測量系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種測量系統，用來測量一接點的一信號特性。該測量系統包含有一接觸式測量單元，該接觸式測量單元包含有一探針，用來接觸該接點，以擷取該接點的信號；一輸出接口；多個電容，電性連接于該探針與該輸出接口之間，每一電容的一電容值相對應于一頻率范圍；以及一保護電路，其一端電性連接于該探針與該輸出接口之間，另一端電性連接于一地端；以及一頻譜分析儀，電性連接于該輸出接口，用來顯示該輸出接口所輸出的信號的能量相對于頻譜的信息，以測量該接點的該信號特性。本發明的測量系統可準確測量特定接點的信號特性，并可針對特定頻率范圍進行濾波，以測量特定頻率范圍下的信號特性。
【專利說明】測量系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測量系統，且特別涉及一種可通過一探針接觸一接點，以準確地測量該接點的一信號的特性，并通過多個電容，針對所欲測量的一特定頻率范圍進行濾波，于一頻譜分析儀顯示該信號的能量相對于頻譜的信息的測量系統。
【背景技術】
[0002]隨著科技的進步，現今電子產品都以小型化及高性能為目標，使得電路板上元件的分布密度不斷提升，電路的體積也大大地縮小。然而，當電路體積變得更小，更多元件擠在狹小的空間中，因而增加了彼此之間干擾的機會，其中電磁干擾(ElectiOmagneticinterference, EMI)是最令業界感到困擾的問題之一。由于電磁干擾所牽涉的因素繁多，以及處理時所需的專業指示較廣，長久以來，電磁干擾一直困擾著電子系統的設計工程師。然而，當科技產業的高度競爭，新產品的生命周期越來越短之時，如何快速解決電磁干擾問題，成為所有電子工程師所面臨的一大挑戰。
[0003]用來測量電磁干擾的一現有測量系統10可參考圖1。測量系統10包含有一頻譜分析儀104及一探棒106,用以測量一電路板102的電磁干擾。電路板102包含有電子兀件E1?E3及接點N1?N6,電子元件E1?E3通過接點N1?N6以及線路相互連接。探棒106的架構如圖2所示，探棒106包含有一圓形探針202、一連接線204及一輸出接口 206。若欲測量接點N1的電磁干擾，可將圓形探針202放置于接點N1旁，以測量接點N1所散發出的電磁干擾信號，接著，將此信號通過連接線204以及輸出接口 206傳輸至頻譜分析儀104，并于頻譜分析儀104上顯示該信號的能量相對于頻譜的信息。
[0004]然而，電路板102上每一接點N1?N6皆有可能散發出電磁干擾信號。以現有電磁干擾的測量方法測量接點N1的電磁干擾信號時，圓形探針202也可能接收到其它接點N2?N6所散發出的電磁信號，距離圓形探針202愈近的接點N2?N6,愈可能造成測量的誤差，進而影響測量結果。再者，當已知電路板102上具有超量電磁干擾，欲找出該超量電磁干擾源自于電路板102上哪一接點或哪一元件時，現有以圓形探針202測量電磁干擾的方法也無法取得精確的結果。
[0005]此外，針對電子裝置的電磁相容(Electromagnetic compatibility, EMC)以及電磁干擾，世界主要先進國家皆制定了規范標準，目前主流的規范標準是針對頻率范圍30MHz?IGHz之間的電磁干擾，其信號能量必須低于一特定值。然而，一般頻譜分析儀104為滿足各種不同需求，提供了較大的頻率測量范圍(例如:3MHz?3GHz)，無法針對特定需求，于一特定頻率范圍提供更精準的測量結果。有鑒于此，現有技術實有改進的必要。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的主要目的即在于提供一種可通過一探針接觸一接點，以準確地測量該接點的一信號的特性，并通過多個電容，針對所欲測量的一特定頻率范圍進行濾波，于一頻譜分析儀顯示該信號的能量相對于頻譜的信息的測量系統。