[發(fā)明專利]場分析儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380025847.9
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN104380309B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·蓋爾盧皮
• 申請（專利權(quán)）人: 擴(kuò)音器研究股份有限公司
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 宋靜嫻

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及場分析儀，尤其涉及用于顯示調(diào)幅RF電場的調(diào)制包絡(luò)的裝置。本發(fā)明可用在許多應(yīng)用中，尤其是在電磁兼容(EMC)測試中，被執(zhí)行用于確保諸如汽車之類的產(chǎn)品中的電氣及電子系統(tǒng)的操作不會受到廣播和電視傳輸、雷達(dá)脈沖、蜂窩電話信號、電力線場、以及其他類型的電磁場的不利影響。

發(fā)明背景

在EMC測試中，被測試設(shè)備經(jīng)歷一定范圍的頻率和功率水平上的電磁輻射掃描，并且進(jìn)行觀察以確定電磁輻射對該設(shè)備的操作的影響(若有)。為了生成場，RF信號通常由合成器生成，經(jīng)放大，并饋送至被測設(shè)備附近的天線。合成器可產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的信號。例如，調(diào)制包絡(luò)可以使得場作為具有可調(diào)重復(fù)速率和可調(diào)工作周期的一系列脈沖來施加。

盡管被測設(shè)備位置處的場強可基于合成器的設(shè)定以及放大器和天線的頻率響應(yīng)來預(yù)測，但是針對場中任意給定位置的預(yù)測并非總是可靠的。因此，常見的做法是在被測設(shè)備附近放置被稱為“場探針”的設(shè)備來直接測量電場強度。

在傳統(tǒng)的場測量裝備中，使用熱電偶來確定場強。在調(diào)幅場的情況下，熱電偶僅提供對平均振幅的測量。峰值振幅水平的估計可基于對合成器中調(diào)制波形的了解從該平均振幅來計算得到。然而，存在于場探針位置處的調(diào)制包絡(luò)的細(xì)節(jié)并不能被確定。

因此，需要一種場分析儀能允許用戶通過直接測量，即獨立于從合成器導(dǎo)出的信息的測量而以高精度確定經(jīng)調(diào)制電場的最小、最大、和平均振幅、以及諸如峰值振幅、上升和衰減時間、工作周期等其他波形細(xì)節(jié)，。還希望能在可視的示波器類型的顯示器中顯示這些直接測得的調(diào)制波形細(xì)節(jié)，在該顯示器中能觀察到調(diào)制包絡(luò)振幅隨時間的瞬時變化。還需要一種場分析儀能夠迅速且高效地校正傳感器單元中檢測器的非線性響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明允許用戶使用示波器類型的顯示器和界面來查看和測量電場的調(diào)制包絡(luò)。取代使用專用的示波器類型的顯示器，根據(jù)本發(fā)明的裝置通過利用存儲在場處理單元內(nèi)的微控制器的存儲器中的嵌入式網(wǎng)頁來顯示調(diào)制包絡(luò)，該場處理單元與場傳感器相關(guān)聯(lián)。通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連接加載至個人計算機(jī)的網(wǎng)頁具有從場處理器取得新數(shù)據(jù)并對其圖形地顯示但無需重載網(wǎng)頁的其他方面的能力。本文使用的術(shù)語“個人計算機(jī)”不僅包括常規(guī)的臺式和筆記本個人計算機(jī)，還包括具有顯示網(wǎng)頁并向網(wǎng)頁輸入信息和選擇的能力的其他設(shè)備，包括平板電腦、智能手機(jī)和類似設(shè)備。個人計算機(jī)可位于緊鄰場傳感器和場處理器的位置，或任何其他位置。

更具體地，本文描述了用于顯示調(diào)幅RF電場的調(diào)制包絡(luò)的設(shè)備。該設(shè)備包括三個主要組件：場傳感器單元、場處理單元、以及個人計算機(jī)。該場傳感器單元包括天線，具有連接至天線的輸入并提供輸出的檢測器，以及采樣電路，該采樣電路響應(yīng)于檢測器并提供數(shù)字格式的序貫樣本，該序貫樣本表示天線接收到的調(diào)幅RF電場的振幅。場處理單元包括用于接收序貫樣本的接收器和響應(yīng)于接收器的微控制器，該微控制器包括用于保持樣本的緩沖存儲器以及用于將數(shù)據(jù)分組從緩沖存儲器上載至個人計算機(jī)上所顯示的網(wǎng)頁的觸發(fā)響應(yīng)裝置。個人計算機(jī)取得數(shù)據(jù)分組，并將數(shù)據(jù)分組作為RF電場的調(diào)制包絡(luò)的示波器顯示來顯示在網(wǎng)頁上。

采樣電路可包括時鐘脈沖發(fā)生器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器響應(yīng)于來自時鐘脈沖發(fā)生器的時鐘脈沖以及響應(yīng)于檢測器的輸出，用于以序貫群組的方式產(chǎn)生串行數(shù)據(jù)比特流，每個群組的數(shù)據(jù)比特表示天線接收到的調(diào)幅RF電場的振幅的樣本。

場傳感器單元可包括電光轉(zhuǎn)換器，其被連接以接收來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電輸出并產(chǎn)生用于以光束形式傳送與由模數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的串行數(shù)據(jù)比特流所表示的數(shù)據(jù)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)的調(diào)制光信號。在此情形中，該設(shè)備可包括被連接至電光轉(zhuǎn)換器以接收光束并將光束載運至場處理單元的光纜。該接收器可以是光接收器，其被連接至光纜以接收光束并生成與模數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的串行數(shù)據(jù)比特流相對應(yīng)的數(shù)據(jù)比特流形式的電信號。

場處理單元可包括時鐘恢復(fù)單元，用于從數(shù)據(jù)比特流導(dǎo)出同步時鐘信號。在此情形中，微控制器可被安排成接收數(shù)據(jù)比特流和同步時鐘信號。

場處理單元可包括比特對準(zhǔn)校正電路，其響應(yīng)于緩沖存儲器用于檢測和校正緩沖存儲器中數(shù)據(jù)比特的失準(zhǔn)。

該設(shè)備的特別期望的特征是將被存儲在個人計算機(jī)中表征場傳感器中的非線性的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)還在個人計算機(jī)中被用于校正該非線性，從而所顯示的調(diào)制包絡(luò)對應(yīng)天線的位置上RF電場的調(diào)制包絡(luò)。給定場傳感器的非線性表征數(shù)據(jù)可永久地存儲在與該特定傳感器相關(guān)聯(lián)的場處理單元的存儲器中，并且在該設(shè)備正在操作時從該場處理單元的存儲器下載至個人計算機(jī)。

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，本發(fā)明的細(xì)節(jié)和其他優(yōu)勢將從下面描述中變得清楚。

附圖簡述