2022,39(11):344-345.DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2022.11.156.2 陶傲.
6、智能变电站继电保护系统的维护策略 J.集成电路应用,2022,39(8):240-241.DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2022.08.107.3 高海龙.基于智能变电站继电保护装置检修的管理策略研究 D.广西大学,2021.DOI:10.27034/ki.ggxiu.2021.000305.4 刘杜.智能变电站继电保护状态检修策略研究 J.电气开关,2020,58(1):94-95,99.DOI:10.3969/j.issn.1004-289X.2020.01.024.5 耿玲娜,许冠亚,邵平等.智能变电站继电保护系统问题及策略研究 J.时代农机,2019,46
7、(9):43-44,46.DOI:10.3969/j.issn.1007-8320.2019.09.023.电子元器件低频电噪声测试技术及应用研究陈苗 杨雪【摘 要】近些年来我国科学技术呈现出了良好发展态势,社会各行业、各领域对电子元器件的应用程度越来越高。但在实践工作中能够发现,设备机房内部网络、服务器等设备的电子元器件产生噪音较多,会对机房内部人员身体健康产生不良影响,基于此,对电子元器件性能进行优化具有必要性。电子元器件性能和其缺陷状况之间存在着密不可分的联系,为促使电子元器件在各领域应用覆盖范围进一步扩大,还应对当前电子元器件缺陷实施精准性检测。通过实践研究能够了解到,在众多的低频噪声
8、引发诱因中,电子元器件自身缺陷问题出现频率较高,针对此方面,加强针对性检测技术的应用具有必要性。基于此,本文主要围绕电子元器件低频电噪声测试技术和应用进行分析和探讨,以期为相关人员提供参考。【关键词】电子元器件;低频噪声;测试 作者简介:陈苗,本科,陕西恒太电子科技有限公司,助理工程师;杨雪,专科,陕西恒太电子科技有限公司,助理工程师。引言电子元器件在实际中的应用会产生或多或少的噪声,以噪声频域特性作为依据,能够将电子器件噪声划分成白噪声与有色噪声;以产生机制作为依据对电子器件噪声进行划分,能够将其分成平衡噪声及非平衡噪声1。噪声大小也体现着产品的性能和运行可靠性,所以当前电子元器件噪声测试方
9、面问题受到了相关领域研究人员的广泛关注。当前电子元器件噪声测试方面所采用方法越来越丰富,测试结果也更加精准。一、电子元器件低频电噪声测试技术概述早在1912年,洛伦兹在开展电子随机运动研究的同时,也进行了电子元器件和电子系统噪声测试方面的探究。在这之后,世界各国研究领域人员相继探索和发现了热噪声、散粒噪声等多种类型噪声,同时也开展了对噪声机理及测试方法的深入探索。在最初阶段开展的噪声测试工作,通常会加强模拟测试方式的应用,在实践工作中所使用的测试系统包括检波器、滤波器等多个组成部分,在该系统的支持下可以高效地开展电子器件指定频带噪声测试工作。然而从实际情况来看,该测试方法在许多方面都存在比较明
10、显的缺陷。伴随着科技的发展和进步,当前的噪声测试技术已经得到了很大程度的优化,在实践工作中能够同时开展噪声频域测试与时域测试,技术更具先进性与可靠性。二、电子元器件噪声测试技术及实践应用(一)噪声测试偏置技术围绕目标测试器件展开相应的外围匹配设计,利用偏置源促使被测器件保持适宜的测试状态,之后对被测信号进行输出,该方法也就是所谓的噪声偏置。在实践工作中的应用应确保偏置电路噪声性能,并且其应该拥有足够的负载及响应能力。在进行偏置电路设计过程中,通常不会应用有源电子元器件。另外,偏置电路在运行期间同样会产生或多或少的噪声,相关设计人员应确保在不对噪声测量精准性产生影响的情况下,做好偏置电路旁路和滤
11、波处理工作2。在实际工作中测试所针对的元器件不同,那么偏置电路同样会产生相应差异。现阶段的噪声测试偏置技术通常能够划分成交流偏置与直流偏置。交流偏置。电子元器件噪声测试方法在实际应用中,通常要求探索电子元器件基于交流偏置情况所产生噪声特点,针对此种情况,就应该加强交流偏置技术的应用。针对交流偏置电流而言,其一般需要基于放大器才可以实现输出。通常来说,和电子元器件噪声进行对比,交流信号所产生噪声要相对较大,这便容易导致实际中无法精准区分交流偏置和噪声。所以,应采取针对性措施来尽可能消除交流偏置影响,一般来说通过合理应用桥式电路和锁相测试技术便能够达到该目标。交流偏置锁相测试技术能够在背景噪声和热