[0007]本發明揭露一種測量系統，用來測量一接點的一信號特性，該測量系統包含有一接觸式測量單元，該接觸式測量單元包含有一探針，用來接觸該接點，以擷取該接點的信號；一輸出接口 ；多個電容，電性連接于該探針與該輸出接口之間，每一電容的一電容值相對應于一頻率范圍；以及一保護電路，其一端電性連接于該探針與該輸出接口之間，另一端電性連接于一地端；以及一頻譜分析儀，電性連接于該輸出接口，用來顯示該輸出接口所輸出的信號的能量相對于頻譜的信息，以測量該接點的該信號特性。
[0008]本發明另揭露一種測量方法，用來測量一接點的一信號特性，該測量方法包含有以一探針接觸該接點，以擷取該接點的信號；以及通過多個電容及一保護電路，將該接點的信號傳送至一頻譜分析儀，以通過該頻譜分析儀顯示信號的能量相對于頻譜的信息，以測量該接點的該信號特性；其中，該多個電容的每一電容的一電容值相對應于一頻率范圍。
[0009]本發明的測量系統可準確測量特定接點的信號特性，并可針對特定頻率范圍進行濾波，以測量特定頻率范圍下的信號特性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為現有一測量系統的不意圖。
[0011]圖2為現有一探棒的示意圖。
[0012]圖3為本發明實施例一測量系統的示意圖。
[0013]圖4為本發明實施例一接觸式測量單元的示意圖。
[0014]圖5為本發明實施例一電路的示意圖。
[0015]圖6為本發明實施例中，顯示一測量結果的一熒幕截圖。
[0016]圖7為本發明實施例另一接觸式測量單元的示意圖。
[0017]其中，附圖標記說明如下:
[0018]10 測量系統
[0019]102 電路板
[0020]104 頻譜分析儀
[0021]106 探棒
[0022]E1?E3電子元件
[0023]N1 ?N6 接點
[0024]202 圓形探針
[0025]204 連接線
[0026]206 輸出接口
[0027]30 測量系統
[0028]306 接觸式測量單元
[0029]402 探針
[0030]404 連接線
[0031]406 輸出接口
[0032]50 電路
[0033]502 輸入端
[0034]504 輸出端[0035]506保護電路
[0036]電容
[0037]60熒幕截圖
[0038]602信號強度分布圖
[0039]602X橫軸
[0040]602Y縱軸
[0041]604規范標準值
[0042]606信號強度讀值
[0043]608最大區間信號強度
[0044]610嚴格標準值
[0045]306’接觸式測量單元
[0046]702探針
[0047]706輸出接口
[0048]708殼體
【具體實施方式】
[0049]請參考圖3，圖3為本發明實施例一測量系統30的示意圖。如圖3所示，測量系統30的架構與圖1的測量系統10類似，故相同元件以相同符號表示。測量系統30與測量系統10不同之處在于測量系統30以一接觸式測量單元306取代測量系統10的探棒106，以通過接觸式測量方式，測量特定接點的電磁干擾情形。
[0050]詳細來說，接觸式測量單元306的架構如圖4所示，包含有一探針402、一連接線404及一輸出接口 406。探針402用來接觸一待測的接點，以擷取該接點的信號。舉例來說，若欲測量接點N1的信號，可通過探針402接觸接點N1,以擷取接點N1的信號。連接線404電性連接于探針402，用來傳輸該信號。而輸出接口 406電性連接于連接線404，用以銜接接觸式測量單元306以及頻譜分析儀104。輸出接口 406通常為一接頭，常見的接頭規格為一尼爾一康賽曼(Bayonet Neill-Concelman, BNC)連接器的規格。通過探針402所接收到的信號，可通過連接線404以及輸出接口 406傳輸至頻譜分析儀104，并于頻譜分析儀104上顯示該信號的能量相對于頻譜的信息。
