Seikoh Giken光學(xué)耦合電場(chǎng)探頭性能如何

Siekoh Giken OEFS(光電場(chǎng)傳感器)光耦合電場(chǎng)探頭是一種非常獨(dú)特的儀器(圖1)。該公司開(kāi)發(fā)了一種技術(shù)，可以通過(guò)光纖捕獲和傳輸來(lái)自電場(chǎng)的幅度和頻率信息，并將其重新轉(zhuǎn)換為RF信號(hào)。光纖允許非侵入地進(jìn)行電場(chǎng)測(cè)量。許多制造商可以檢測(cè)電子場(chǎng)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字幅度，但必須通過(guò)其他方式捕獲頻率。通過(guò)將頻譜分析儀或示波器連接到輸出端口，您可以在頻域或時(shí)域中直觀地觀察重構(gòu)的RF信號(hào)。

公司的應(yīng)用工程師誠(chéng)實(shí)地嘗試識(shí)別系統(tǒng)的獨(dú)特用途。至于EMC測(cè)量，我可以看到用于遠(yuǎn)程監(jiān)控屏蔽半消聲室或儀器外殼內(nèi)的區(qū)域的系統(tǒng)。另一種用法可能是作為ESD電流檢測(cè)器，我稍后將對(duì)此進(jìn)行演示。

圖1 - Seikoh Giken C3-1055系統(tǒng)，帶有多個(gè)提供的探頭評(píng)論。

探針

Seikoh Giken有三種基本探針可用;三軸各向同性探頭，單軸(垂直或水平)偶極探頭和差分電壓探頭(差分觸點(diǎn)或SMA連接器類(lèi)型)。探頭的物理特性在圖2中說(shuō)明。

圖2 - 鈮酸鋰(LN)電氣的基本物理特性光學(xué)探針。如圖所示，Seikoh Giken。

非調(diào)制激光源通過(guò)單模光纖發(fā)送并進(jìn)入鋰鈮酸鋰(LN)晶體的光波導(dǎo)，在那里它是分成兩部分。雖然頻率保持不變，但振幅有效地減半。在分離器的上半部分，信號(hào)從AR涂層鏡子反射回來(lái)。在底部，信號(hào)通過(guò)電極和LN晶體。如果存在電場(chǎng)，則在電極之間產(chǎn)生電壓并使光信號(hào)上的折射率變化與電壓的折射率成比例。指數(shù)變化改變光信號(hào)的速度，產(chǎn)生相位調(diào)制(PM)。然后將PM信號(hào)與返回的未調(diào)制信號(hào)多路復(fù)用，并且組合波束形成幅度調(diào)制(AM)信號(hào)。 AM返回到控制器，在那里通過(guò)光電探測(cè)器檢測(cè)，解釋并轉(zhuǎn)換回電信號(hào)，在那里可以通過(guò)頻譜分析儀或示波器進(jìn)行測(cè)量。在電極的每一側(cè)放置電短路電容耦合偶極子元件(或直流電壓探頭)將探頭轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)或電壓傳感器。

電場(chǎng)測(cè)量

圖3 - 具有3D探頭的系統(tǒng)，測(cè)量來(lái)自附近天線(xiàn)的電場(chǎng)水平，由Red Oak Canyon可編程RF源驅(qū)動(dòng)。

在這里，我正在使用帶有地面徑向的小型單極天線(xiàn)測(cè)試三軸(3D)各向同性探頭。 Seiko Giken為此探頭提供定制的泡沫聚苯乙烯支架，可幫助正確定位三個(gè)軸。天線(xiàn)由Red Oak Canyon“RF Pro Touch”(參見(jiàn)參考文獻(xiàn))可編程RF合成器驅(qū)動(dòng)，調(diào)整到500 MHz，輸出為+10 dBm。該探頭最適用于測(cè)量半消聲室或TEM電池內(nèi)的場(chǎng)電平。探頭的頻率響應(yīng)為100 kHz至10 GHz，可檢測(cè)0.01至500 V/m的場(chǎng)電平。

圖4-從天線(xiàn)測(cè)量的500 MHz信號(hào)。

圖5 - 為了更寬帶的外觀，我現(xiàn)在用Aaronia 30100X有源天線(xiàn)測(cè)量射頻源，內(nèi)置40 dB增益射頻前置放大器。

可以連接通過(guò)其SMA連接器連接到差分電壓探頭的任何天線(xiàn)，以便使用傳統(tǒng)的EMI天線(xiàn)測(cè)量電場(chǎng)電平(圖5)。在這里，我連接了Aaronia的小型有源偶極天線(xiàn)(型號(hào)BicoLOG 30100X)(參見(jiàn)參考資料)。該天線(xiàn)內(nèi)置40 dB增益寬帶前置放大器，有助于提升信號(hào)電平。我們正在研究1到600 MHz的頻譜，您可以觀察FM廣播頻段以及其他幾個(gè)環(huán)境(圖6)。來(lái)自天線(xiàn)的500 MHz信號(hào)由朝向顯示器右側(cè)的大的窄尖峰表示。這種配置將允許半消聲室內(nèi)的測(cè)量完全光學(xué)耦合，而不是必須使同軸電纜穿過(guò)室壁處的隔板連接器。該技術(shù)將允許在特殊情況下進(jìn)行遠(yuǎn)程電子現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，例如危險(xiǎn)環(huán)境。

圖6 - 有源天線(xiàn)產(chǎn)生的頻譜顯示。該系統(tǒng)還在拾取FM廣播頻段以及其他幾種RF環(huán)境信號(hào)。 500 MHz信號(hào)是更高的尖峰。