[發(fā)明專利]大動態(tài)范圍電-光探測器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811635366.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN110031665A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.J.門德;D.G.克尼林;R.A.布曼
• 申請（專利權(quán)）人: 特克特朗尼克公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/24;G01J1/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉書航;陳嵐

公開了一種大動態(tài)范圍電?光探測器。一種機制被包括以用于接收經(jīng)相位調(diào)制的光信號。經(jīng)相位調(diào)制的信號是在傳感器頭處被遠(yuǎn)程電測試信號調(diào)制的。還接收參考光信號。然后確定經(jīng)相位調(diào)制的光信號和參考光信號之間的相位差。利用相位差來恢復(fù)來自傳感器頭的遠(yuǎn)程電測試信號。可以通過利用跟蹤傳感器頭中的相位調(diào)制器的在控制器中的相位調(diào)制器來確定相位差。還可以通過比較復(fù)數(shù)信號域中的信號來確定相位差。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開針對用于測試電信號的系統(tǒng)和方法，并且更特別地，針對用于與諸如示波器之類的測試和測量儀器結(jié)合使用的電-光電壓探測器和對應(yīng)的附件。

背景技術(shù)

測試和測量系統(tǒng)被設(shè)計以接收信號、對信號進(jìn)行采樣并且顯示結(jié)果。例如，測試和測量系統(tǒng)可以被實現(xiàn)以確定和顯示在測試中的設(shè)備（DUT）處出現(xiàn)的信號的特性。在某些情況下，測試和測量系統(tǒng)可能與DUT電隔離。例如，一些DUT信號可能由于緊密接近DUT的電場的存在而被更改。在這樣的情況下，測試和測量系統(tǒng)可以利用光信號來加強測試和測量系統(tǒng)與DUT之間的電隔離屏障。由于相關(guān)聯(lián)的電-光組件的傳遞函數(shù)的性質(zhì)，這樣的系統(tǒng)可能被限制于小的可用電壓范圍。

本發(fā)明的各方面解決了這些和其它問題。

附圖說明

圖1是根據(jù)所公開的技術(shù)的實施例的利用電-光探測器的示例測試和測量系統(tǒng)的示意圖。

圖2是根據(jù)所公開的技術(shù)的實施例的利用具有用于環(huán)境噪聲緩解的外部光參考連接的電-光探測器的示例測試和測量系統(tǒng)的示意圖。

圖3是根據(jù)所公開的技術(shù)的實施例的利用被配置用于差分相位調(diào)制的電-光探測器的示例測試和測量系統(tǒng)的示意圖。

圖4是根據(jù)所公開的技術(shù)的實施例的被配置為在傳感器頭處生成參考信號的示例測試和測量系統(tǒng)的示意圖。

圖5是根據(jù)所公開的技術(shù)的實施例的利用用于環(huán)境光強度變化緩解的功率監(jiān)測器的示例測試和測量系統(tǒng)的示意圖。

圖6是根據(jù)所公開的技術(shù)的實施例的被配置用于復(fù)數(shù)信號域中的信號相位比較的另一測試和測量系統(tǒng)的示例的示意圖。

圖7是根據(jù)所公開的技術(shù)的實施例的用于確定經(jīng)相位調(diào)制的光信號和參考光信號之間的相位差以恢復(fù)來自傳感器頭的遠(yuǎn)程電測試信號的示例方法的流程圖。

具體實施方式

電-光測試系統(tǒng)利用相位調(diào)制來測量電壓改變。相位調(diào)制包括相對于光參考信號更改光傳輸信號。這兩個信號然后被重新組合成幅度調(diào)制的輸出信號。在重新組合時，被調(diào)制的輸出信號由于傳輸信號和參考信號之間的相長干涉和/或相消干涉而改變。具體地，隨著傳輸信號和參考信號之間的相對相位改變，被幅度調(diào)制的輸出信號以正弦方式變化。然而DUT中的電壓線性地變化。像這樣，可以利用被調(diào)制的輸出信號的單個線性部分來表示在DUT處的電壓。在這樣的情況下，被正弦調(diào)制的輸出波形的峰值和谷值之間的電壓差被稱為π電壓。應(yīng)當(dāng)注意的是，這樣的方案要求用于系統(tǒng)的總的電壓范圍被限制為小于單個π電壓。這是因為隨著信號接近π電壓，被調(diào)制的信號的非線性增加。由于傳遞函數(shù)的正弦性質(zhì)，如果超過π電壓，則輸出波形的光強度可能被解釋為指示多于一個的輸入電壓，并且因此在測試系統(tǒng)中產(chǎn)生不確定性。該特性有效地限制了先前的測試系統(tǒng)的動態(tài)范圍。作為結(jié)果，這樣的系統(tǒng)可能被限制于測試具有小的并且良好限定的電壓擺幅（即小于峰值到峰值π電壓或者小于正的或負(fù)的半π電壓）的DUT。