控制电光探针增益和灵敏度的方法

摘要

本发明涉及控制电光探针增益和灵敏度的方法。一种控制测试和测量系统的增益或灵敏度的方法。该测试和测量系统包括主机、具有光发射器和光接收器的控制器、光电转换器、配件头以及被测试装置。该方法包括确定是否需要该测试和测量系统的增益或灵敏度调节，确定增益或灵敏度调节的量，以及响应于该测试和测量系统的增益或灵敏度调节的确定来调节该光发射器的激光器的输出功率。

说明书

本申请为分案申请，其母案的发明名称为“控制电光探针增益和灵敏度的方法”，申请日为2014年12月18日，申请号为201410787342.2。

技术领域

本公开一般涉及测试和测量系统以及信号采集配件，以及更具体地说，涉及使用光学传感器的信号采集配件。

背景技术

在电子工业中存在对于用以测量电信号的测试和测量仪器（诸如示波器、逻辑分析仪等）的日益增长的需求，该电信号被电流隔离并包含较高频率内容。测量被电流隔离并具有较高频率内容的电信号的一种方式是使用电光探针。

传统上，电光探针的增益和灵敏度是通过控制光电转换器的可变增益放大器而进行调节的。控制光电转换器的可变增益导致更高的灵敏度，但是导致测试和测量系统的总体带宽和频率响应上的降低。即，在已经发射光束并在被测试装置（DUT）处已经进行测量之后，在光电转换器处调节用于测试和测量系统的增益和/或灵敏度。通常，电光探针还需要用户开发专用集成电路（ASIC）以实现电光探针的期望参数。为了实现具有可调节增益的能力，动态范围、噪声、频率和带宽响应以及总体系统复杂性必须被折衷。

发明内容

所公开技术的某些实施例包括一种控制测试和测量系统的增益或灵敏度的方法。该测试和测量系统包括主机、具有光发射器和光接收器的控制器、配件头以及被测试装置。该方法包括确定是否需要测试和测量系统的增益或灵敏度调节、确定增益或灵敏度调节的量、以及响应于测试和测量系统的增益或灵敏度调节的确定来调节光发射器的激光器的输出功率。

所公开技术的某些实施例还包括一种测试和测量系统，其包括被测试装置、主机、具有连接到该被测试装置的光学传感器的配件头、以及连接到该配件头和主机的控制器。该控制器包括具有激光器的光发射器、光接收器以及光电转换器。该控制器被配置为调节光发射器的激光器的输出以调节来自被测试装置的测量的增益或灵敏度。

附图说明

图1图示了根据所公开技术的测试和测量系统。

图2图示了根据所公开技术的测试和测量系统的框图。

具体实施方式

在不一定按比例的附图中，所公开的系统和方法的相同或对应的元素由相同的附图标记来表示。

所公开技术的测试和测量系统具有使用配件头104中的光学传感器来从DUT 106感测被测试信号的测量的能力。参照图1，图示了一种测试和测量系统，其包括主机100、配件头104、以及从配件头104延伸到控制器102的光传输路径108。配件头104被连接到DUT106。控制器包含将光信号提供给配件头104以及将返回的光信号转换为电信号所需的信号采集探测电路。然后控制器102将得到的测量发送到主机100。

表示从控制器102输出的来自DUT 106的所测量信号的电信号被耦合到主机100内的采集电路，其将电信号转换成数字数据值，并将数据值存储在存储器（未示出）中或在显示器110上显示该数据。

图2是测试和测量系统的框图。如先前所述，测试和测量系统包括主机100、控制器102、配件头104和DUT 106。

配件头104包括光学传感器200，例如光学电压传感器。光学传感器可以是例如马赫-曾德尔（Mach-Zehnder）光学传感器。来自DUT 106的输入被连接到光学传感器200的输入信号电极202和204。光学传感器200还包括偏置电极206和208，其被连接到偏置控制（未示出）。光学传感器200中的波导210引导从位于控制器102内的光发射器212发出的光，以允许从DUT 106取得测量。当光经过波导210行进时，来自电极的电场引起被导向的光的相移，这允许从DUT 106取得电压测量。

如上面提到的，控制器102包括光发射器212，例如激光器。控制器102还包括光接收器214和光电转换器216。在操作中，控制器102中的光发射器212沿波导210将光束发射到光学传感器200。光学传感器200基于从光发射器212所接收到的光束读取来自DUT 106的输出，并将所得到的光束输出到光接收器214。光电转换器216将光接收器214处接收到的光信号转换为幅度调制的电信号，其表示DUT 106上正被测量的信号。

