JPH03131772A - Voltage detecting device - Google Patents

Voltage detecting device

Info

Publication number
JPH03131772A
JPH03131772A JP1270941A JP27094189A JPH03131772A JP H03131772 A JPH03131772 A JP H03131772A JP 1270941 A JP1270941 A JP 1270941A JP 27094189 A JP27094189 A JP 27094189A JP H03131772 A JPH03131772 A JP H03131772A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
timing
light source
measured
pulse
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1270941A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2553715B2 (en
Inventor
Hironori Takahashi
宏典 高橋
Shinichiro Aoshima
紳一郎 青島
Yutaka Tsuchiya
裕 土屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP1270941A priority Critical patent/JP2553715B2/en
Publication of JPH03131772A publication Critical patent/JPH03131772A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2553715B2 publication Critical patent/JP2553715B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

PURPOSE:To take an accurate measurement without the distortion of an electric signal to be measured due to an electric chopper by controlling the turn-on timing of a pulse light source by using a pulse-modulated sweep signal. CONSTITUTION:A pulse light source driving device 42 turns on a laser diode LD 32 at a frequency synchronized with the repetitive frequency of the electric signal to be measured. A waveform generated by imposing pulse modulation on a saw-tooth wave is used for the sweep signal of this turn-on timing. When the turn-on timing of the LD 32 is controlled with this sweep signal, laser pulse light emitted by the LD 32 at this time is turned on in the former half of a turn-on period T2 and off in the latter half and a sampling point is shifted from a reference point corresponding to the level of the electric signal to be measured, to obtain a modulated output. Consequently, the distortion of the electric signal to be measured which is caused by the electric chopper is eliminated and the measurement is accurately performed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【産業上の利用分野1 この発明は、被測定電気信号の電圧変化に対応して屈折
率が変化する電気光学材料を用いた電圧検出装置に関す
る。 【従来の技術】 従来、電気光学効果を有する電気光学材料、例えばLi
TaO3結晶を用いて、集積回路等における被測定物の
所定部分の電圧を非接触で測定する電圧検出装置が知ら
れている。 このような電圧検出装置は、例えば第10図に示される
ように、電気光学材料2、偏光子3及び検光子4を含む
光変調器1に、被測定電気信号発生装置5からの電気信
号を電気チョッパ−6を介して、電気光学材料2に印加
し、この状態で、レーザダイオード7からのレーザパル
ス光を照射し、光変調器1を通過した光を光検出器8に
より検出して、これを同期増幅器9により増幅し、信号
処理装置10により電気信号波形を形成するものである
。 ここで、被測定電気信号発生装置5からの電気信号は、
トリガ信号発生装置11からのトリガ信号に基づいて発
生される。又、トリガ信号発生装g111からは、パル
ス光源駆動装置12にもトリガ信号が出力され、パルス
光源駆動装置12はレーザダイオード7をパルス点燈さ
せると共に、その点燈タイミングをもコントロールする
ようにされている。 又、前記電気チョッパー6からは、前記同期増幅器9に
対して参照信号が出力され、更に、前記電燈タイミング
制御装置12からは、掃引信号が信号処理装置10に出
力されるようになっている。 従って、レーザダイオード7からの出射光は、偏光子3
により、ある偏波面だけの成分とされ、更に電気光学材
料2に入射して、被測定電気信号によって、その偏波面
が変調されることになる。 偏波面が変調された電気光学材料2からの出射光は、検
光子4を通ることにより、ある偏波面成分のみが取り出
され、このとき、偏波面の変調が光強度の変調に変換さ
れる。 検光子4からの出射光は、前記光検出器8により充電変
換され、例えばロックインアンプからなる同期増幅器9
によって、高感度、低雑音に増幅される。 この場合、被検出信号は、前記同期増幅器9の増幅周波
数に合せて変調される必要があり、このため従来は、前
述の如く、被測定電気信号発生装置5と光変調器1の間
に電気チョッパー6等を介在させて、被測定電気信号を
オン/オフさせている。電気チョッパー6のオンの時は
、電気光学材料2に電圧が印加されるのでレーザパルス
光はここで変調され、又オフのときは電圧が印加されな
いのでレーザパルス光は変調されない。 ここで、前記レーザダイオード7は短パルス動作してい
るので、上記装置の場合、第11図(A>に示される被
測定電気信号波形は、第11図(B)(C)に示される
ように短パルス光で、例えばa点、b点、0点のように
サンプリング計測されることになる。従って、サンプリ
ング点を順次移動させていけば、被測定電気信号波形全
体を得ることができる。このため従来は、前記パルス光
源駆動装置12において、第12図に示される掃引信号
を用いて順次サンプリング点を移動させている。 一方、このサンプリング点の移動に同期した掃引信号が
、信号処理装置10に入力され、該信号処理装置10は
、同期増幅器9の出力信号と前記掃引信号とから、被測
定電気信号の全体の波形を形成することができる。 従って、例えば前記トリガ信号発生装置11が100M
Hzで動作しているときには、掃引信号により、点燈タ
イミングを10nsecの間隔で移動させれば、全波形
を把握できることになる。この際の移動は、低速でよく
、例えば第12図に示されるように、1秒間かけて点燈
タイミングを10nsec遅らせるようにしてもよい。 第13図(A)〜(D)に、3つのサンプリング点a、
b、cにおける被測定電気信号、偏光子への入射光、検
光子からの出射光、光検出器からの出力をそれぞれ比較
して示す。 出射光の強度は、各サンプリング点燈の電圧に対応して
、電気チョッパー6がオンのときのみ該13図(C)に
示されるように増大される。従って第13図(D>に示
されるように、光検出器8からの出力もこれに応じて変
化し、同期増幅器9の出力は、第14図に示されるよう
になる。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD 1 This invention relates to a voltage detection device using an electro-optic material whose refractive index changes in response to changes in the voltage of an electrical signal to be measured. [Prior Art] Conventionally, electro-optic materials having an electro-optic effect, such as Li