12、噪声的消除方面发挥非常重要的作用,然而对于该测试方法的应用,需要确保电桥处于充分平衡状态,而要想达到高效果是比较困难的。所以通常仅在样品噪声非常低的条件下才会分析是否需要应用该方法开展噪声测试工作。直流偏置。其属于噪声测试的一个基础性方法。在实践测试工作中,需要相关操作人员把电子元器件放置到恒定稳态环境中,之后针对元器件添加相应的直流工作电压,并且对其进行放大处理,做好输出端口信号测试工作。在实际开展直流偏置测试过程中,其中的偏置电流主要是由偏置电路产生,同时其也拥有偏置电路控制功能。测试中,电流会从其中一端通过被测器达到另一端,在此期间应确保偏置电路应用探索应用探索CE MAGAZINE P
13、AGE 78CE MAGAZINE PAGE 79所供应电流并不会产生噪声或所产生噪声非常低。同时,为保证测试期间负载调整率相对较低,还应保证偏置电路响应度情况比较良好。在被测器件有电流通过过程中,电流的大小情况也会受器件的直接性影响。如果通过实际测试能够发现电流变化相对较小,便说明噪声电压和器件总电压相比相对较小。为确保最终测试结果的可靠性和准确性,在直流偏置技术应用过程中还会加强交流耦合技术的使用,促使直流电压得到进一步放大,实践操作中,需要把耦合电容和目标测试器件的输出段进行连接,耦合电容的功能和作用主要表现为隔直流和通交流,所以在耦合电容的支持下,可以实现直流分量的有效隔离,从而为后续
14、的信号放大奠定基础。(二)低频噪声放大技术对于电子元器件所产生的噪声信号来说,其通常相对微弱,为确保噪声测试的精准性与可靠性,在具体的测试工作中不仅应最大程度控制测试系统产生噪声,还应采取相应措施将电子元器件噪声放大,这样才有利于进一步提高最终测试结果的清晰性。就现阶段总体来看,应用比较常见的低噪声放大技术主要包括双通道互谱测试与并联结构低噪声处理3。其中前者是在后者不断优化的基础上产生的,从客观角度来看,电子元器件噪声信号和测试系统两者的噪声信号之间呈现出了比较明显的非相关性特征,在实际操作过程中利用相关性计算方法,通常可以有效规避测试系统噪声信号给电子元器件噪声信号带来的影响,这样便能够达
15、到测试系统背景噪声降低效果。通过对双通道互谱测试技术的应用,无需对放大器自身噪声作出任何调整,便可以很大程度减小放大噪声对最终测试结果造成的影响,然而在具体操作和使用期间,还应做好测试放大器和相应频谱分析设备的配置工作,其中测试放大器的数量为2,并且应保持两个测试放大器之间的独立性。频谱分析设备应该可以在互谱测量方面发挥作用,这些条件都会对该测试技术的广泛应用产生限制。因为双通道互谱测试技术的实际应用在一些方面存在缺陷,所以相关领域研究人员便围绕单通道测试环境中放大器低噪声化技术展开了更为深入的研究和探索,进而开发了一些新的技术方法,包括SR570、PARC113等,通过对这些方法的应用,能够
16、很大程度降低电子元器件噪声,在现阶段的应用比较常见4。然而这些方法在低噪声二极管、纳米器件的测试方面的应用仍存在不足,针对这些电子元器件展开的低频噪声测试工作,无法为最终测试结果的精准性提供保障。针对此种情况,一些研究人员积极探索将并联结构作为基础的噪声测试方法,通过对该技术手段的应用,可以使放大器背景噪声很大程度降低,然而该方法在充分发挥优势的同时,同样也会存在相应不足,在实践工作中的应用容易导致电流噪声增加,同时此方面的增加量和并联总数之间存在相关性,所以在开展低阻抗样品噪声测试过程中该方法才具有适用性。(三)数据采集技术在实际开展电子元器件低频噪声测试工作过程中,噪声数据采集是其中非常关
17、键的一项工作内容,在A/D转换前提下,数据采集技术在速度、效率及实时性等方面都具有非常显著的优势。在Labview软件平台支持下,进行了DMA双缓冲技术和数据采样技术的开发。其中前者在实际操作中需要在数据通过集卡写入循环缓冲时实施双缓冲操作,其中的一些数据能够上传到计算机内传输缓冲中,之后用户会结合实际程序需求情况来进行数据的处理,循环缓冲在达到第二部分的情况下,数据写满时,便会自动化进行转回,从而在第一部分接着写,在这样的情况下,会将原始数据覆盖,并且在此过程中第二部分数据能够接着向计算机进行传输,这样便可以确保用户所获取数据流的连续性,实践工作中通过对该数据采集方法的应用,所采集的所有低频
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