常规上，调节光电转换器216的增益以整体上改变测试和测量系统的灵敏度。例如，常规上，光电转换器216包括针对高灵敏度和低灵敏度的两个不同的增益设置。然而，如上所述，在接收器的增益中实现较大改变伴随着动态范围、噪声、频率响应和带宽以及总体系统复杂性方面的权衡。

在所公开的技术中，使用固定的光电转换器216，而不是改变光电转换器216处的增益设置。为了控制总体测试和测量系统的增益和灵敏度，调节光发射器212的输出功率。光发射器212通常被包含在反馈控制电路（未示出）中，该反馈控制电路监测来自发射器的输出功率，并且精确地控制对于发射器的驱动电流，以便将发射器输出功率保持在期望水平。该驱动电流可以随着光发射器212输出功率中的对应变化而在很宽的范围上被调节。也可以独立于驱动电流来控制光发射器212的波长和线宽。因为总体系统增益正比于发射器输出功率，发射器驱动电平中的该变化转换成总体系统增益中的对应变化。如果光发射器212的输出功率被调节，而不是如传统上所进行的那样调节光接收器214的放大器，则能够实现超过10倍的增益和灵敏度改变，而没有带宽和频率响应方面的降低。

光发射器212的输出由控制器102所控制。用户可以将配件头104的期望增益或灵敏度输入到主机100中。然后主机100将期望增益或灵敏度发送给控制器102，并且控制器102相应地调节光发射器212的输出功率。

相比于用户设置的期望增益或灵敏度，测量系统的增益或灵敏度也可以是在配件头104的校准或补偿例程期间所设置的可变增益控制。将校准信号发送到配件头104，并然后将来自配件头104的输出返回到光接收器214。然后将来自光接收器214的输出经由光电转换器216进行转换，并且将所得到的所转换的信号发送到主机100。根据发送到主机100的信号的输出，主机100可确定是否需要调节光发射器212中的激光器。

来自光发射器212的较强的光束通过配件头104中的光学传感器200从DUT 106提供较高的读数。较弱的光束可从DUT 106提供较低的读数。因此，如果测试和测量系统中需要较大增益，光发射器212的光束被设置为较高输出功率。

在光发射器212处调节激光器的输出功率而不是光电转换器216的增益，在不损失动态范围或频率和带宽能力的情况下允许了更高的增益和灵敏度。此外，总体测量系统不会变得更复杂，因为将不再需要用户在发射器中具有用于实现期望参数的ASIC或者具有复杂的增益控制电路。此外，在光发射器212处调节系统的增益和灵敏度允许总体系统中减少的噪声。

主机100可以是例如测试和测量仪器，诸如示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪或具有用于接纳配件装置的配件装置接口的类似的这种装置。

尽管图1中已经将控制器102示为由主机100供电的独立组件，但控制器102也可以是独立供电的控制器，或者可以放置在主机100内而不作为单独的组件。即，主机100可包括光发射器212、光接收器214和光电转换器216。

如本文所使用的术语“控制器”和“处理器”意在包括微处理器、微计算机、ASIC和专用硬件控制器。本发明的一个或多个方面可以被体现在由一个或多个计算机（包括监视模块）或其他装置所执行的计算机可用数据和计算机可执行指令中，例如体现在一个或多个程序模块中。一般而言，程序模块包括例程、程序、对象、组件、数据结构等，其在由计算机或其他装置中的处理器执行时，执行特定任务或实现特定抽象数据类型。计算机可执行指令可被存储在非瞬时性计算机可读介质（诸如硬盘、光盘、可移除存储介质、固态存储器、RAM等）上。如本领域技术人员将理解的，程序模块的功能性可在各种实施例中按需要而被组合或分布。此外，该功能性可以被整体或部分地体现在固件或硬件等同物（诸如集成电路、现场可编程门阵列（FPGA）等）中。特定数据结构可以被用来更有效地实现本发明的一个或多个方面，并且这样的数据结构在本文中所描述的计算机可执行指令和计算机可用数据的范围内是预料到的。

已经在所公开技术的优选实施例中描述和说明了所公开技术的原理，但应该清楚的是，在不背离这些原理的情况下，所公开技术可以在布置和细节上被修改。申请人要求保护所附权利要求的精神和范围内的所有修改和变化。