2. Description of the Related Art A voltage detection device is known that uses a TaO3 crystal to non-contactly measure the voltage at a predetermined portion of an object to be measured, such as an integrated circuit. For example, as shown in FIG. 10, such a voltage detection device transmits an electrical signal from an electrical signal generating device to be measured 5 to an optical modulator 1 that includes an electro-optic material 2, a polarizer 3, and an analyzer 4. is applied to the electro-optical material 2 through the electric chopper 6, and in this state, a laser pulse light from the laser diode 7 is irradiated, and the light that has passed through the optical modulator 1 is detected by the photodetector 8. This is amplified by a synchronous amplifier 9, and an electric signal waveform is formed by a signal processing device 10. Here, the electrical signal from the electrical signal generator to be measured 5 is
It is generated based on a trigger signal from the trigger signal generator 11. Further, the trigger signal generator g111 outputs a trigger signal to the pulsed light source driving device 12, and the pulsed light source driving device 12 not only turns on the laser diode 7 in pulses, but also controls the lighting timing. ing. Further, the electric chopper 6 outputs a reference signal to the synchronous amplifier 9, and the electric light timing control device 12 outputs a sweep signal to the signal processing device 10. Therefore, the light emitted from the laser diode 7 is transmitted to the polarizer 3.
As a result, it becomes a component of only a certain plane of polarization, which is further incident on the electro-optic material 2, and the plane of polarization is modulated by the electrical signal to be measured. The light emitted from the electro-optic material 2 whose polarization plane has been modulated passes through the analyzer 4 to extract only a certain polarization plane component, and at this time, the modulation of the polarization plane is converted into modulation of light intensity. The light emitted from the analyzer 4 is charged and converted by the photodetector 8, and is then charged and converted by the photodetector 8, and is then charged and converted by the synchronous amplifier 9, which is a lock-in amplifier, for example.
The signal is amplified with high sensitivity and low noise. In this case, the signal to be detected needs to be modulated in accordance with the amplification frequency of the synchronous amplifier 9. For this reason, conventionally, as described above, an electric signal is connected between the electrical signal generator to be measured 5 and the optical modulator 1. A chopper 6 or the like is interposed to turn on/off the electrical signal to be measured. When the electric chopper 6 is on, a voltage is applied to the electro-optic material 2, so the laser pulse light is modulated there, and when it is off, no voltage is applied, so the laser pulse light is not modulated. Here, since the laser diode 7 operates in short pulses, in the case of the above device, the waveform of the electrical signal to be measured shown in FIG. Then, sampling measurement is performed using short pulse light at, for example, point a, point b, and point 0. Therefore, by sequentially moving the sampling points, the entire waveform of the electrical signal to be measured can be obtained. For this reason, conventionally, the pulsed light source driving device 12 sequentially moves the sampling point using the sweep signal shown in FIG. 10, and the signal processing device 10 can form the entire waveform of the electrical signal to be measured from the output signal of the synchronous amplifier 9 and the sweep signal. 100M
When operating at Hz, the entire waveform can be grasped by moving the lighting timing at intervals of 10 nsec using a sweep signal. The movement at this time may be at a low speed, and for example, as shown in FIG. 12, the lighting timing may be delayed by 10 nsec over one second. In Fig. 13 (A) to (D), three sampling points a,
The electrical signals to be measured, light incident on the polarizer, light emitted from the analyzer, and output from the photodetector in b and c are shown in comparison. The intensity of the emitted light is increased as shown in FIG. 13(C) only when the electric chopper 6 is on, corresponding to the voltage of each sampling light. Therefore, as shown in FIG. 13 (D>), the output from the photodetector 8 changes accordingly, and the output of the synchronous amplifier 9 becomes as shown in FIG. 14.

