在电子测试仪器中用于将输入信道隔离的装置制造方法及图纸

在电子测试仪器中用于将输入信道隔离的装置和方法一种电隔离设备，其中要被电隔离的信号通过乘法器和载波信号相混频，以产生调制的载波信号，该调制的载波信号通过隔离屏障然后被解调和滤波，并以此提取出原始输入信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及信号分析装置，尤其是涉及一种用于提供电隔离的方法和设备，例如，正在进行测试的信号(SUT)和电子测试设备之间的电隔离。
技术介绍
信号捕获设备或测试和测量设备例如数字存储示波器(DSOs)和类似设备，通过一个或多个各自的输入信道接收一个或多个正在进行测试的信号(SUT)。输入信道彼此电隔离以及与测试和测量设备的底板接地相隔离是很重要的。对于具有从DC到测量设备的带宽的频率的信号，这样的隔离是必需的。这样的隔离允许将多个正在进行测试的信号提供给测量设备，并且由相同的测量设备对多个正在进行测试的信号进行分析，而不会对正在进行测试的系统/信号造成影响。对于本领域的技术人员来说一种应用于宽带系统中的已知的隔离方法是所谓的“双通道方案”，其中，输入信号被分为两个信号；即，一个低频输入信号和一个高频输入信号。光耦合器用于低频信号(例如在1MHz下的信号)，宽带变压器被用于高频信号。遗憾的是，光耦合器的线性化实现起来既困难又昂贵，宽带线性变压器也很昂贵。另外，很难保证得出的被测信号的隔离的低端高频信号成分能够充分的完全匹配，使得可以将它们再组合以产生适合于由测试和测量设备进一步处理的“平滑”信号。
技术实现思路
在本专利技术中已经提出了现有技术中的这些和其他不足，本专利技术中的方法和设备采用避免“双通道方案”以及它固有困难的方式能够使宽带信号隔离。在一个实施例中包括电隔离设备(隔离器)，其中，乘法器将要被电隔离的信号和载波信号混频，以产生调制载波信号，该调制载波信号经过隔离屏障，然后被解调和滤波，从而提取出原始输入信号。在一个实施例中，本专利技术适合于一种设备，该设备包括调制器，用于将输入信号调制到载波信号上，从而产生调制载波信号，该调制载波信号具有与之相关的第一接地基准；隔离设备，用于处理该调制信号以产生相应的调制信号，该调制信号具有与之相关的第二接地基准；解调器，用于解调相应的调制信号和相应的载波信号从而产生已解调信号；和滤波器，用于从已解调信号中恢复相应的输入信号。附图说明本专利技术的教导通过下面结合附图所作的详细说明可以很容易的理解，其中图1描述了根据本专利技术的一个实施例的信号隔离系统的高级方框图；图2描述了根据本专利技术的实施例的方法的流程图；图3-6用图表描述了几个有助于理解本专利技术的波形图。为了便于理解，采用相同的附图标记来指示附图中共同采用的相同的部件。具体实施例方式本专利技术首先在测试和测量设备的范围内进行描述，例如数字存储示波器，模拟示波器和类似的设备。然而，所属领域的技术人员会意识到本专利技术可以有利地应用于期望相当宽的带宽信号的电隔离的任何环境中。图1描述根据本专利技术的一个实施例的信号隔离系统的高级方框图。特别地，图1中的系统100包括第一缓冲设备105，第一有源(active)混频器110，第一隔离设备120，第二隔离设备130，第二有源混频器140，第二缓冲设备145，振荡器150和滤波器160。应注意的是，第一缓冲设备105、第一混频器110与第二有源混频器140、第二缓冲设备145、振荡器150和滤波器160相互电隔离。系统100接收差分输入信号，并相应地产生包含隔离的或差分输入信号相应形式的差分输出信号。所属领域的技术人员应该理解的是，根据本专利技术的教导所提示的，图1中的系统100也可以采用非差分输入和输出信号来操作。然而，抗扰性和其他的因素使得差分输入信号的使用是所希望，虽然这并不是十分必要的。差分输入信号被第一缓冲设备105缓冲，并被耦合到有源混频器110。有源混频器110运行以将已被缓冲的差分输入信号和第一载波信号CARRIER相乘或调制，以产生已调制信号MOD。该已调制信号MOD被传送到第二个隔离设备130的输入部分。从第二隔离设备130的输出部分所产生的最后的被隔离信号被耦合到第二有源混频器140。