電磁脈沖電場測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量裝置，屬于電子信息領(lǐng)域，具體為電磁脈沖電場測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電磁脈沖技術(shù)和電磁脈沖效應(yīng)、EMC/I測量中，要求測試設(shè)備體積小，便于在電場內(nèi)部署，測試便攜，然而模擬光電傳輸和示波器測量，需要光發(fā)射機和光接收機模塊，難以實現(xiàn)小型化、便攜式測量，不便于在電場內(nèi)部任意部署，且對電場影響較大。
[0003]傳統(tǒng)測量方案都采用模擬量光纖傳輸和示波器測量技術(shù)，而該技術(shù)需要光發(fā)射機和光接收機模塊，難以實現(xiàn)小型化、便攜式測量，測試現(xiàn)場部署不便。另外該方案所測試的數(shù)據(jù)不便于分析和存儲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種對于測量的數(shù)據(jù)可存儲、回放和分析的電場測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)更有效更靈活的測量電場信號。
[0005]具體的技術(shù)方案為:
[0006]電磁脈沖電場測量系統(tǒng)，包括單極子天線、信號調(diào)理模塊、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、FPGA控制模塊、微控制器模塊、非易失性存儲模塊、DDR2存儲器模塊和電源模塊；
[0007]單極子天線連接在信號調(diào)理模塊上，信號調(diào)理模塊與高速模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接；高速模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微控制器模塊、非易失性存儲模塊、DDR2存儲器模塊分別與FPGA控制模塊連接；
[0008]單極子天線，用于感應(yīng)空間電場，將電場信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；
[0009]信號調(diào)理模塊，將單極子天線感應(yīng)輸出的電壓信號調(diào)理至適合高速AD采集的范圍內(nèi)；
[0010]高速模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊:用于將信號調(diào)理模塊輸出的電場信號進行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換；
[0011]FPGA控制模塊:用于接收高速模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的差分信號，并將差分信號轉(zhuǎn)換為單端信號，再經(jīng)過雙數(shù)據(jù)沿到單數(shù)據(jù)沿的轉(zhuǎn)換，降速處理之后，將數(shù)據(jù)暫存至DDR2存儲器模塊中；當(dāng)數(shù)據(jù)采集完畢后，F(xiàn)PGA控制模塊從DDR2存儲器模塊中將數(shù)據(jù)讀出并保存至非易失性存儲模塊中；
[0012]微控制器模塊，管理整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)、功耗、實時時鐘、與上位機通信、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移、初始化采樣參數(shù)；
[0013]非易失性存儲模塊，用于存儲電場數(shù)據(jù)；
[0014]DDR2存儲器模塊，用于暫存電場數(shù)據(jù)；
[0015]電源模塊，為整個電磁脈沖電場測量系統(tǒng)提供電源。
[0016]信號調(diào)理模塊包括阻抗變換和信號放大電路和單端信號轉(zhuǎn)差分信號電路，阻抗變換和信號放大電路分別與單極子天線、單端信號轉(zhuǎn)差分信號電路連接，單端信號轉(zhuǎn)差分信號電路與高速模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0017]阻抗變換和信號放大電路包括阻抗變換和放大電路。
[0018]FPGA控制模塊包括數(shù)據(jù)接收模塊、降速模塊、負延時觸發(fā)存儲模塊、數(shù)據(jù)暫存模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，以上模塊依次連接。
[0019]傳統(tǒng)的電場測量系統(tǒng)多數(shù)采用模擬量光纖傳輸和示波器測量技術(shù)，難以實現(xiàn)小型化、便攜式測量，同時，模擬電路易受溫度漂移、電壓漂移、噪聲干擾等因素的影響，從而影響電場測量的精度和效果。本發(fā)明提供的電磁脈沖電場測量系統(tǒng)，對于測量的數(shù)據(jù)可存儲，回放和分析，這樣使得系統(tǒng)更有效更靈活的測量電場信號。
[0020]由于電場米集系統(tǒng)工作在強電磁干擾和電磁福射的環(huán)境中，解決電磁兼容是一個復(fù)雜的問題，但是也是最重要的一個環(huán)節(jié)，為解決電磁兼容，本發(fā)明提供的電磁脈沖電場測量系統(tǒng)，外殼為屏蔽盒，由一整塊015X8cm3的鋁材圓柱加工而成，內(nèi)部銑出一個腔體，腔內(nèi)用于放置核心電路板，用蓋板蓋住，使屏蔽效果更好。腔內(nèi)底部開小孔，通過高頻SMA插座將天線伸出外殼。屏蔽盒設(shè)計簡潔，開孔少，屏蔽效果較好。
[0021]測量系統(tǒng)要求有較寬的頻帶，電磁脈沖效應(yīng)測量屬于時域?qū)掝l帶測量，信號的帶寬往往達到百兆赫茲以上?，F(xiàn)有低速的數(shù)字式電場測量系統(tǒng)，對信號的采樣率很低，采樣率最大僅有20MSPS，嚴重限制了系統(tǒng)測量帶寬，對于瞬態(tài)電場信號不能測量，從而，限制了系統(tǒng)的使用范圍。本發(fā)明提供的電磁脈沖電場測量系統(tǒng)，可以采集和分析瞬態(tài)電場信號，采樣率的提高，高達1.5GSPS，存儲帶寬高達1.6GBPS，對于采集數(shù)據(jù)的存儲帶寬也需相應(yīng)提高，從而滿足多功能高速率采集電場信號。
[0022]本發(fā)明提供的電磁脈沖電場測量系統(tǒng)，體積小，測試所需外圍部件少，測試方便，便于攜帶。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明的信號調(diào)理模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明的阻抗變換和信號放大電路；
[0026]圖4是本發(fā)明的FPGA控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0028]如圖1所示，電磁脈沖電場測量系統(tǒng)，包括單極子天線1、信號調(diào)理模塊2、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3、FPGA控制模塊4、微控制器模塊5、非易失性存儲模塊6、DDR2存儲器模塊7和電源模塊8 ；
[0029]單極子天線I連接在信號調(diào)理模塊2上，信號調(diào)理模塊2與高速模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3連接；高速模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3、微控制器模塊5、非易失性存儲模塊6、DDR2存儲器模塊7分別與FPGA控制模塊4連接；
[0030]單極子天線1，用于感應(yīng)空間電場，將電場信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；
[0031]信號調(diào)理模塊2，將單極子天線I感應(yīng)輸出的電壓信號調(diào)理至適合高速AD采集的范圍內(nèi)；
[0032]高速模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3:用于將信號調(diào)理模塊2輸出的電場信號進行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換；
[0033]FPGA控制模塊4:用于接收高速模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3輸出的差分信號，并將差分信號轉(zhuǎn)換為單端信號，再經(jīng)過雙數(shù)據(jù)沿到單數(shù)據(jù)沿的轉(zhuǎn)換，降速處理之后，將數(shù)據(jù)暫存至DDR2存儲器模塊7中；當(dāng)數(shù)據(jù)采集完畢后，F(xiàn)PGA控制模塊4從DDR2存儲器模塊7中將數(shù)據(jù)讀出并保存至非易失性存