【発明が解決しようとする課題] 前記従来の電圧検出装置では、同期信号に合せて電気チ
ョッパー6を動作させて、光検出器8の出力を変調させ
ているが、この方法では、被測定電気信号発生器5と光
変調器1との間に電気チョッパー6という素子が入るこ
とになり、構成が複雑になるという問題点がある。 又、電気チョッパー6を介して、被測定電気信号を電気
光学材料2に印加しているので、該被測定電気信号の波
形が歪み、測定が正確でないという問題点がある。特に
、広帯域に亘って特性の良い電気チョッパーを得ること
は困難であるので、波形歪みによる問題点が顕著となる
。 この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、電気チョッパー等を用いることなく、従って被測
定電気信号に何ら歪み等を与えることなく、高感度且つ
低雑音の増幅を行うことができ、且つ構成が簡単である
電圧検出装置を提供することを目的とする。 (課題を解決するための手段] この発明は、被測定電気信号の電圧変化に対応して屈折
率が変化する電気光学材料を用いた電圧検出装置におい
て、パルス光を発生するパルス光源と、前記電気光学材
料と偏光子と検光子とからなる光変調器と、光変調器へ
の光入射手段と、光変調器からの光出射手段と、光出射
手段から出射されたパルス光を受光して電気信号に変換
する光検出器と、この光検出器の出力信号を増幅する同
期増幅器と、前記パルス光源を、前記被測定電気信号と
同期してパルス点燈させると共に、その点燈タイミング
を、前記同期増幅器と同期してパルス変調させるパルス
光源駆動装置と、を設けることにより上記目的を達成す
るものである。 又、前記パルス光源駆動装置が、前記パルス光源を、前
記被測定電気信号の繰返し周波数と同一整数倍、又は、
整数分の1の繰返し周波数で点燈すると共に、点燈タイ
ミングを、基準となる第1のタイミング及びこの第1の
タイミングに対して、タイミングをずらした第2のタイ
ミングをとり、且つ、前記同期増幅器の増幅周波数で、
前記第1及び第2の点燈タイミングを交互にスイッチン
グするようにして上記目的を達成するものである。 又、前記パルス光源駆動装置を、前記第2の点燈タイミ
ングを、基準となる第1の点燈タイミングに対して、順
次ずらしていくようにして上記目的を達成するものであ
る。 又、前記パルス光源駆動装置を、前記第1と第2の点燈
タイミングの間隔が一定のまま両者のタイミングが順次
変更されるように構成することにより上記目的を達成す
るものである。 又、前記パルス光源駆動装置を、第1のタイミングと第
2のタイミングの一方又は両方のタイミング変化量が単
位時間当り一定となるように構成して上記目的を達成す
るものである。 更に又、前記パルス光源駆動装置を、前記第1と第2の
タイミングの間隔が、前記パルス信号のパルス幅程度と
なるようにして前記同期増幅器の出力信号を用いて被測
定電気信号の微分波形を得ることにより上記目的を達成
するものである。 又、前記信号処理装置を、前記同期増幅器の出力を順次
加算あるいは積分する加算回路あるいは積分回路を備え
るようにして上記目的を達成するものである。 又、前記パルス光源を、レーザダイオードとすることに
より上記目的を達成するものである。 更に又、前記パルス光源駆動装置を、入力電圧に比例し
て、パルス光源点燈のタイミングを変化させることがで
きるタイミングilJ御装置を備えるようにして上記目
的を達成するものである。 【作用】 この発明においては、パルス光源駆動装置が従来の電気
チョッパーの機能を兼ねていて、パルス変調された掃引
信号を用いて、パルス光源の点燈タイミングを制御する
ことにより、被測定電気信号にチョッパーをかけたと同
様の作用をさせ、これによって、電気チョッパー等のチ
ョッパー手段を用いることなく、従来と同様の電圧波形
を得ることができる。 従って、電気チョッパーによる被測定電気信号波形の歪
みがないので、より正確な測定を行うことができる。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional voltage detection device, the electric chopper 6 is operated in accordance with the synchronization signal to modulate the output of the photodetector 8. An element called an electric chopper 6 is inserted between the signal generator 5 and the optical modulator 1, resulting in a problem that the configuration becomes complicated. Further, since the electrical signal to be measured is applied to the electro-optical material 2 via the electric chopper 6, there is a problem that the waveform of the electrical signal to be measured is distorted and the measurement is not accurate. In particular, since it is difficult to obtain an electric chopper with good characteristics over a wide band, problems caused by waveform distortion become significant. This invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is an object of the present invention to perform high-sensitivity and low-noise amplification without using an electric chopper or the like, and therefore without giving any distortion or the like to the electrical signal to be measured. It is an object of the present invention to provide a voltage detection device that can perform the following functions and has a simple configuration. (Means for Solving the Problems) The present invention provides a voltage detection device using an electro-optic material whose refractive index changes in response to changes in the voltage of an electrical signal to be measured. A light modulator comprising an electro-optic material, a polarizer, and an analyzer, a means for introducing light into the light modulator, a means for emitting light from the light modulator, and a means for receiving pulsed light emitted from the light emitting means. A photodetector that converts into an electrical signal, a synchronous amplifier that amplifies the output signal of the photodetector, and pulse lighting of the pulsed light source in synchronization with the electrical signal to be measured, and the timing of the lighting is controlled by: The above object is achieved by providing a pulsed light source driving device that performs pulse modulation in synchronization with the synchronous amplifier.Furthermore, the pulsed light source driving device modulates the pulsed light source by repeating the electrical signal to be measured. The same integer multiple as the frequency, or
The light is turned on at a repetition frequency of 1/integer, and the light is turned on at a reference first timing and at a second timing shifted from the first timing, and at the same time, At the amplification frequency of the amplifier,
The above object is achieved by alternately switching the first and second lighting timings. Further, the above object is achieved by sequentially shifting the second lighting timing of the pulse light source driving device with respect to the reference first lighting timing. Further, the above object is achieved by configuring the pulse light source driving device so that the interval between the first and second lighting timings remains constant and the timings of both are sequentially changed. Further, the above object is achieved by configuring the pulse light source driving device so that the amount of change in timing of one or both of the first timing and the second timing is constant per unit time. Furthermore, the pulsed light source driving device is configured to generate a differential waveform of the electrical signal to be measured using the output signal of the synchronous amplifier so that the interval between the first and second timings is about the pulse width of the pulse signal. The above objective is achieved by obtaining the following. Further, the above object is achieved by providing the signal processing device with an addition circuit or an integration circuit that sequentially adds or integrates the outputs of the synchronous amplifiers. Further, the above object is achieved by using a laser diode as the pulse light source. Furthermore, the above object is achieved by providing the pulse light source driving device with a timing ilJ control device that can change the timing of turning on the pulse light source in proportion to the input voltage. [Operation] In this invention, the pulsed light source driving device also has the function of a conventional electric chopper, and by controlling the lighting timing of the pulsed light source using a pulse-modulated sweep signal, the electrical signal to be measured is This produces the same effect as when a chopper is applied to the voltage, and thereby a voltage waveform similar to the conventional one can be obtained without using chopper means such as an electric chopper. Therefore, since there is no distortion of the electrical signal waveform to be measured due to the electric chopper, more accurate measurement can be performed.