第二有源混频器140接收第二载波信号CARRIER`，这个信号实质上和提供到第一有源混频器110的第一载波信号CARRIER相同(尽管与之隔离)。第二有源混频器140工作以解调已被隔离和调制的差分输入信号并由此产生解调差分信号DEMOD。解调差分信号DEMOD经由第二缓冲单元145被耦合到滤波器160。滤波器160工作以对已解调的差分信号DEMOD进行平滑滤波，并由此产生一个差分输出信号，其具有和差分输入信号的信号特性基本相似的信号特性。振荡器150产生第二载波信号CARRIER`，例如，方波，正弦波，三角波和类似的，它们具有几十到几百Mz范围的频率。该载波信号CARRIER`被直接耦合到第二有源混频器140，并且被间接的(通过第一隔离设备120)耦合到第一有源混频器110。因此，在这个实施例中，振荡器150的输出信号被用来对差分输入信号进行初始调制，然后对得到的已被隔离和调制的差分输入信号进行解调从而产生解调的差分信号DMOD。虽然以上描述的频率可用在需要这利带宽的测试和测量设备的范围内，但是根据特殊应用可以使用更小的频率(即1MHz以下)。在本专利技术的一个实施例中，每个缓冲器105，145包括模块AD8131缓冲器和模块AD8343有源混频器，这些模块都是由位于马萨诸塞州的诺伍德的模拟设备有限公司制造的。第一隔离器120和第二隔离器130可以包含包装在一起的作为模块A6801变压器的各个脉冲变压器，由位于加利福尼亚的圣地亚哥的脉冲工程技术有限公司提供的。第一隔离器120和第二隔离器130还可以包含有线形光耦合器，低功耗射频(RF)发射机/接收机对(也就是天线和相应的电路)，光纤设备和类似设备。应该注意的是需要隔离的频率相对来说是很高的，因此，象工作范围在DC以下的线性光耦合器的光学隔离设备是不必要的，即使这类设备可以在本专利技术的范围内使用。滤波器160可以包括贝塞尔滤波器，高斯滤波器，椭圆滤波器和其它类似滤波器。在一个实施例中，振荡器150包含一个产生方波的242.42MHz的振荡器，滤波器包含一个200MHz的5阶低通贝塞尔滤波器，第一隔离器120和第二隔离器130包含脉冲变压器。在该实施例中，第一有源混频器110工作以通过用±1与差分输入信号相乘来对差分输入信号进行调制(也就是对载波信号进行卷积操作)。利用这种方式，第一有源混频器110产生的信号MOD包含有通过例如转换操作而被方波相乘的差分输入信号。在该实施例中，第二有源混频器140工作以同步解调由第二隔离设备通过卷积而得到的已被隔离和调制的信号。图2描述了根据本专利技术的一个实施例的方法的流程图。当调制器(例如，第一有源混频器110)将输入信号调制到载波信号上时，图2的方法200进入到步骤210。参考方框215，载波信号可以包含一个正弦波，方波，锯齿波或其它波形。在步骤220，采用隔离设备(例如，第二隔离设备130)将经过调制的信号耦合到解调器(例如，第二有源混频器140)。参考方框225，隔离设备可以包含一个变压器，光耦合器，或其它的隔离设备。隔离设备是被用来确保和输入信号相关的接地基准可以相对于与随后的输出信号相关的接地基准浮动(float)。在步骤230，采用一个相应的载波信号对从隔离设备接收的隔离信号进行解调。参考方框235，依照第一有源混频器使用的调制方案类型，被用来执行这项任务的解调器(即，第二有源混频器140)可以包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：调制器，用于将输入信号调制到载波信号上，并从此产生调制载波信号，该调制载波信号具有与之相关的第一接地基准；隔离器，用于处理所述的调制信号以产生相应的调制信号，该调制信号具有与之相关的第二接地基准；解调 器，用于解调上述相应的调制信号和相应的载波信号并从此产生解调信号；和平滑滤波器，用于从上述解调信号中恢复相应的输入信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：JS伊斯特伍德，
申请(专利权)人：特克特朗尼克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]