EMC測(cè)試光導(dǎo)傳輸設(shè)備設(shè)計(jì)

根據(jù)項(xiàng)目要求，研制一種用于測(cè)試飛機(jī)內(nèi)部電磁環(huán)境相關(guān)信號(hào)和電源線上產(chǎn)生的干擾發(fā)射電平電磁輻射的設(shè)備。低頻模擬信號(hào)光傳輸設(shè)備采用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的控制邏輯，與光譜分析儀集成，可以準(zhǔn)確測(cè)量飛機(jī)內(nèi)的真實(shí)電磁模擬信號(hào)。

1.EMC測(cè)試光導(dǎo)傳輸設(shè)備設(shè)計(jì)

飛機(jī)內(nèi)部有許多輻射源，這將影響相關(guān)信號(hào)線和電源線上的發(fā)射水平。設(shè)計(jì)是為了確保飛機(jī)內(nèi)設(shè)備的正常運(yùn)行，在設(shè)計(jì)中EMC在測(cè)試光導(dǎo)傳輸設(shè)備時(shí)，不僅需要選擇高精度的設(shè)備A／D該芯片用于準(zhǔn)確測(cè)試其電磁信號(hào)，以評(píng)估飛機(jī)電子系統(tǒng).內(nèi)部設(shè)備和互聯(lián)電纜對(duì)電磁輻射的承載能力還需要確保測(cè)量的電磁信號(hào)在傳輸?shù)筋l譜分析儀的過程中不受飛機(jī)內(nèi)部電磁環(huán)境的影響。因此，有必要根據(jù)光纖傳輸?shù)氖褂茫瑢⑹占降碾姶判盘?hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，以避免電磁輻射信號(hào)的影響，確保待測(cè)電磁信號(hào)的準(zhǔn)確性，提高機(jī)器的穩(wěn)定性。

2.設(shè)備組成和結(jié)構(gòu)框圖

EMC測(cè)試低頻光導(dǎo)傳輸設(shè)備由光推模塊和光接收模塊組成。光推模塊由側(cè)板組成。.控制器(包括電源模塊).測(cè)試信號(hào)生成器模塊和操作電路單元).10MHz通道推送板(2通道)及其1MHz通道推送板(6通道)；光學(xué)接收模塊由側(cè)板(包括電源模塊)組成.IEEE488插口模塊).10MHz通道接收板(2通道)及其1MHz由通道接收板(6通道)組成。如圖1所示。

3.EMC測(cè)試低頻模擬信號(hào)光傳輸機(jī)的完成情況

3.1 1MHz模擬光通道設(shè)計(jì)

EMC測(cè)試低頻光導(dǎo)傳輸設(shè)備1MHz模擬光通道包括6個(gè)低頻模擬信號(hào)光傳輸通道，6個(gè)低頻傳輸通道的信號(hào)頻段為100Hz～1MHz，選用1550nm單縱模DFB激光器和AM根據(jù)6芯單模光纖傳輸，立即強(qiáng)度調(diào)制技術(shù)，原理框圖如圖2所示。

其原理是將100Hz～1MHz低頻模擬信號(hào)立即部署在高性能激光器上，部署為光強(qiáng)度隨信號(hào)強(qiáng)度變化的激光，并根據(jù)光纖進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸；接收端根據(jù)PIN光電探測(cè)器檢測(cè)和寬帶低丟失幀運(yùn)輸放大，光信號(hào)恢復(fù)到電信號(hào)。這種模擬光傳輸方法確保設(shè)備具有高信噪比和低失真度。

3.2 10MHz模擬光通道設(shè)計(jì)

2路10MHz模擬光傳輸通道的信號(hào)頻段為DC～10MHz，在單芯單模光纖中選擇131全數(shù)字調(diào)制方法Onm波長(zhǎng)激光傳輸。在推送過程中，快速取樣兩個(gè)模擬傳輸通道，并進(jìn)行A／D根據(jù)光電轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后復(fù)用到光纖上傳輸；相反，接受時(shí)，首先將光纖上的快速數(shù)據(jù)信號(hào)解復(fù)用為數(shù)據(jù)信號(hào)D／A轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。圖4和圖5為10MHz原理框圖，通道。因?yàn)?0MHz通道傳輸信號(hào)的頻率長(zhǎng)期以來一直很高。為了保證信號(hào)質(zhì)量，本方案有2個(gè)10個(gè)MHz通道均采用8位A／D.D／A采樣速率為6OMHz，本質(zhì)上10MHz通道的信噪比SNR≈(6．02N1．76)dB，可達(dá)48dB(客戶要求為36dB)。

3.3 控制電路設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)備功能的需要，EMC測(cè)試低頻模擬信號(hào)光導(dǎo)傳輸機(jī)的光接收器IEEE-488插口，EMC站主控系統(tǒng)依據(jù)IEEE-488插口對(duì)EMC測(cè)試低頻模擬信號(hào)光傳輸設(shè)備發(fā)送操作指令，光接收器通過特殊操作光纖將操作指令發(fā)送到推送端（位于測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)）。結(jié)合上述規(guī)定，設(shè)計(jì)EMC測(cè)試低頻模擬信號(hào)光傳輸機(jī)的推送端和接收端必須有三根光纖，分別用于傳輸10根光纖MHz信號(hào)(已經(jīng)智能化，2路復(fù)用一根光纖).1MHz信號(hào)(已經(jīng)是智能的，6路復(fù)用一根光纖)和操作信號(hào)(這臺(tái)機(jī)器的操作信號(hào)是R8232數(shù)據(jù))。

3.4 抗干擾設(shè)計(jì)

EMC為了準(zhǔn)確測(cè)量飛機(jī)內(nèi)的真實(shí)電磁輻射信號(hào)，提高機(jī)器的電磁干擾水平非常重要。因此，關(guān)鍵考慮以下幾個(gè)方面:光推送部分和光接收部分應(yīng)在機(jī)箱周圍密封，內(nèi)部應(yīng)使用金屬隔離物以防止干擾信號(hào)。AM激光器和接收端PIN光電探測(cè)器還通過金屬柵欄和控制電路進(jìn)行保護(hù)，并根據(jù)內(nèi)部擋板的電氣連接通過濾波電容。數(shù)字電源和模擬電源必須在電源抗干擾水平上分離，以防止數(shù)據(jù)信號(hào)影響模擬信號(hào)。同時(shí)，優(yōu)良的解耦和優(yōu)良的過濾也是降低噪聲的有效方法。常見的做法是在電源輸入和輸出引腳中添加解耦電容器和旁路電容器。解耦電容器在去除交流成分后使電源芯片流回地面；旁路電容器可以消除高頻輻射噪聲，抑制高頻干擾。

4. 結(jié)語

本文選擇了光強(qiáng)即時(shí)部署和光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，同時(shí)結(jié)合光譜分析儀完成了飛機(jī)內(nèi)低頻電磁輻射信號(hào)的精確EMC測(cè)試，其技術(shù)易于使用和可靠，根據(jù)實(shí)踐檢查，該設(shè)備不僅適用于飛機(jī)內(nèi)的電磁試驗(yàn)，也可用于其他電磁環(huán)境測(cè)量，應(yīng)用前景廣闊。