【実施例1 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 第1図は、本発明に係る電圧検出装置の第1実施例を示
している。 この実施例に係る電圧検出装置20は、偏光子22、電
気光学材料24及び検光子26を含み、電気光学材料2
4に、被測定電気信号発生装置28からの電気信号が印
加される光変調器30と、この光変調器30にレーザパ
ルス光を照射するパルス光源であるレーザダイオード3
2と光変調器30からの出射パルス光を受光して電気信
号に変換する光検出器34と、この光検出器34の出力
信号を増幅する同期増幅器36と、前記被測定電気信号
発生装置28に対してトリガ信号を出力するトリガ信号
発生装置38と、このトリガ信号発生装置38からのト
リガ信号に基づいて、前記レーザダイオード32を、前
記被測定電気信号と同期してパルス点燈させると共に、
その点燈タイミングを前記同期増幅器36と同期してパ
ルス変調させるパルス光源駆動装置42とを備えてなる
ものである。 前記パルス光源駆動装置42は、レーザダイオード32
の点燈タイミングを前記同期増幅器36に同期させるた
め、該同期増幅器36に対して同期信号を出力するよう
にされている。 又、前記同期増幅器36の出力信号は、信号処理装置4
4に出力され、この信号処理装置44は、パルス光源駆
動装置42からの掃引信号に基づいて、入力信号を処理
し、被測定電気信号の波形を再生できるようにされてい
る。 前記パルス光源駆動装置42は、前記パルス光源である
レーザダイオード32を、前記被測定電気信号の繰返し
周波数と同一、整数倍、又は整数分の1の繰返し周波数
で点燈するようにされている。 前記パルス光源駆動装置42は、例えば100MHzで
動作しているときには、トリガ信号の周期t+ = 1
0nsecであり、そのとき、パルス光源駆動装置42
における点燈タイミングの掃引信号は、第3図に示され
るように、t2=0.1m5ec周期でパルス変調され
1秒間で点燈タイミングのずれが0から10nsecま
で変化するようにして、全波形を測定するようにする。 即ち、前記第10図に示される従来の電圧検出装置にお
いては、第12図に示されるように、パルス光源駆動装
置42における掃引信号は、鋸波状の信号であったが、
本発明の場合は、この鋸波をパルス変調したものである
。 このように、パルス変調された鋸波状のh11信号によ
って、レーザダイオード32の点燈タイミングが制御さ
れると、そのときのレーザダイオード32から出射され
るレーザパルス光は、第2図(B)及び(C)のように
なる。 該レーザパルス光の点燈周期t2のうち、前半の第1の
タイミングでは、点燈タイミングは一定であり、これに
対して後半の第2のタイミングでは、第3図におけるパ
ルス波形の高さ分だけサンプリング点が、基準点からず
れていく。 サンプリング点aでは、第2図(A)に示されるように
、被測定電気信号の出力は零であるので、第4図(C)
に示されるように、検光子26からの出射光の強度に変
化がない。 又、レーザパルス光の周期t2のうち第1のタイミング
では、サンプリング点がaとなり、レーザパルス光は変
調されない。 しかし、周期t2の後半の第2のタイミングでは、各々
のサンプリング点の位置に応じて、例えばす、 c点燈
の被測定電圧信号により、該第4図(C)のb及びCに
示されるようになる。 即ち、第4図(A)に示されるように、光変調器30に
おける電気光学材料24に印加される被測定電気信号発
生装置28からの電気信号はチョップされないが、パル
ス光源駆動′装置42における掃引信号が、周期t2の
前半の第1のタイミングにおいてオフ、後半の第2のタ
イミングにおいてオンされるので、検光子出射光は、結
果的に第4図(C)のす、  cに示されるように、周
期t2の後半で、被測定電気信号の強度に対応して変調
した出力として得られることになる。 従って、検光子26からの出射光を受光してこれを光電
変換する光検出器34の出力は、第4図(D)に示され
るようになり、これを、同期増幅器36によって増幅し
、信号処理装置44によって、第5図に示されるような
電気信号波形を得ることができる。 ここで、被測定電圧信号発生装ff128からの電気信
号自体がチョップされることなく、掃引信号のパルス変
調によってチョップと同様の効果を受けているので、被
測定電気信号が歪むことがなく、正確な測定を行うこと
ができる。 なお、前記パルス光源駆動装置42によるパルス光点燈
タイミングは、第2のタイミングの変化量が単位時間当
り一定になるものとする。 上記実施例は、被測定電気信号発生装置28が、トリガ
信号発生装置38からのトリガ信号に同期するようにさ
れているが、第6図に示される第2実施例のように、ト
リガ信号発生装置38が被測定電気信号発生装置28に
同期するように構成してもよい。 又、前記パルス光源駆動装置42は、第7図に示される
第3実施例のように、同期パルス発生装置46、参照信
号発生装M4B及びタイミング変調回路50から構成す
ようにしてもよい。 前記タイミング変調回路50は、同期パルス発生装置4
6からのパルス信号に対して、参照信号発生装置48か
らの参照信号に基づき、入力電圧によってタイミングを
変更できるようにしたものである。 ここで、前記参照信号発生装置48からは、前記同期増
幅器36に対して参照信号が出力される。 前記参照信号発生装置48とタイミング変調回路50の
具体的な構成は、例えば第8図に示されるように、入力
電圧によって回転速度を調整できる高速回転型ロータリ
ースイッチ52と、その回転接触子52Aに対する4個
の固定接触子53A〜53Dのうち、53A及び53G
に接続される短いケーブル54と、固定接触子53B及
び53Dに接続される長いケーブル(遅延1t)56と
を含んで構成されている。 この実施例の場合、回転接触子52Aが固定接触子53
Aまたは53Gに接触しているときは、タイミング変調
がなく、即ち、前記第1実施例における第1のタイミン
グを形成し、又、固定接触子53Bまたは53Dに接触
しているときは、遅延線である長いケーブル54の作用
により、第2のタイミングを形成するものである。 なお上記実施例は、パルス光源駆動装置42により、掃
引信号を出力しない第1のタイミング及びこれに対して
任意に時間をずらして掃引信号を出力する第2のタイミ
ングをとるようにしているが、本発明はこれに限定され
るものでなく、例えば、被測定電気信号の全波形が必要
がないような場合は、第1のタイミングに対して第2の
タイミングが変化しないようにしてもよい。 又、第1のタイミングのときと、第2のタイミングのと
きの、掃引信号の出力値の差が一定となるようにしても
よい。 即ち、第9図に示されるように、パルス変調された掃引
信号において第1のタイミング及び第2のタイミングを
タイミング間隔を一定にしたまま共に順次変更するよう
にしてもよく、この場合は、第1と第2のタイミングに
