时域电压测量装置、测量校准装置及测量校准验证装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种非接触式板级射频电压时域测量装置，包括：示波器，电压探头，微带线和计算机；所述微带线固定在有板级射频电压输入的PCB板上，所述电压探头放置在所述PCB板上方，所述电压探头底端中心的投影落在所述微带线上，且所述电压探头与所述PCB板垂直，所述电压探头的输出端与所述示波器的第一采集通道相连接；所述电压探头检测所述微带线周围由所述板级射频电压产生的第一感应电动势，所述示波器采集所述第一感应电动势并将采集的第一感应电动势发送到计算机，所述计算机根据所述第一感应电动势计算所述板级射频电压。

Time domain voltage measuring device, measuring and calibrating device and measuring and calibrating device

The invention relates to a non-contact RF board level time domain voltage measuring device, including: oscilloscope, voltage probe, microstrip line and computer; the microstrip line is fixed on the PCB board has a board level RF voltage input, the voltage probe placed above the PCB plate, the piezoelectric probe bottom projection the fall in the end center of the microstrip line and the voltage probe and the PCB plate vertical, the first channel output end of the voltage acquisition probe with the oscilloscope connected; the first induction electromotive force around the voltage probe to detect the microstrip lines generated by the board level RF voltage. The first induction electromotive force transmitting the oscilloscope acquisition the first induction electromotive force and will be collected to the computer, the computer calculation of the board level RF voltage according to the first induction electromotive force.

【技术实现步骤摘要】
时域电压测量装置、测量校准装置及测量校准验证装置
本专利技术涉及射频电压频域测量
，特别是涉及一种时域电压测量装置、测量校准装置及测量校准验证装置。
技术介绍
所谓时域测量，就是测量该变量随时间的变化数据。非接触式的板级射频电压时域测量是当前高精密测试技术日益先进之后延伸出来的一个重要的测试课题。当前大部分的电流测试需要直接接触被测点，但是这种直接接触通常需要保证不干预被测系统。随着被测对象的日益复杂，有相当一部份是希望在微带线电压的同时不希望修改系统或者停止系统，这时，非接触式的板级射频电压时域测量非常有必要。传统的非接触式的板级射频电压时域测量方式适合于大电压的探测，当电压较小时，测量精确度较低。
技术实现思路