[0051]以常見的電磁干擾信號測量為例，若欲測量接點N1的電磁干擾信號，可通過探針402接觸電路板102上的接點N1,以擷取接點N1的電磁干擾信號，并通過連接線404以及輸出接口 406將該電磁干擾信號傳輸至頻譜分析儀104，并于頻譜分析儀104上顯示該電磁干擾信號的能量相對于頻譜的信息。其中，電路板102上每一接點N1~N6皆可能散發出電磁干擾信號。而以探針402接觸接點N1以擷取電磁干擾信號的方式，可避免同時接收到其它接點N2~N6所散發出的電磁干擾信號。此外，當已知電路板102上具有超量的電磁干擾，欲找出該電磁干擾源自于電路板102上哪一接點或哪一元件時，可通過探針402 —一接觸于電路板102上每一接點N1~N6,分別測量每一接點N1~N6的電磁干擾信號，以找出哪一接點具有超量電磁干擾。
[0052]值得注意的是，針對電子裝置的電磁相容以及電磁干擾，世界主要先進國家皆制定了規范標準，目前主流的規范標準是針對頻率范圍30MHz~IGHz之間的電磁干擾，其信號能量必須低于一特定值。若欲測量一特定頻率范圍(如:30MHz?IGHz)之間的電磁干擾信號，為求測量結果準確，須排除其它頻率范圍的電磁干擾信號，僅允許該特定頻率范圍的電磁干擾信號通過。請參考圖5,圖5為本發明實施例一電路50的不意圖。電路50可設置于探針402及輸出接口 406之間，其包含有一輸入端502、一輸出端504、一保護電路506及電容C1?Cn。輸入端502電性連接于探針402，提供信號輸入的接口。輸出端504電性連接于輸出接口 406，提供信號輸出的接口。保護電路506的一端電性連接于輸入端502與輸出端504之間，另一端電性連接于一地端，以提供一放電路徑，避免由輸入端502流入的過大電流，通過輸出端504經輸出接口 406流至頻譜分析儀104，而造成頻譜分析儀104燒毀。常見的保護電路包含有一電阻或一齊納二極管(Zener diode)。電容C1?Cn電性連接于輸入端502及輸出端504之間，每一電容C1?Cn的一電容值相對應于一頻率范圍,可根據所欲測量的頻率范圍，決定每一電容C1?Cn的電容值。
[0053]詳細來說，若欲測量一較小特定頻率范圍的信號，可僅需使用一電容C1，將電容C1的電容值設定為相對應于該特定頻率范圍的電容值，以通過該頻率范圍的信號。若欲測量一較大特定頻率范圍的信號，則需使用多個電容C1?Cn，其中，每一個電容具有不同電容值，每一電容值相對應于一頻率范圍，而該較大特定頻率范圍等于將每一電容值相對應的頻率范圍組合而得的一總合頻率范圍。舉例來說，若欲測量的頻率范圍為電磁干擾所規范的頻率范圍(即30MHz?IGHz )，可使用四個電容C1?C4,將電容C1的電容值設定為0.1微法拉(microfarad, μ F)，0.1微法拉的電容值相對應于30MHz?200MHz的頻率范圍；另外，將電容C2的電容值設定為0.01微法拉，其相對應的頻率范圍為200MHz?400MHz ;將電容C3的電容值設定為1000皮法拉(picofarad, pF)，其相對應的頻率范圍為400MHz?800MHz ；再將電容C4的電容值設定為10皮法拉，其相對應的頻率范圍為800MHz?1GHz。將此四個電容的電容值所分別對應的四個頻率范圍組合而成的總合頻率范圍30MHz?1GHz，即所欲測量的頻率范圍。