おけるサンプリング点の電位差を順次計測できる。 この場合は、更に、第1と第2のタイミング差を光パル
ス幅程度と短くすると、同期増幅器36の出力信号から
被測定電気信号の微分波形を得られるので信号処理装置
44に積分回路を追加することによって被測定電気信号
波形を容易に得ることができる。 又、第15図のように階段状にタイミングを変化させて
、1/loの周波数の信鳥成分を狭帯域増幅するように
してもよい。 【発明の効果】 本発明は上記のように構成したので、電気チョッパ等に
より被測定電気信号をチョッピングすることなく、パル
ス光源の掃引信号の処理によって実質的にチョッピング
と同一の効果を得ることができ、従って、被測定電気信
号のチョッピングによる波形歪みを防止して、正確な測
定を行うことができるという優れた効果を有する。
Example 1 An example of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of a voltage detection device according to the present invention. A voltage detection device 20 according to this embodiment includes a polarizer 22, an electro-optic material 24, and an analyzer 26, and includes an electro-optic material 24 and an analyzer 26.
4, an optical modulator 30 to which an electrical signal from the electrical signal generator to be measured 28 is applied, and a laser diode 3 which is a pulsed light source that irradiates the optical modulator 30 with laser pulsed light.
2, a photodetector 34 that receives the pulsed light emitted from the optical modulator 30 and converts it into an electrical signal, a synchronous amplifier 36 that amplifies the output signal of the photodetector 34, and the electrical signal generator to be measured 28. a trigger signal generator 38 that outputs a trigger signal to the target; and based on the trigger signal from the trigger signal generator 38, the laser diode 32 is pulse-lit in synchronization with the electrical signal to be measured;
It is provided with a pulsed light source driving device 42 that pulse-modulates the lighting timing in synchronization with the synchronous amplifier 36. The pulse light source driving device 42 includes a laser diode 32
In order to synchronize the lighting timing with the synchronous amplifier 36, a synchronizing signal is output to the synchronous amplifier 36. Further, the output signal of the synchronous amplifier 36 is transmitted to the signal processing device 4.
The signal processing device 44 processes the input signal based on the sweep signal from the pulsed light source driving device 42, and can reproduce the waveform of the electrical signal to be measured. The pulse light source driving device 42 is configured to turn on the laser diode 32, which is the pulse light source, at a repetition frequency that is the same as, an integral multiple, or an integral fraction of the repetition frequency of the electrical signal to be measured. For example, when the pulse light source driving device 42 operates at 100 MHz, the period of the trigger signal is t+ = 1.
0 nsec, and at that time, the pulse light source driving device 42
As shown in Fig. 3, the sweep signal for the lighting timing is pulse-modulated with a period of t2 = 0.1 m5ec so that the deviation in the lighting timing changes from 0 to 10 nsec in 1 second, and the entire waveform is Let it be measured. That is, in the conventional voltage detection device shown in FIG. 10, the sweep signal in the pulsed light source driving device 42 was a sawtooth signal, as shown in FIG.
