DE102005011624B4 - Method for testing an electric field strength in an electrical line structure and circuit arrangement equipped for carrying out the method - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Prüfen einer elektrischen Feldstärke in einer elektrischen Leitungsstruktur, mit den Schritten:
a) Setzen eines SMD-Bauelements auf die elektrische Leitungsstruktur, das einen optischen Kristall (4) umfasst, der ein Polarisationsverhalten zeigt, das von einer in dem optischen Kristall (4) vorliegenden elektrischen oder magnetischen Feldstärke abhängt, wobei der Kristall unter Freilassung einer Öffnung (5) für das Laserlicht metallisiert und aufgelötet sowie einen Freiraum in der elektrischen Leitungsstruktur überbrückend angeordnet wird,
b) Beaufschlagen des optischen Kristalls (4) mit polarisiertem Laserlicht einer Wellenlänge, bei der der optische Kristall (4) durchlässig ist,
c) Führen von Laserlicht, das aus dem optischen Kristall (4) reflektiert wird, durch einen Polarisator (10) hindurch und Detektieren dieses Laserlichts und
d) Berechnen der in der Leitungsstruktur vorliegenden elektrischen Feldstärke aufgrund einer Intensität des detektierten Laserlichts.Method for testing an electric field strength in an electrical line structure, comprising the steps:
a) placing an SMD device on the electrical conduction structure comprising an optical crystal (4) exhibiting a polarization behavior that depends on an electrical or magnetic field strength present in the optical crystal (4), the crystal leaving an opening (5) metallized and soldered for the laser light and bridging a free space in the electrical line structure,
b) impinging the optical crystal (4) with polarized laser light of a wavelength at which the optical crystal (4) is permeable,
c) passing laser light, which is reflected from the optical crystal (4), through a polarizer (10) and detecting this laser light and
d) calculating the electrical field strength present in the line structure on the basis of an intensity of the detected laser light.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen einer elektrischen Feldstärke in einer elektrischen Leitungsstruktur sowie auf eine Schaltkreisanordnung, die die elektrische Leitungsstruktur aufweist.The The invention relates to a method for testing an electric field strength in an electrical Wiring structure and a circuit arrangement, the electrical Has line structure.
Elektrische Flachbaugruppen, insbesondere Hochfrequenzbaugruppen und hochempfindliche Baugruppen sind einer Funktionsprüfung zu unterziehen, bei der insbesondere das Vorliegen einer zutreffenden elektrischen Feldstärke in bestimmten elektrischen Leitungsstrukturen zu testen ist.electrical Printed circuit boards, in particular high-frequency assemblies and high-sensitivity assemblies are a functional test subject to the existence of an appropriate electric field strength is to be tested in certain electrical line structures.
Zum Prüfen dieser elektrischen Feldstärke ist bisher beispielsweise ein Verfahren benutzt worden, bei dem ein koaxialer Prüfpunkt vorgesehen werden muss, der nachteiliger Weise viel Layoutfläche benötigt und unerwünschte Erdschleifen verursachen kann. Auch eine Feldgekoppelte Messung der zu testenden elektrischen Feldstärke ist bekannt, wobei jedoch mit großen Toleranzen gerechnet werden muss.To the Check this electric field strength So far, for example, a method has been used in which a coaxial checkpoint must be provided, which disadvantageously requires a lot of layout space and undesirable May cause ground loops. Also a field coupled measurement of to be tested electric field strength is known, but to be expected with large tolerances got to.
Allgemein entstehen bei Verfahren zum Prüfen einer elektrischen Feldstärke in einer elektrischen Leitungsstruktur nach dem Stand der Technik durch das Prüfen selbst hohe Störspannungen, wobei große Messtoleranzen vorliegen können.Generally arise during procedures for testing an electric field strength in an electrical line structure according to the prior art by testing even high interference voltages, being big Measuring tolerances may be present.
Die
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine Schaltkreisanordnung zum Prüfen einer elektrischen Feldstärke in einer elektrischen Leitungsstruktur anzugeben.outgoing This is the object of the invention, an improved Method and a circuit arrangement for testing an electric field strength in a specify electrical line structure.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens gelöst durch ein Verfahren zum Prüfen einer elektrischen Feldstärke in einer elektrischen Leitungsstruktur, mit den Schritten des Patentanspruchs 1.The The object is achieved with regard to the method by a method for Check an electric field strength in an electrical line structure, with the steps of the claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann in Schritt d) eine Intensitätsschwankung bestimmt werden, da das Verfahren zum Vermessen elektrischer Wechselfelder ausgelegt ist.at the method according to the invention may in step d) an intensity variation be determined because the method for measuring alternating electric fields is designed.
Die oben genannte Aufgabe wird hinsichtlich der Schaltkreisanordnung durch eine elektronische Schaltkreisanordnung mit einer elektrischen Leitungsstruktur gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 4 aufweist.The The above object is with respect to the circuit arrangement by an electronic circuit arrangement with an electrical Management structure solved, having the features of claim 4.
Erfindungsgemäß wird ein optischer Kristall verwendet, der als SMD-Bauelement aufgebaut ist, das auf eine zu prüfende elektrische Leitungsstruktur aufgesetzt wird. Er ist unter Freilassung einer beispielsweise spaltförmigen Öffnung für das polarisierte Laserlicht metallisiert und auf die Leitungsstruktur gelötet sowie einen Freiraum in der elektrischen Leitungsstruktur überbrückend angeordnet. Ein solcher Freiraum kann sowohl eine Unterbrechung in beispielsweise einer Leiterbahn eines Mikrostreifenleiters als auch ein von elektrischen Leitungsstrukturen freier Raum zwischen zwei Leiterbahnen wie beispielsweise bei einer symmetrischen Leitung sein.According to the invention is a used optical crystal, which is constructed as an SMD component, the to be tested electrical line structure is placed. He is under release an example gap-shaped opening for the polarized Laser light metallized and soldered to the line structure as well arranged a free space in the electrical line structure bridging. Such a free space can be both an interruption in example a trace of a microstrip conductor as well as one of electrical Line structures free space between two tracks such as be with a balanced line.