[0054]電磁干擾的一測量結果可參考圖6，圖6為本發明實施例中，于頻譜分析儀104上顯示測量結果的一熒幕截圖60。熒幕截圖60包含有一信號強度分布圖602，而信號強度分布圖602中顯不以下信息:一規范標準值604、一信號強度讀值606、多個最大區間信號強度608以及一嚴格標準值610。信號強度分布圖602的橫軸602X為頻率，單位為赫茲(Hz)，測量的頻率范圍等于電磁干擾所規范的頻率范圍30MHz?IGHz ;縱軸602Y為信號強度，單位為分貝微伏特每米(dB μ V / m)o規范標準值604是臺灣經濟部標準檢驗局(Bureau ofStandards, Metrology and Inspection, B SMI)所規范的電磁干擾的標準值,其中測試等級Class A訂定以下規范:介于頻率范圍30MHz?230MHz之間，電磁干擾之信號強度上限為40dB μ V / m ;介于頻率范圍230MHz?IGHz之間，電磁干擾的信號強度上限為47dB μ V /m。信號強度讀值606為探針402接觸電路板102上的接點N1,于接點N1所測量到的信號強度。最大區間信號強度608將頻率范圍30MHz?IGHz分為多個頻率區間，于每一區間所取得的信號強度最大值。嚴格標準值610將規范標準值604的信號強度限制再降低6dB μ V /m，以提供更嚴格的規范。
[0055]值得注意的是，本發明的主要精神在于以探針402接觸一接點，以擷取該接點的信號，并利用多個具有不同電容值的電容C1-Cn，針對所欲測量的一特定頻率范圍進行濾波，以測量該特定頻率范圍下，該接點的一信號特性。本領域具通常知識者當可據以進行修飾或變化，而不限于此。舉例來說，本發明的應用不限于電磁干擾的測量，因此所欲測量的頻率范圍不一定為30MHz~1GHz，而可能是任何其它頻率范圍，如此一來，所使用的電容C1~Cn將不限于上述的數目以及電容值，而可根據所欲測量的頻率范圍任意選擇。
[0056]除此之外，接觸式測量單元306的實施也不限于上述方式。請參考圖7，圖7為本發明實施例另一接觸式測量單元306’的示意圖。接觸式測量單元306’包含有一探針702、一輸出接口 706及一殼體708。與接觸式測量單元306不同，接觸式測量單元306’并未包含連接線，然而，接觸式測量單元306’包含有一殼體708，用來包覆電容C1~Cn及保護電路506以及固定探針402及輸出接口 406。本領域具通常知識者可根據系統所需，決定是否需要連接線404及殼體708。此外，保護電路506的實施并不限于一電阻或一齊納二極管，也可能為兩者的組合，或其它能夠提供放電路徑以避免電流流至頻譜分析儀104，而造成頻譜分析儀104燒毀的元件。若保護電路506為一電阻，該電阻的電阻值可為50歐姆、100歐姆，或其它足以提供放電路徑的阻值，而不限于此。同樣地，輸出接口 406的實施也不限于尼爾一康賽曼連接器，其它實施方式可能包含F型(F-Type)連接器、M型(Μ-Type)連接器、N型(N-Type)連接器等，而不限于此。
[0057]在現有技術中，以圓形探針202測量接點N1所散發出的電磁干擾信號時，圓形探針202也可能接收到其它接點N2~N6所散發出的電磁信號，造成測量的誤差，進而影響測量結果；再者，當已知電路板102上具有超量電磁干擾，欲找出該超量電磁干擾源自于電路板102上哪一接點或哪一元件時，現有以圓形探針202測量電磁干擾的方法無法取得精確的結果；此外，一般頻譜分析儀104為滿足各種不同需求，提供了較大的頻率測量范圍，無法針對特定需求，于一特定頻率范圍提供更精準的測量結果。相較之下，本發明提供一種可通過探針402接觸接點，以準確地測量接點的信號特性的測量系統；且當已知電路板102上具有超量電磁干擾，欲找出該超量電磁干擾源自于電路板102上哪一接點或哪一元件時，