In the case of the present invention, this sawtooth wave is pulse-modulated. In this way, when the lighting timing of the laser diode 32 is controlled by the pulse-modulated sawtooth h11 signal, the laser pulse light emitted from the laser diode 32 at that time is as shown in FIG. 2(B) and It will look like (C). Of the lighting period t2 of the laser pulse light, the lighting timing is constant at the first timing in the first half, whereas at the second timing in the latter half, the lighting timing is equal to the height of the pulse waveform in FIG. The sampling point deviates from the reference point. At sampling point a, as shown in Figure 2 (A), the output of the electrical signal to be measured is zero, so as shown in Figure 4 (C).
As shown in FIG. 2, there is no change in the intensity of the light emitted from the analyzer 26. Further, at the first timing of the period t2 of the laser pulse light, the sampling point is a, and the laser pulse light is not modulated. However, at the second timing in the second half of the period t2, depending on the position of each sampling point, for example, the voltage signal to be measured of the light C, as shown in b and C of FIG. 4(C). It becomes like this. That is, as shown in FIG. 4A, the electrical signal from the electrical signal generating device 28 to be measured applied to the electro-optic material 24 in the optical modulator 30 is not chopped, but the electrical signal in the pulsed light source driving device 42 is chopped. Since the sweep signal is turned off at the first timing in the first half of the period t2 and turned on at the second timing in the second half, the analyzer output light is as shown in FIG. Thus, in the second half of the period t2, an output modulated in accordance with the intensity of the electrical signal to be measured is obtained. Therefore, the output of the photodetector 34 which receives the light emitted from the analyzer 26 and converts it photoelectrically is as shown in FIG. The processing device 44 can obtain an electrical signal waveform as shown in FIG. Here, the electrical signal from the voltage signal generator to be measured ff128 is not chopped, but is subjected to the same effect as chopping by the pulse modulation of the sweep signal, so the electrical signal to be measured is not distorted and is accurate. measurements can be made. It is assumed that the timing of turning on the pulsed light by the pulsed light source driving device 42 is such that the amount of change in the second timing is constant per unit time. In the above embodiment, the electrical signal generator to be measured 28 is synchronized with the trigger signal from the trigger signal generator 38, but as in the second embodiment shown in FIG. The device 38 may be configured to be synchronized with the electrical signal generating device 28 under test. Further, the pulsed light source driving device 42 may be composed of a synchronizing pulse generating device 46, a reference signal generating device M4B, and a timing modulation circuit 50, as in the third embodiment shown in FIG. The timing modulation circuit 50 includes the synchronization pulse generator 4
The timing of the pulse signal from 6 can be changed by changing the input voltage based on the reference signal from the reference signal generator 48. Here, the reference signal generator 48 outputs a reference signal to the synchronous amplifier 36. The specific configuration of the reference signal generator 48 and the timing modulation circuit 50 is, for example, as shown in FIG. Among the four fixed contacts 53A to 53D, 53A and 53G
It is configured to include a short cable 54 connected to the fixed contacts 53B and 53D, and a long cable (delay 1t) 56 connected to the fixed contacts 53B and 53D. In this embodiment, the rotating contact 52A is the fixed contact 53.
When it is in contact with A or 53G, there is no timing modulation, that is, it forms the first timing in the first embodiment, and when it is in contact with fixed contact 53B or 53D, it is a delay line. The second timing is formed by the action of the long cable 54. In the above embodiment, the pulse light source driving device 42 sets the first timing at which the sweep signal is not output and the second timing at which the sweep signal is output by arbitrarily shifting the time relative to this. The present invention is not limited to this. For example, if the entire waveform of the electrical signal to be measured is not required, the second timing may not change with respect to the first timing. Alternatively, the difference between the output values of the sweep signals at the first timing and at the second timing may be constant. That is, as shown in FIG. 9, the first timing and the second timing in the pulse-modulated sweep signal may be sequentially changed while keeping the timing interval constant. The potential difference between the sampling points at the first and second timings can be sequentially measured. In this case, if the difference between the first and second timings is further shortened to about the width of an optical pulse, the differential waveform of the electrical signal to be measured can be obtained from the output signal of the synchronous amplifier 36, so an integrating circuit is added to the signal processing device 44. By doing so, the waveform of the electrical signal to be measured can be easily obtained. Alternatively, the timing may be changed stepwise as shown in FIG. 15 to amplify the Nobutori component at a frequency of 1/lo in a narrow band. [Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, it is possible to obtain substantially the same effect as chopping by processing the sweep signal of the pulsed light source without chopping the electrical signal to be measured using an electric chopper or the like. Therefore, it has the excellent effect of preventing waveform distortion due to chopping of the electrical signal to be measured and making it possible to perform accurate measurements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る電圧検出装置の第1実施例を示す