基于此，有必要针对电压较小时测量精确度较低的问题，提供一种时域电压测量装置、测量校准装置及测量校准验证装置。一种时域电压测量装置，包括：示波器，电压探头，待测PCB板微带线和计算机；所述电压探头放置在所述待测PCB板微带线的上方，使所述电压探头底端中心的投影落在所述待测PCB板微带线上，且所述电压探头与所述待测PCB板微带线垂直，所述电压探头的输出端与所述示波器的第一通道相连接，所述示波器的输出端与所述计算机相连接；所述电压探头利用电场耦合感应出由待测板级射频电压在所述待测PCB板微带线周围产生的感应电动势，所述示波器采集所述感应电动势并发送到计算机，所述计算机根据所述感应电动势计算所述待测板级射频电压。上述时域电压测量装置，通过将电压探头放置在规定位置处，检测并采集待测PCB板微带线周围的感应电动势，根据采集到的感应电动势计算所述待测板级射频电压，能够精确地测量出所述板级射频电压的时域波形，提高了测量精确度。一种时域电压测量校准装置，包括：校准PCB板微带线，电压探头，网络分析仪和负载；所述校准PCB板微带线的一端连接所述网络分析仪的第一端口，所述校准PCB板微带线的另一端连接所述负载，所述电压探头放置在所述校准PCB板微带线的上方，使所述电压探头底端中心的投影落在所述校准PCB板微带线上，且所述电压探头与所述校准PCB板微带线垂直，所述电压探头的输出端与所述网络分析仪的第二端口相连接；所述网络分析仪通过所述第一端口和第二端口测试由所述校准PCB板微带线与所述电压探头构成的二端口网络，得到用于对待测PCB板微带线的待测板级射频电压进行测量校准的校准因子。上述时域电压测量校准装置，通过将电压探头放置在规定位置处，并通过网络分析仪测试由校准PCB板微带线与电压探头构成的二端口网络，能够精确计算出用于对待测PCB板微带线的待测板级射频电压进行测量校准的校准因子，从而提高时域电压测量精确度。一种时域电压测量校准验证装置，包括：校准PCB板微带线，电压探头，示波器，任意波形发生器和计算机；所述电压探头放置在所述校准PCB板微带线的上方，使所述电压探头底端中心的投影落在所述校准PCB板微带线上，且所述电压探头与所述校准PCB板微带线垂直，所述电压探头的输出端与所述示波器的第一通道相连接；所述任意波形发生器的输出通道通过所述校准PCB板微带线连接至所述示波器的第二通道；所述任意波形发生器的输出通道通过所述校准PCB板微带线连接至所述示波器的第二通道；所述任意波形发生器向所述校准PCB板微带线输入电压信号，所述电压探头利用电场耦合感应出由所述电压信号在所述校准PCB板微带线周围产生的感应电动势，所述示波器通过所述第一通道采集电压探头输出的感应电动势，并通过所述第二通道采集所述校准PCB板微带线上的第二校准验证电压，所述计算机根据所述示波器采集到的感应电动势计算第一校准验证电压，并根据所述第一校准验证电压和第二校准验证电压对校准因子进行校验；其中，所述校准因子用于对待测PCB板微带线的待测板级射频电压进行测量校准。上述时域电压测量校准验证装置，通过将电压探头放置在规定位置处，通过任意波形发生器向所述校准PCB板微带线的一端输入任意波形的电压信号，通过示波器采集感应电动势与校准PCB板微带线上的第二校准验证电压，根据采集到的感应电动势计算第一校准验证电压，并根据所述第一校准验证电压和第二校准验证电压对校准因子进行校验，能够提高用于对待测PCB板微带线的待测板级射频电压进行测量校准的校准因子的精确度，从而提高时域电压测量精确度。附图说明图1为一个实施例的电压探头的示意图；图2为一个实施例的时域电压测量装置的结构示意图；图3为一个实施例的时域电压测量方法流程图；图4为一个实施例的时域电压测量校准装置的结构示意图；图5为一个实施例的校准PCB板微带线的示意图；图6为一个实施例的时域电压测量校准方法流程图；图7为一个实施例的时域电压测量校准验证装置的结构示意图；图8为一个实施例的时域电压测量校准验证方法流程图；图9为一个实施例的校准因子的示意图；图10(a)为一个实施例的校准验证环节中电压探头的输出电压；图10(b)为一个实施例的校准验证环节中根据电压探头的输出电压计算还原得到的第一校准验证电压；图10(c)为一个实施例的实际测得的板级射频电压。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行说明。本实施例提供一种时域电压测量装置，可包括待测印制电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)微带线，电压探头，示波器和计算机。各部分功能如下：电压探头：可用同轴线缆所制，利用电场耦合来探测射频电压产生的电场。在一个实施例中，该探头可由一个阻抗为50Ω的同轴线缆构成。如图1所示，探测部位由内导体外伸构成，在一个实施例中，外伸长度大概在1mm-3mm左右，太短会导致信号耦合太弱，太长会导致引入干扰太大。