可通過探針402 --接觸于電路板102上每一接點N1~N6,分別測量每一接點N1~N6的
電磁干擾信號，以找出哪一接 點具有超量電磁干擾；除此之外，本發明更利用多個具有不同電容值的電容C1~Cn，針對所欲測量的一特定頻率范圍進行濾波，以測量該特定頻率范圍下，接點N1的信號特性。
[0058]綜上所述，本發明的測量系統可準確測量特定接點的信號特性，并可針對特定頻率范圍進行濾波，以測量特定頻率范圍下的信號特性。
[0059]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.一種測量系統，用來測量一接點的一信號特性，該測量系統包含有: 一接觸式測量單元,包含有: 一探針，用來接觸該接點，以擷取該接點的信號； 一輸出接口； 多個電容，電性連接于該探針與該輸出接口之間，每一電容的一電容值相對應于一頻率范圍；以及 一保護電路，其一端電性連接于該探針與該輸出接口之間，另一端電性連接于一地端；以及 一頻譜分析儀，電性連接于該輸出接口，用來顯示該輸出接口所輸出的信號的能量相對于頻譜的信息，以測量該接點的該信號特性。
2.如權利要求1所述的測量系統，其中該多個電容的多個電容值相對應于一總合頻率范圍，該總合頻率范圍是該每一電容的該電容值相對應的該頻率范圍的組合。
3.如權利要求2所述的測量系統，其中該總合頻率范圍相對應于所欲測量的該信號特性，并于該頻譜分析儀顯示該輸出接口所輸出的信號的能量相對于頻譜的信息時，顯示該總合頻率范圍。
4.如權利要求3所述的測量系統，其中該信號特性為電磁干擾。
5.如權利要求1所述的測量系統，其中該保護電路包含一電阻。
6.如權利要求5所述的測量系統，其中該電阻的阻值為50歐姆。`
7.如權利要求1所述的測量系統，其中該保護電路包含一齊納二極管。
8.如權利要求1所述的測量系統，其中該輸出接口符合一尼爾一康賽曼連接器的規格。
9.如權利要求1所述的測量系統，其還包含一連接線，該探針通過該連接線電性連接該輸出接口。
10.如權利要求9所述的測量系統，其中該連接線的接頭符合一尼爾一康賽曼連接器的規格。
11.如權利要求1所述的測量系統，其中該接觸式測量單元還包含一殼體，用來包覆該多個電容及該保護電路，以及固定該探針及該輸出接口。
12.一種測量方法，用來測量一接點的一信號特性，該測量方法包含有: 以一探針接觸該接點，以擷取該接點的信號；以及 通過多個電容及一保護電路，將該接點的信號傳送至一頻譜分析儀，以通過該頻譜分析儀顯示信號的能量相對于頻譜的信息，以測量該接點的該信號特性； 其中，該多個電容的每一電容的一電容值相對應于一頻率范圍。
13.如權利要求12所述的測量方法，其中該多個電容的多個電容值相對應于一總合頻率范圍，該總合頻率范圍為該每一電容的該電容值相對應的該頻率范圍的組合。
14.如權利要求13所述的測量方法，其中該總合頻率范圍相對應于所欲測量的該信號特性，并于該頻譜分析儀顯示信號的能量相對于頻譜的信息時，顯示該總合頻率范圍。
15.如權利要求14所述的測量方法，其中該信號特性為電磁干擾。
16.如權利要求12所述的測量方法，其中該保護電路包含一電阻。
17.如權利要求16所述的測量方法，其中該電阻的阻值為50歐姆。
18.如權利要求12所述的測量方法，其中該保護電路包含一齊納二極管。
19.如權利要求12所述的測 量方法，其中該輸出接口符合一尼爾一康賽曼連接器的規格。
【文檔編號】G01R23/16GK103575983SQ201210268173
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月30日 優先權日:2012年7月20日
【發明者】張泓愷, 蘇忠耀, 張秋賢 申請人:緯創資通股份有限公司