ブロック図、第2図は同実施例装置における被測定電気
信号波形と、レーザパルス光の状態を示す線図、第3図
はレーザパルス発光源に加えられる掃引信号の状態を示
す線図、第4図は各サンプリング点における被測定電気
信号、偏光子入射光、検光子出射光及び光検出器出力を
比較して示す線図、第5図は信号処理装置によって得ら
れた被測定電気信号波形を示す線図、第6図は本発明の
第2実施例を示すブロック図、第7図は本発明の第3実
施例の要部を示すブロック図、第8図は同第3実施例に
おけるタイミング変調回路及び参照信号発生装置の具体
例を示す回路図、第9図はパルス光源駆動装置から出力
される掃引信号の波形を示す線図、第10図は従来の電
圧検出装置を示すブロック図、第11図は同従来の電圧
検出装置における被測定電気信号とレーザパルス光の状
態を示す線図、第12図は同従来のパルス光源駆動装置
における掃引信号を示す線図、第13図は同従来の電圧
検出装置における被測定電気信号、偏光子入射光、検光
子出射光及び光検出器出力を各サンプリング点燈示す線
図、第14図は同従来の電圧検出装置における信号処理
装置によって得られた被測定電気信号波形を示す線図、
第15図はタイミングの変形例を示す線図である。 20・・・電圧検出装置、 22・・・偏光子、 24・・・電気光学材料、 26・・・検光子、 28・・・被測定電気信号発生装置、 30・・・光変調器、 32・・・レーザダイオード、 34・・・光検出器、 36・・・同期増幅器、 38・・・トリガ信号発生装置、 42・・・パルス光源駆動装置、 44・・・信号処理装置、 46・・・同期パルス発生装置、 48・・・参照信号発生装置、 50・・・タイミング変調回路。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the voltage detection device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the waveform of the electrical signal to be measured and the state of the laser pulse light in the same embodiment device, and FIG. 3 Figure 4 is a line diagram showing the state of the sweep signal applied to the laser pulse emission source, and Figure 4 is a line diagram showing a comparison of the electrical signal to be measured, polarizer incident light, analyzer output light, and photodetector output at each sampling point. 5 is a diagram showing the waveform of the electrical signal to be measured obtained by the signal processing device, FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a third embodiment of the present invention. 8 is a circuit diagram showing a specific example of the timing modulation circuit and reference signal generating device in the third embodiment, and FIG. 9 is a waveform of the sweep signal output from the pulsed light source driving device. FIG. 10 is a block diagram showing a conventional voltage detection device, FIG. 11 is a diagram showing the state of the electrical signal to be measured and laser pulse light in the conventional voltage detection device, and FIG. A line diagram showing a sweep signal in a conventional pulsed light source driving device, and FIG. 13 shows the electrical signal to be measured, polarizer incident light, analyzer output light, and photodetector output in the same conventional voltage detection device at each sampling light. 14 is a diagram showing the waveform of the electrical signal to be measured obtained by the signal processing device in the conventional voltage detection device,
FIG. 15 is a diagram showing a modified example of timing. 20... Voltage detection device, 22... Polarizer, 24... Electro-optical material, 26... Analyzer, 28... Electrical signal generator to be measured, 30... Optical modulator, 32 ... Laser diode, 34... Photodetector, 36... Synchronous amplifier, 38... Trigger signal generator, 42... Pulse light source driver, 44... Signal processing device, 46... - Synchronous pulse generator, 48... Reference signal generator, 50... Timing modulation circuit.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被測定電気信号の電圧変化に対応して屈折率が変
化する電気光学材料を用いた電圧検出装置において、パ
ルス光を発生するパルス光源と、前記電気光学材料と偏
光子と検光子とからなる光変調器と、光変調器への光入
射手段と、この光変調器からの光出射手段と、光出射手
段から出射されたパルス光を受光して電気信号に変換す
る光検出器と、この光検出器の出力信号を増幅する周期
増幅器と、前記パルス光源を、前記被測定電気信号と同
期してパルス点燈させると共に、その点燈タイミングを
、前記同期増幅器と周期してパルス変調させるパルス光
源駆動装置と、を設けてなる電圧検出装置。
(1) A voltage detection device using an electro-optic material whose refractive index changes in response to changes in the voltage of an electrical signal to be measured, including a pulsed light source that generates pulsed light, the electro-optic material, a polarizer, and an analyzer. a light modulator consisting of a light modulator, a light input means to the light modulator, a light output means from the light modulator, and a photodetector that receives pulsed light emitted from the light output means and converts it into an electrical signal. , a periodic amplifier that amplifies the output signal of the photodetector, and a pulse light source that turns on the pulse light source in synchronization with the electrical signal to be measured, and pulse-modulates the lighting timing in a period with the synchronous amplifier. A voltage detection device comprising: a pulsed light source drive device for controlling the pulsed light source;
(2)請求項1において、前記パルス光源駆動装置は、
前記パルス光源を、前記被測定電気信号の繰返し周波数
と同一、整数倍、又は、整数分の1の繰返し周波数で点
燈すると共に、点燈タイミングを、基準となる第1のタ
イミング及びこの第1のタイミングに対してタイミング
をずらした第2のタイミングをとり、且つ、前記周期増
幅器の増幅周波数で、前記第1及び第2の点燈タイミン
グを交互にスイッチングすることを特徴とする電圧検出
装置。
(2) In claim 1, the pulsed light source driving device includes:
The pulsed light source is turned on at a repetition frequency that is the same as, an integral multiple, or an integer fraction of the repetition frequency of the electrical signal to be measured, and the lighting timing is set to a reference first timing and this first timing. A voltage detection device characterized in that the first and second lighting timings are alternately switched at a second timing that is shifted from the timing of the periodic amplifier, and at the amplification frequency of the periodic amplifier.