Als Materialien für den optischen Kristall kommen unter anderem Si- und III-V-Halbleiter-Kristalle, aber auch bevorzugt Lithiumniobat-Kristalle (LiNbO3) zum Einsatz. Diese Kristalle zeigen ein Polarisationsverhalten, das von einer darin vorliegenden elektrischen Feldstärke abhängt. Es können aber auch optische Kristalle zum Einsatz kommen, bei denen eine vorliegende magnetische Feldstärke ihr Polarisationsverhalten ändert. Solche optischen Kristalle sind beispielsweise Yttriumeisengranat oder Bi12SiO20. Ohne hiermit eine Auswahl zu treffen, wird die Erfindung nachfolgend in erster Linie unter Bezugnahme auf optische Kristalle mit einem Polarisationsverhalten beschrieben, das von einem elektrischen Feld abhängt.As materials for the optical crystal, among others, Si and III-V semiconductor crystals, but also preferably lithium niobate crystals (LiNbO 3 ) are used. These crystals show a polarization behavior which depends on an electric field strength present therein. However, it is also possible to use optical crystals in which an existing magnetic field strength changes its polarization behavior. Such optical crystals are, for example, yttrium iron garnet or Bi 12 SiO 20 . Without wishing to make a choice, the invention will be described below primarily with reference to optical crystals having a polarization behavior which depends on an electric field.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann in dem Schritt b) ein Puls-Laser zum Bereitstellen des Laserlichts, das polarisiert zu dem optischen Kristall gelangt, verwendet werden. Für eine möglichst große Messfrequenz ist es günstig, wenn ein Puls-Laser verwendet wird, der sich durch eine sehr geringe Pulsbreite, beispielsweise im Bereich von einigen 10 ps, auszeichnet. Eine geringe Pulsbreite des Puls-Lasers gestattet außerdem eine zeitaufgelöste Messung des in dem optischen Kristall vorliegenden elektrischen oder magnetischen Feldes. Durch zeitliches Verschieben des Laser-Pulses kann eine zeitliche Abtastung des elektrischen Feldes erfolgen.at an embodiment in step b) a pulse laser for providing the laser light, which comes polarized to the optical crystal can be used. For one preferably large measuring frequency is it cheap when using a pulse laser which is characterized by a very small pulse width, for example in the range of a few 10 ps. A small pulse width the pulse laser also allows a time-resolved measurement of the electrical or magnetic present in the optical crystal Field. By temporally shifting the laser pulse can be a temporal scan of the electric field.
Über die Messung der elektrischen oder magnetischen Feldstärke kann bei einem gegebenen Abstand zwischen elektrischen Komponenten, zwischen denen das elektrische Feld anliegt, eine zugehörige Spannung berechnet werden. Wenn ein (Leitungs-)Wellenwiderstand an der Messstelle bekannt ist, kann eine transportierte Leistung bestimmt werden. Es ist ebenso möglich, dass bei dem Verfahren, aber auch bei der Schaltkreisanordnung, wie sie in den Ansprüchen 4 bis 7 niedergelegt ist, an mehreren Stellen der elektrischen Leitungsstruktur, die jeweils mit einem optischen Kristall versehen sind, gemessen wird. Mit Hilfe der dann entstehenden stehenden Wellen kann auch ein Reflektionsfaktor bestimmt werden, mit dem die zu vermessende Leitung abgeschlossen wurde. Sie gestattet außerdem eine zeitaufgelöste Messung des in dem optischen Kristall vorliegenden elektrischen oder magnetischen Feldes. Durch zeitliches Verschieben des Laser-Pulses kann eine zeitliche Abtastung des elektrischen Feldes erfolgen.By measuring the electric or magnetic field strength, an associated voltage can be calculated for a given distance between electrical components between which the electric field is applied. If a (line) characteristic impedance at the measuring point is known, a transported power can be determined the. It is also possible that in the method, but also in the circuit arrangement as set forth in claims 4 to 7, at several points of the electrical line structure, which are each provided with an optical crystal, is measured. With the help of the standing waves then also a reflection factor can be determined, with which the line to be measured has been completed. It also allows a time-resolved measurement of the electrical or magnetic field present in the optical crystal. By temporally shifting the laser pulse, a temporal scanning of the electric field can take place.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention will be described below with reference to the drawings explained in more detail. It demonstrate:
Gegenstand
der Prüfung
ist eine Leiterbahn
Auf
einer zu untersuchenden Stelle der Leiterbahn
Die
Erfindung geht nunmehr davon aus, dass sich zwischen der auf einem
bestimmten Potential liegenden Leiterbahn
Zur
Beaufschlagung des optischen Kristalls
Allerdings
bewirkt ein in dem optischen Kristall
Das
aus dem optischen Kristall
In
der
Unabhängig von
den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen liefert der in
Claims (7)
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE102005011624A1 DE102005011624A1 (en) | 2006-09-28 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2740876A1 (en) * | 1995-11-03 | 1997-05-09 | Thomson Csf | ELECTRIC FIELD MEASURING DEVICE |
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| FR2740876A1 (en) * | 1995-11-03 | 1997-05-09 | Thomson Csf | ELECTRIC FIELD MEASURING DEVICE |
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