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用于光采样的示波器

阅读：487发布：2021-06-07

专利汇可以提供用于光采样的示波器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开一种用于光采样的示波器，包括电源板、光电转换器、采样时钟板和数字控制板，所述光电转换器、采样时钟板和数字控制板分别与电源板连接，所述光电转换器与采样时钟板连接，所述采样时钟板与数字控制板电连接，所述采样时钟板进一步包括第一射频连接器、第二射频连接器、采样保持器、模数转换器、缓存单元和时钟处理电路，所述光电转换器上串联有一采样电阻，此采样电阻一端与光电转换器连接，另一端连接有一第一开关，一第二开关与采样电阻和第一开关并联连接。本实用新型可以在每次上电后均进行检测，消除暗电流带来的影响，保证测试精度的同时减小每次测试之间因为其他噪声带来的误差，进一步提高采样示波器的检测精度。，下面是用于光采样的示波器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于光采样的示波器，其特征在于：包括电源板（1）、光电转换器（2）、采样时钟板（3）和数字控制板（4），所述光电转换器（2）、采样时钟板（3）和数字控制板（4）分别与电源板（1）连接，所述光电转换器（2）与采样时钟板（3）连接，所述采样时钟板（3）与数字控制板（4）电连接；
所述采样时钟板（3）进一步包括第一射频连接器（301）、第二射频连接器（302）、采样保持器（303）、模数转换器（304）、缓存单元（305）和时钟处理电路（306），所述时钟处理电路（306）分别与采样保持器（303）、模数转换器（304）连接，所述缓存单元（305）一端与模数转换器（304）连接，另一端与数字控制板（4）连接；
所述第一射频连接器（301）用于接收来自光电转换器（2）的电信号，所述第一射频连接器（301）用于接收来自外部的时钟信号，所述时钟信号经过一分频器（307）传输至一分路器（308），所述分路器（308）将时钟信号分为传输至时钟处理电路（306）的第一时钟信号和传输至数字控制板（4）的第二时钟信号；
所述光电转换器（2）上串联有一采样电阻（5），此采样电阻（5）一端与光电转换器（2）连接，另一端连接有一第一开关（6），一第二开关（7）与采样电阻（5）和第一开关（6）并联连接；
所述光电转换器（2）与采样电阻（5）、第一开关（6）形成第一回路，所述光电转换器（2）与第二开关（7）形成第二回路，所述采样电阻（5）两端分别连接有第一模数转换模块（8）、第二模数转换模块（9），此第一模数转换模块（8）和第二模数转换模块（9）分别与数字控制板（4）连接。
2.根据权利要求1所述的用于光采样的示波器，其特征在于：所述光电转换器（2）一端串联连接有一偏置电压模块（10）。
3.根据权利要求1所述的用于光采样的示波器，其特征在于：所述第一模数转换模块（8）、第二模数转换模块（9）与采样电阻（5）之间分别设置有一放大器（11）。

说明书全文

用于光采样的示波器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种示波器，属于通信设备技术领域。

背景技术

[0002] 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器中用到的光电二极管，是在反
向电压作用下工作的，有光照时，反向电流会迅速增大，而没有光照时，同样会产生微弱的
暗电流。暗电流范围大概在nA级别，这种电流级别的检测一直是难点，尤其是在成本有限并
且不方便进行外部校准的情形下。目前业界使用的方法是通过额外增加输出电路连接到设
备进行测试然后在软件中进行补偿。而外加设备进行补偿的方法会带来额外的设备需求，
并且不方便现场使用，且随着检测电路的老化，相关参数会发生一定的漂移。
实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是提供一种用于光采样的示波器，其可以在每次上电后均进行检测，消除暗电流带来的影响，保证测试精度的同时减小每次测试之间因为其他噪声带来
的误差，进一步提高采样示波器的检测精度。

[0004] 为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于光采样的示波器，包括电源板、光电转换器、采样时钟板和数字控制板，所述光电转换器、采样时钟板和数字控制
板分别与电源板连接，所述光电转换器与采样时钟板连接，所述采样时钟板与数字控制板
电连接；