其原理是通过电场耦合来探测板级射频电压在被测微带线上产生的电场被测的板级射频电压v(t)在空间中产生交变电场，电压探头利用电场耦合感应出由这交变电场产生的感应电动势，电压探头的内导体与SMA(SubMiniatureversionA，超小型A型)头连接，所形成的感应电动势vP(t)通过探头的内导体和SMA头往信号采集设备进行传输，通常地，存在而即电压探头探测到的感应电动势与被测板级射频电压在空间中产生的电场成正比，被测板级射频电压在空间中产生的电场与被测射频电压成正比。因此通过采集vP(t)的信号可以推知被测的板级射频电压v(t)。示波器：电压探头的电压信号采集，示波器的一个通道(例如，通道1)连接电压探头读取探头所采集到的电压波形。在一个实施例中，通道的终端阻抗设为50Ω。为了与示波器形成阻抗匹配，微带线的阻抗可设计为50Ω。计算机：处理数据。上述时域电压测量装置的连接结构示意图如图2所示，所述电压探头放置在所述待测PCB板微带线的上方，使所述电压探头底端中心的投影落在所述待测PCB板微带线上，且所述电压探头与所述待测PCB板微带线垂直，所述电压探头的输出端与所述示波器的第一通道相连接，所述示波器的输出端与所述计算机相连接；所述电压探头利用电场耦合感应出由待测板级射频电压在所述待测PCB板微带线周围产生的感应电动势，所述示波器采集所述感应电动势并发送到计算机，所述计算机根据所述感应电动势计算所述待测板级射频电压。可选地，在一个实施例中，为了便于放置所述电压探头，本实施例的时域电压测量装置还可包括夹具、支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时域电压测量装置，其特征在于，包括：示波器，电压探头，待测PCB板微带线和计算机；所述电压探头放置在所述待测PCB板微带线的上方，使所述电压探头底端中心的投影落在所述待测PCB板微带线上，且所述电压探头与所述待测PCB板微带线垂直，所述电压探头的输出端与所述示波器的第一通道相连接，所述示波器的输出端与所述计算机相连接；所述电压探头利用电场耦合感应出由待测板级射频电压在所述待测PCB板微带线周围产生的感应电动势，所述示波器采集所述感应电动势并发送到计算机，所述计算机根据所述感应电动势计算所述待测板级射频电压。

【技术特征摘要】
1.一种时域电压测量装置，其特征在于，包括：示波器，电压探头，待测PCB板微带线和计算机；所述电压探头放置在所述待测PCB板微带线的上方，使所述电压探头底端中心的投影落在所述待测PCB板微带线上，且所述电压探头与所述待测PCB板微带线垂直，所述电压探头的输出端与所述示波器的第一通道相连接，所述示波器的输出端与所述计算机相连接；所述电压探头利用电场耦合感应出由待测板级射频电压在所述待测PCB板微带线周围产生的感应电动势，所述示波器采集所述感应电动势并发送到计算机，所述计算机根据所述感应电动势计算所述待测板级射频电压。2.根据权利要求1所述的时域电压测量装置，其特征在于，还包括：夹具，支架和样品台；所述电压探头固定在夹具上，安装了所述电压探头的夹具固定在支架上，使所述电压探头与所述PCB板垂直，且所述夹具固定在所述支架上后，所述支架在水平方向和垂直方向上可调；所述待测PCB板微带线固定在样品台上。3.根据权利要求1所述的时域电压测量装置，其特征在于，所述待测PCB板微带线两端通过SMA头焊接在PCB板上。4.根据权利要求1所述的时域电压测量装置，其特征在于，所述电压探头由同轴线缆构成，所述电压探头的探测部位由内导体外伸构成。5.根据权利要求1所述的时域电压测量装置，其特征在于，所述电压探头底端中心的投影在所述待测PCB板微带线的中心处，且所述电压探头底端与待测PCB板微带线表面的距离为1毫米。6.根据权利要求1至5任意一项所述的时域电压测量装置，其特征在于，所述计算机进一步根据以下方式计算所述待测板级射频电压：v(t)＝IFFT[FPK(ω)]；其中，FPK(ω)＝FP(ω)·K(ω)；FP(ω)＝FFT[vP(t)]；式中，v(t)为所述待测板级射频电压，vP(t)为所述感应电动势，K(ω)为校准因子。7.一种时域电压测量校准装置，其特征在于，包括：校准PCB板微带线，电压探头，网络分析仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：方文啸，丘海迷，邵鄂，陈立辉，黄云，恩云飞，刘远，陈义强，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44