场分析仪制造技术

场分析仪产生调幅RF电场的调制包络的视觉显示，该场分析仪包括用于生成该场的数字样本的场传感器、连接至该场传感器以生成网页的场处理器、以及用于取得和显示该网页的个人计算机。通过使用网页和在个人计算机上显示该网页，能够在个人计算机中执行诸如校正场传感器中检测器的非线性之类的任务，在个人计算机中这些任务能够更加高效地执行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】场分析仪专利
本专利技术涉及场分析仪，尤其涉及用于显示调幅RF电场的调制包络的装置。本专利技术可用在许多应用中，尤其是在电磁兼容(EMC)测试中，被执行用于确保诸如汽车之类的产品中的电气及电子系统的操作不会受到广播和电视传输、雷达脉冲、蜂窝电话信号、电力线场、以及其他类型的电磁场的不利影响。专利技术背景在EMC测试中，被测试设备经历一定范围的频率和功率水平上的电磁辐射扫描，并且进行观察以确定电磁辐射对该设备的操作的影响(若有)。为了生成场，RF信号通常由合成器生成，经放大，并馈送至被测设备附近的天线。合成器可产生经调制的信号。例如，调制包络可以使得场作为具有可调重复速率和可调工作周期的一系列脉冲来施加。尽管被测设备位置处的场强可基于合成器的设定以及放大器和天线的频率响应来预测，但是针对场中任意给定位置的预测并非总是可靠的。因此，常见的做法是在被测设备附近放置被称为“场探针”的设备来直接测量电场强度。在传统的场测量装备中，使用热电偶来确定场强。在调幅场的情况下，热电偶仅提供对平均振幅的测量。峰值振幅水平的估计可基于对合成器中调制波形的了解从该平均振幅来计算得到。然而，存在于场探针位置处的调制包络的细节并不能被确定。因此，需要一种场分析仪能允许用户通过直接测量，即独立于从合成器导出的信息的测量而以高精度确定经调制电场的最小、最大、和平均振幅、以及诸如峰值振幅、上升和衰减时间、工作周期等其他波形细节，。还希望能在可视的示波器类型的显示器中显示这些直接测得的调制波形细节，在该显示器中能观察到调制包络振幅随时间的瞬时变化。还需要一种场分析仪能够迅速且高效地校正传感器单元中检测器的非线性响应。
技术实现思路
本专利技术允许用户使用示波器类型的显示器和界面来查看和测量电场的调制包络。取代使用专用的示波器类型的显示器，根据本专利技术的装置通过利用存储在场处理单元内的微控制器的存储器中的嵌入式网页来显示调制包络，该场处理单元与场传感器相关联。通过标准网络连接加载至个人计算机的网页具有从场处理器取得新数据并对其图形地显示但无需重载网页的其他方面的能力。本文使用的术语“个人计算机”不仅包括常规的台式和笔记本个人计算机，还包括具有显示网页并向网页输入信息和选择的能力的其他设备，包括平板电脑、智能手机和类似设备。个人计算机可位于紧邻场传感器和场处理器的位置，或任何其他位置。 更具体地，本文描述了用于显示调幅RF电场的调制包络的设备。该设备包括三个主要组件:场传感器单元、场处理单元、以及个人计算机。该场传感器单元包括天线，具有连接至天线的输入并提供输出的检测器，以及采样电路，该采样电路响应于检测器并提供数字格式的序贯样本，该序贯样本表示天线接收到的调幅RF电场的振幅。场处理单元包括用于接收序贯样本的接收器和响应于接收器的微控制器，该微控制器包括用于保持样本的缓冲存储器以及用于将数据分组从缓冲存储器上载至个人计算机上所显示的网页的触发响应装置。个人计算机取得数据分组，并将数据分组作为RF电场的调制包络的示波器显示来显示在网页上。 采样电路可包括时钟脉冲发生器以及模数转换器，模数转换器响应于来自时钟脉冲发生器的时钟脉冲以及响应于检测器的输出，用于以序贯群组的方式产生串行数据比特流，每个群组的数据比特表示天线接收到的调幅RF电场的振幅的样本。 场传感器单兀可包括电光转换器，其被连接以接收来自模数转换器的电输出并产生用于以光束形式传送与由模数转换器产生的串行数据比特流所表示的数据相对应的数据的调制光信号。在此情形中，该设备可包括被连接至电光转换器以接收光束并将光束载运至场处理单元的光缆。该接收器可以是光接收器，其被连接至光缆以接收光束并生成与模数转换器产生的串行数据比特流相对应的数据比特流形式的电信号。 场处理单元可包括时钟恢复单元，用于从数据比特流导出同步时钟信号。在此情形中，微控制器可被安排成接收数据比特流和同步时钟信号。 场处理单元可包括比特对准校正电路，其响应于缓冲存储器用于检测和校正缓冲存储器中数据比特的失准。 该设备的特别期望的特征是将被存储在个人计算机中表征场传感器中的非线性的数据，该数据还在个人计算机中被用于校正该非线性，从而所显示的调制包络对应天线的位置上RF电场的调制包络。给定场传感器的非线性表征数据可永久地存储在与该特定传感器相关联的场处理单元的存储器中，并且在该设备正在操作时从该场处理单元的存储器下载至个人计算机。 当结合附图阅读时，本专利技术的细节和其他优势将从下面描述中变得清楚。 附图简述 图1是示出了用在根据本专利技术的场分析仪中的场传感器的主要组件的示意图； 图2是示出了包括场传感器、场处理器以及个人计算机的完整场分析仪的示意图； 图3是示出了场处理器的主要组件的示意图； 图4是示出了在场处理器的微控制器上运行的嵌入式固件的操作的高层流程图； 图5是示出了在个人计算机上运行的网页软件的操作的高层流程图； 图6是说明微控制器的主循环的流程图； 图7A-7C是说明场处理器的微控制器对向场传感器提供操作功率的激光器的控制的流程图的多个部分； 图8A和8B是说明图7B中超时定时器的操作的流程图的多个部分； 图9是说明图4中远程通信状态机的操作的流程图； 图10是图4中直接存储器存取(DMA)环路的操作的流程图； 图11A-11D是说明图4中数据状态机环路的操作的流程图的多个部分； 图12是说明如何重新启用串行外围接口(SPI)时钟输入、以及禁用计数器及同步计数器中断的流程图； 图13是示出外部触发中断例程的流程图。 