[0005] 所述采样时钟板进一步包括第一射频连接器、第二射频连接器、采样保持器、模数转换器、缓存单元和时钟处理电路，所述时钟处理电路分别与采样保持器、模数转换器连
接，所述缓存单元一端与模数转换器连接，另一端与数字控制板连接；

[0006] 所述第一射频连接器用于接收来自光电转换器的电信号，所述第一射频连接器用于接收来自外部的时钟信号，所述时钟信号经过一分频器传输至一分路器，所述分路器将
时钟信号分为传输至时钟处理电路的第一时钟信号和传输至数字控制板的第二时钟信号；

[0007] 所述光电转换器上串联有一采样电阻，此采样电阻一端与光电转换器连接，另一端连接有一第一开关，一第二开关与采样电阻和第一开关并联连接；

[0008] 所述光电转换器与采样电阻、第一开关形成第一回路，所述光电转换器与第二开关形成第二回路，所述采样电阻两端分别连接有第一模数转换模块、第二模数转换模块，此
第一模数转换模块和第二模数转换模块分别与数字控制板连接。

[0009] 上述技术方案中进一步改进的方案如下：

[0010] 1. 上述方案中，所述光电转换器一端串联连接有一偏置电压模块。

[0011] 2. 上述方案中，所述第一模数转换模块、第二模数转换模块与采样电阻之间分别设置有一放大器。

[0012] 由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

[0013] 1、本实用新型用于光采样的示波器，其光电转换器上串联有一采样电阻，此采样电阻一端与光电转换器连接，另一端连接有一第一开关，一第二开关与采样电阻和第一开
关并联连接，所述光电转换器与采样电阻、第一开关形成第一回路，所述光电转换器与第二
开关形成第二回路，所述采样电阻两端分别连接有第一模数转换模块、第二模数转换模块，
此第一模数转换模块和第二模数转换模块分别与数字控制板连接，提供了一种简单易用的
光电转换器暗电流检测的方法，消除暗电流对采样示波器的影响，提高输入低光功率信号
时的采样示波器的检测精度，且操作简单易用，可以在每次上电后均进行检测并对差值进
行补偿，消除暗电流带来的影响，保证测试精度的同时减小每次测试之间因为其他噪声带
来的误差，进一步提高采样示波器的检测精度。

[0014] 2、本实用新型用于光采样的示波器，其采样时钟板进一步包括第一射频连接器、第二射频连接器、采样保持器、模数转换器、缓存单元和时钟处理电路，所述时钟处理电路
分别与采样保持器、模数转换器连接，所述缓存单元一端与模数转换器连接，另一端与数字
控制板连接，所述第一射频连接器用于接收来自光电转换器的电信号，所述第一射频连接
器用于接收来自外部的时钟信号，所述时钟信号经过一分频器传输至一分路器，所述分路
器将时钟信号分为传输至时钟处理电路的第一时钟信号和传输至数字控制板的第二时钟
信号，采用外部时钟信号，进一步保证了采样示波器的检测精度。
附图说明

[0015] 附图1为本实用新型用于光采样的示波器结构示意图；

[0016] 附图2为本实用新型用于光采样的示波器局部结构电气原理图。

[0017] 以上附图中：1、电源板；2、光电转换器；3、采样时钟板；301、第一射频连接器；302、第二射频连接器；303、采样保持器；304、模数转换器；305、缓存单元；306、时钟处理电路；307、分频器；308、分路器；4、数字控制板；5、采样电阻；6、第一开关；7、第二开关；8、第一模数转换模块；9、第二模数转换模块；10、偏置电压模块；11、放大器。

具体实施方式

[0018] 为了进一步解释本专利的技术方案，下面通过具体实施例来对本专利进行详细阐述。

[0019] 在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本
专利的限制。在本专利的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0020] 实施例1：一种用于光采样的示波器，包括电源板1、光电转换器2、采样时钟板3和数字控制板4，所述光电转换器2、采样时钟板3和数字控制板4分别与电源板1连接，所述光
电转换器2与采样时钟板3连接，所述采样时钟板3与数字控制板4电连接；

