依據(jù)項目要求,，研制一種用于測試飛機內(nèi)部電磁環(huán)境相關(guān)信號和電源線上產(chǎn)生的干擾發(fā)射電平電磁輻射的設(shè)備,。低頻模擬信號光傳輸設(shè)備采用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，加上相應(yīng)的控制邏輯,，與頻譜分析儀結(jié)合使用,，可精確測定飛機內(nèi)部真實的電磁模擬信號。
1 EMC測試光導(dǎo)傳輸設(shè)備的設(shè)計
飛機內(nèi)部有許多輻射源,，會在相關(guān)信號線和電源線上產(chǎn)生干擾發(fā)射電平,，為確保飛機內(nèi)部各機載設(shè)備之間能互不干擾地正常工作，在設(shè)計EMC測試光傳輸設(shè)備時,，不僅需要采用高精度的A／D芯片以精確測試出其電磁信號,，用于*估飛機電子系統(tǒng)、內(nèi)部設(shè)備及互連電纜對電磁輻射的承受能力,，還要保證被測的電磁信號在傳輸?shù)筋l譜分析儀的過程中不被飛機內(nèi)部電磁環(huán)境所干擾,，所以需要把采集到的電磁信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘栠M行傳輸，通過使用光纖傳輸,，以完全避免電磁輻射信號的干擾,，確保被測電磁信號的準(zhǔn)確性，并提高設(shè)備的可靠性,。
2 設(shè)備的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)框圖
EMC測試低頻光導(dǎo)傳輸設(shè)備由光發(fā)送單元和光接收單元組成,。光發(fā)送單元由背板,、控制板(包括電源單元、測試信號發(fā)生器單元及控制電路單元),、 1OMHz通道發(fā)送板(2通道)以及1MHz通道發(fā)送板(6通道)組成,；光接收單元由背板(包括電源單元、IEEE488接口單元),、10MHz通道接收板(2通道)以及1MHz通道接收板(6通道)組成,。如圖1所示。
3 EMC測試低頻模擬信號光傳輸設(shè)備的實現(xiàn)
3．1 1 MHz模擬光通道設(shè)計
EMC測試低頻光導(dǎo)傳輸設(shè)備1MHz模擬光通道包含6個低頻模擬信號光傳輸通道,，6個低頻傳輸通道的信號頻帶為100Hz～1MHz,，采用1550nm單縱模DFB激光器和AM直接強度調(diào)制技術(shù)，通過6芯單模光纖傳輸,，原理框圖如圖2,、圖3所示。
其原理是將100Hz～1MHz的低頻模擬信號直接調(diào)制在高性能激光器上,，調(diào)制成光強隨信號幅度變化的激光,，通過光纖進行長距離傳輸；接收端通過PIN光電探測器檢測和寬帶低失真運放的放大,，將光信號還原為電信號,。這種模擬光傳輸方式通過對器件的優(yōu)選保證設(shè)備具有較高的信噪比和較低的失真度,。
3．2 1 OMHz模擬光通道設(shè)計
2路10MHz模擬光傳輸通道的信號頻帶為DC～10MHz,，采用模數(shù)一數(shù)模的全數(shù)字調(diào)制方式，在單芯單模光纖中以1 3 1 Onm波長激光傳輸,。發(fā)送時對2個模擬傳輸通道高速采樣,，進行A／D轉(zhuǎn)換，通過光電轉(zhuǎn)換電路,，再復(fù)用到一根光纖上傳輸,；反之，接收時,，首先對從光纖上來的高速數(shù)字信號解復(fù)用成數(shù)字信號,，進行D／A轉(zhuǎn)換，還原成模擬信號,。圖4和圖5為10MHz通道的原理框圖,。由于10 MHz通道的傳輸信號頻率已經(jīng)比較高，為保證信號質(zhì)量,，本方案的2個10 MHz通道均采用8位A／D,、D／A轉(zhuǎn)換器，采樣速率為6O MHz,，理論上10 MHz通道的信噪比SNR≈(6．02N+1．76)dB,，可達(dá)48dB(用戶要求為36dB),。
3．3 控制電路設(shè)計
根據(jù)設(shè)備功能的要求，EMC測試低頻模擬信號光導(dǎo)傳輸設(shè)備的光接收機提供IEEE-488接口,，EMC站主控系統(tǒng)通過I．EEE-488接口對 EMC測試低頻模擬信號光傳輸設(shè)備發(fā)控制命令,，光接收機則通過專用控制光纖將控制命令傳至發(fā)送端(位于測試現(xiàn)場)。綜合上述要求,，設(shè)計EMC測試低頻模擬信號光傳輸設(shè)備的發(fā)送端和接收端之間一共需要三根光纖,，分別用于傳輸10MHz信號(已經(jīng)數(shù)字化并2路復(fù)用一根光纖)、1MHz信號(已經(jīng)數(shù)字化并6路復(fù)用一根光纖)及控制信號(本設(shè)備的控制信號為R8232數(shù)據(jù)),。
3．4 抗干擾設(shè)計
EMC測試低頻模擬信號光導(dǎo)傳輸設(shè)備為了精確測定飛機內(nèi)部真實的電磁輻射信號,，所以提高設(shè)備的抗電磁干擾能力尤為重要，為此,，主要考慮以下方面：光發(fā)送部分和光接收部分的機箱內(nèi)要四周密封,，內(nèi)部采用金屬隔離物以避免電磁干擾。發(fā)送端的AM激光器和接收端的PIN光電探測器也通過金屬圍欄與控制電路相隔離,，通過內(nèi)部隔板的電氣連線都經(jīng)濾波電容過濾,。在電源抗干擾方面必須把數(shù)字電源和模擬電源分開，避免數(shù)字信號干擾模擬信號,。同時,，優(yōu)異的去耦和出色的濾波也是降低噪聲的有效途徑，常用的做法是在電源輸入和輸出管腳加去耦電容和旁路電容,，去耦電容使電源模塊去除交流成分后的直流,，使得瞬態(tài)電流可以回流到地；旁路電容能消除高頻輻射噪聲和抑制高頻干擾,。
4 結(jié)語
本文采用光強直接調(diào)制和光電轉(zhuǎn)換技術(shù),，同時結(jié)合頻譜分析儀實現(xiàn)了對飛機內(nèi)部低頻電磁輻射信號的準(zhǔn)確測試，其技術(shù)實用而且可靠,，通過實踐檢驗,，該設(shè)備不僅可用于對飛機內(nèi)部的電磁測試，還可以用到其他的電磁環(huán)境測量中,，應(yīng)用前景廣泛,。