图14是包括根据本专利技术的场分析仪的EMC测试装置的示意图；以及 图15是图14的测试装置中所用的个人计算机的屏幕上所显示的典型网页的示图。 优选实施例的具体描述 图1中示意性地示出的场传感器20可以是广泛的场传感器中的任意一种。合适的场传感器在2012年I月26日公布的美国专利公开2012/0019426中记载，美国专利公开2012/0019426通过弓I用全文包括于此。简言之，专利公开2012/0019426中的场传感器包括一组位于以与水平呈35.3°角从基座向上延伸的柄杆的末端的三个偶极子。这些偶极子被安排成使得每个偶极子垂直于一平面延伸，其他两个偶极子皆与该平面平行。因此，通过旋转该柄杆，可使任何一个偶极子处于垂直条件而使其他两个处于水平。场传感器包括一个或更多个二极管，它们用作检测器，产生与所感测到的场的调制包络相对应的输出。 检测器输出被电气地累加以使得传感器是各向同性的，从而产生单个输出。偶极子检测器以及累加电路在图1中由“传感器头”22表示。 如图1所示，除了传感器头，场传感器还包括其他组件。检测器的累加输出经放大器24放大，放大器24较优地包括单极点低通滤波器。经滤波和放大的信号随后被模数(A/D)转换器26转换成数字格式，采样率由时钟振荡器28本地生成的时钟脉冲来控制。也响应于时钟脉冲的二进制计数器30被用于区分样本。在适合本申请的典型采样方案中，模数转换器将每秒采集1.5 X 16十六比特样本，由此产生24 Mb/s速率的数据流。 数字数据借助由驱动器34驱动的垂直腔面发射激光器(VSCEL) 32被转换成光学数据，并通过光缆36被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于显示调幅RF电场的调制包络的设备，包括：场传感器，用于生成所述场的数字样本；连接至所述场传感器的场处理器，用于生成在个人计算机上显示的网页，所述网页包括示出了所述包络的振幅在时间段上的变化的绘图；以及个人计算机，用于取得和显示所述网页。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.21 US 13/476,4091.一种用于显示调幅RF电场的调制包络的设备，包括: 场传感器，用于生成所述场的数字样本； 连接至所述场传感器的场处理器，用于生成在个人计算机上显示的网页，所述网页包括示出了所述包络的振幅在时间段上的变化的绘图；以及 个人计算机，用于取得和显示所述网页。2.一种用于显示调幅RF电场的调制包络的设备，包括: 场传感器单元，包括: 天线， 检测器，具有连接至所述天线的输入并提供输出，以及 采样电路，响应于所述检测器并提供数字格式的序贯样本，所述序贯样本表示所述天线接收到的调幅RF电场的振幅； 场处理单元，包括: 接收器，用于接收所述序贯样本，以及 微控制器，响应于所述接收器，所述微控制器包括用于保持所述样本的缓冲存储器以及用于将数据分组从所述缓冲存储器上载至个人计算机上所显示的网页的触发响应装置；以及 个人计算机，用于取得所述数据分组，并将所述数据分组作为RF电场的调制包络的示波器显示来显示在网页上。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述采样电路包括时钟脉冲发生器以及模数转换器，所述模数转换器响应于来自所述时钟脉冲发生器的时钟脉冲以及响应于所述检测器的输出用于产生序列群组的串行数据比特流，每个群组的数据比特表示所述天线接收到的调幅RF电场的振幅的样本。4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述场传感器单元包括电光转换器，电光转换器被连接以接收来自所述模数转换器的电输出并产生用于以光束形式传送与由所述模数转换器产生的所述串行数据比特流所表示的数据相对应的数据的调制光信号，所述设备包括光缆，光缆被连接至所述电光转换器以接收所述光束并将所述光束载运至所述场处理单元，以及其中所述接收器是连接至所述光缆的光接收器，以用于接收所述光束并生成与所述模数转换器产生的所述串行数据比特流相对应的数据比特流形式的电信号。5.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述场传感器单元包括电光转换器，电光转换器被连接以接收所述序贯样本以产生用于以光束形式传送与数字格式的所述序贯样本所表示的数据相对应的数据的调制光信号，所述设备包括光缆，光缆被连接至所述电光转换器以接收并向所述场处理单元载运所述光束，以及其中所述接收器是连接至所述光缆的光接收器，以用于接收所述光束并生成与所述序贯样本相对应的数据比特流的形式的电信号。6.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述采样电路包括时钟脉冲发生器以及模数转换器，所述模数转换器响应于来自所述时钟脉冲发生器的时钟脉冲以及响应于所述检测器的输出用于产生序列群组的串行数据比...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·盖尔卢皮，
申请(专利权)人：扩音器研究股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US