[0021] 所述采样时钟板3进一步包括第一射频连接器301、第二射频连接器302、采样保持器303、模数转换器304、缓存单元305和时钟处理电路306，所述时钟处理电路306分别与采
样保持器303、模数转换器304连接，所述缓存单元305一端与模数转换器304连接，另一端与
数字控制板4连接；

[0022] 所述第一射频连接器301用于接收来自光电转换器2的电信号，所述第一射频连接器301用于接收来自外部的时钟信号，所述时钟信号经过一分频器307传输至一分路器308，
所述分路器308将时钟信号分为传输至时钟处理电路306的第一时钟信号和传输至数字控
制板4的第二时钟信号；

[0023] 所述光电转换器2上串联有一采样电阻5，此采样电阻5一端与光电转换器2连接，另一端连接有一第一开关6，一第二开关7与采样电阻5和第一开关6并联连接；

[0024] 所述光电转换器2与采样电阻5、第一开关6形成第一回路，所述光电转换器2与第二开关7形成第二回路，所述采样电阻5两端分别连接有第一模数转换模块8、第二模数转换
模块9，此第一模数转换模块8和第二模数转换模块9分别与数字控制板4连接。

[0025] 上述光电转换器2一端串联连接有一偏置电压模块10。

[0026] 实施例2：一种用于光采样的示波器，包括电源板1、光电转换器2、采样时钟板3和数字控制板4，所述光电转换器2、采样时钟板3和数字控制板4分别与电源板1连接，所述光
电转换器2与采样时钟板3连接，所述采样时钟板3与数字控制板4电连接，所述光电转换器2
接收外部的待测试光信号，并将光信号转换为电信号，发送至第一射频连接器301；

[0027] 所述采样时钟板3进一步包括第一射频连接器301、第二射频连接器302、采样保持器303、模数转换器304、缓存单元305和时钟处理电路306，所述时钟处理电路306分别与采
样保持器303、模数转换器304连接，所述缓存单元305一端与模数转换器304连接，另一端与
数字控制板4连接；

[0028] 所述第一射频连接器301用于接收来自光电转换器2的电信号，所述第一射频连接器301用于接收来自外部的时钟信号，所述时钟信号经过一分频器307传输至一分路器308，
所述分路器308将时钟信号分为传输至时钟处理电路306的第一时钟信号和传输至数字控
制板4的第二时钟信号；

[0029] 所述光电转换器2上串联有一采样电阻5，此采样电阻5一端与光电转换器2连接，另一端连接有一第一开关6，一第二开关7与采样电阻5和第一开关6并联连接；

[0030] 所述光电转换器2与采样电阻5、第一开关6形成第一回路，所述光电转换器2与第二开关7形成第二回路，所述采样电阻5两端分别连接有第一模数转换模块8、第二模数转换
模块9，此第一模数转换模块8和第二模数转换模块9分别与数字控制板4连接。

[0031] 上述第一模数转换模块8、第二模数转换模块9与采样电阻5之间分别设置有一放大器11。

[0032] 采用上述用于光采样的示波器时，其提供了一种简单易用的光电转换器暗电流检测的方法，消除暗电流对采样示波器的影响，提高输入低光功率信号时的采样示波器的检
测精度，且操作简单易用，可以在每次上电后均进行检测并对差值进行补偿，消除暗电流带
来的影响，保证测试精度的同时减小每次测试之间因为其他噪声带来的误差，进一步提高
采样示波器的检测精度；

[0033] 另外，采用外部时钟信号，进一步保证了采样示波器的检测精度。

[0034] 使用时，先闭合第二开关，断开第一开关，分别采集第一模数转换模块和第二模数转换模块的数值ADC1和ADC2，因为此时采样电阻上不通过电流，所以ADC1与ADC2的差值计
算出电压偏差VD1是系统自身的偏差；再断开第二开关，闭合第一开关，分别采集第一模数
转换模块和第二模数转换模块的数值ADC1和ADC2，得到ADC1与ADC2的差值计算出电压偏差
VD2；用VD2减去VD1得到实际通过采样电阻的电流产生的电压差VD3；得到光电转换器的暗
电流I=VD3/R。

[0035] 上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。
凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之
内。

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