[发明专利]一种同轴脉冲电压测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测试同轴电缆线上耦合电磁脉冲电压的装置，即同轴脉冲电压测试装置。

背景技术

用于测试同轴电缆线上耦合电压的装置称为电流探头，目前市场上常见的电流探头叫做电流卡钳。电流卡钳采用互感器原理，通过电流的导线是互感器的初级，而电流探头则是互感器的次级，初、次级间存在一定的互感。电流卡钳在结构上存在磁芯，当测试频率进入微波波段时，磁芯材料在强电流和高频率下会出现磁饱和现象，从而引起测量结果的非线性失真。因此，电流卡钳的高频性能不甚理想，其频率高端仅能达到几十MHz，能够承载的功率也很小。电磁脉冲的频谱很宽，其频率高端通常会达到几百MHz、甚至几GHz，并且具有很高的电压和能量，采用电流卡钳对其进行测试，会出现非线性失真现象，无法得到准确的测试结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能对ns级上升沿的高频电磁脉冲电压信号进行准确测试的同轴脉冲电压测试装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种同轴脉冲电压测试装置，其特征在于，所述同轴脉冲电压测试装置包括：

同轴脉冲探头，其两个联接端分别接被测试电路两端，获取包含被测试电磁脉冲信息的电压波形；

AD电路，与所述同轴脉冲探头的输出端相连，将所述同轴脉冲探头输出的电压波形转换成数字信号；

校准补偿模块，与所述AD电路的输出端相连，对转换的数字信号进行处理，还原原始脉冲波形。

按上述方案，所述校准补偿模块是由DSP芯片实现的。

按上述方案，所述同轴脉冲探头包括接头状的硬同轴线和电场传感器，硬同轴线的两个端口分别为同轴脉冲探头的两个联接端，硬同轴线包括外导体和安设在外导体内腔的内导体，电场传感器嵌入在硬同轴线内腔的内、外导体之间，电场传感器与安设外导体一侧的同轴脉冲探头输出端相接。

按上述方案，所述的硬同轴线的特性阻抗与接入电路的特性阻抗相等，以减小驻波比。

按上述方案，所述硬同轴线内腔中填充有绝缘的填充介质。

按上述方案，所述电场传感器与所述硬同轴线的内外导体绝缘。

按上述方案，所述电场传感器的输出端为耦合端口，电场传感器在电磁场作用下产生感应电压，通过耦合端口将模拟信号传输给AD电路。

按上述方案，所述校准补偿模块的输出端可以与显示装置相连。

本发明的工作原理是：同轴脉冲探头获取包含被测试电磁脉冲信息的电压波形，AD电路的功能是将同轴脉冲探头输出的电压波形转换成数字信号，校准补偿模块对输出的数字信号进行处理，还原原始脉冲波形。

所述的同轴脉冲探头由硬同轴线和集成于其中的电场传感器组成。同轴脉冲探头有两个联接端和一个耦合端口。其中两个联接端分别连接被测试电路两端，被测试电路中的电磁脉冲电压或电流信号将在硬同轴线的内外导体之间建立电磁场分布。电场传感器等效于单极子天线，嵌入到硬同轴线的内外导体之间，不与内导体接触，在电磁场作用下产生感应电压，通过其耦合端口将模拟信号传输给AD电路。

所述的同轴脉冲探头的耦合端口连接AD电路的输入端，将感应电压的模拟信号转换为数字信号。该数字信号输入到校准补偿模块进行处理，其输出信号即为待测试的电磁脉冲电压波形，其原理如下。设AD转换后的耦合端口感应电压信号为u(n)，其中1≤n≤N，N为u(n)序列的长度，AD转换后将时域波形转换有限长的序列，其中采样频率为fs，采样时间长度为N/fs。对u(n)进行离散傅立叶变化，可得其频谱函数U(n)