(3)請求項2において、前記パルス光源駆動装置は、
前記第2の点燈タイミングを、基準となる第1の点燈タ
イミングに対して、順次ずらしていくようにされたこと
を特徴とする電圧検出装置。
(3) In claim 2, the pulsed light source driving device:
A voltage detection device characterized in that the second lighting timing is sequentially shifted with respect to the reference first lighting timing.
(4)請求項2において、前記パルス光源駆動装置は、
前記第1と第2の点燈タイミングの間隔が一定のまま両
者のタイミングが順次変更されるように構成されたこと
を特徴とする電圧検出装置。
(4) In claim 2, the pulsed light source driving device:
A voltage detection device characterized in that the first and second lighting timings are configured such that the timings thereof are sequentially changed while the interval between the first and second lighting timings is constant.
(5)請求項2、3又は4において、前記パルス光源駆
動装置は、第1のタイミングと第2のタイミングの一方
又は両方のタイミング変化量が単位時間当り一定となる
ように構成されたことを特徴とする電圧検出装置。
(5) In claim 2, 3, or 4, the pulsed light source driving device is configured such that a timing change amount of one or both of the first timing and the second timing is constant per unit time. Characteristic voltage detection device.
(6)請求項4において、前記パルス光源駆動装置を、
前記第1と第2のタイミングの間隔が、前記パルス信号
のパルス幅程度となるようにすることにより前記周期増
幅器の出力信号を用いて被測定電気信号の微分波形を得
るようにしたことを特徴とする電圧検出装置。
(6) In claim 4, the pulsed light source driving device comprises:
The differential waveform of the electrical signal to be measured is obtained using the output signal of the periodic amplifier by making the interval between the first and second timings approximately equal to the pulse width of the pulse signal. voltage detection device.
(7)請求項6において、前記信号処理装置は、前記同
期増幅器の出力を順次加算あるいは積分する加算回路あ
るいは積分回路を備えたことを特徴とする電圧検出装置
(7) The voltage detection device according to claim 6, wherein the signal processing device includes an addition circuit or an integration circuit that sequentially adds or integrates the outputs of the synchronous amplifier.
(8)請求項1乃至7のうちのいずれかにおいて、前記
パルス光源は、レーザダイオードであることを特徴とす
る電圧検出装置。
(8) The voltage detection device according to any one of claims 1 to 7, wherein the pulsed light source is a laser diode.
(9)請求項1乃至8のうちのいずれかにおいて、前記
パルス光源駆動装置は、入力電圧に比例して、パルス光
源点燈のタイミングを変化させることができるタイミン
グ制御装置を備えてなることを特徴とした電圧検出装置
(9) In any one of claims 1 to 8, the pulse light source driving device includes a timing control device that can change the timing of turning on the pulse light source in proportion to the input voltage. Featured voltage detection device.
JP1270941A 1989-10-18 1989-10-18 Voltage detector Expired - Fee Related JP2553715B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1270941A JP2553715B2 (en) 1989-10-18 1989-10-18 Voltage detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1270941A JP2553715B2 (en) 1989-10-18 1989-10-18 Voltage detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03131772A true JPH03131772A (en) 1991-06-05
JP2553715B2 JP2553715B2 (en) 1996-11-13

Family

ID=17493140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1270941A Expired - Fee Related JP2553715B2 (en) 1989-10-18 1989-10-18 Voltage detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2553715B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0697599A2 (en) 1994-08-19 1996-02-21 Hamamatsu Photonics K.K. Voltage measuring apparatus
JPH09184987A (en) * 1996-01-08 1997-07-15 Hamamatsu Photonics Kk Optical delay device
EP0784206A3 (en) * 1996-01-08 1998-07-08 Hamamatsu Photonics K.K. Means for measuring the electric field
CN108008175A (en) * 2017-11-22 2018-05-08 九阳股份有限公司 A kind of electric current detecting method of food processor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0697599A2 (en) 1994-08-19 1996-02-21 Hamamatsu Photonics K.K. Voltage measuring apparatus
EP0697599A3 (en) * 1994-08-19 1996-09-25 Hamamatsu Photonics Kk Voltage measuring apparatus
JPH09184987A (en) * 1996-01-08 1997-07-15 Hamamatsu Photonics Kk Optical delay device
US5751419A (en) * 1996-01-08 1998-05-12 Hamamatsu Photonics K.K. Optical delay apparatus
EP0784206A3 (en) * 1996-01-08 1998-07-08 Hamamatsu Photonics K.K. Means for measuring the electric field
US5896035A (en) * 1996-01-08 1999-04-20 Hamamatsu Photonics K.K. Electric field measuring apparatus
CN108008175A (en) * 2017-11-22 2018-05-08 九阳股份有限公司 A kind of electric current detecting method of food processor
CN108008175B (en) * 2017-11-22 2020-05-19 九阳股份有限公司 Current detection method of food processor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2553715B2 (en) 1996-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4975635A (en) Voltage detector using a sampling type high-speed photodetector
US4962353A (en) Voltage detector
JPH03131772A (en) Voltage detecting device
JPH01287424A (en) Light waveform measuring instrument
JPH01287426A (en) Optical signal sampling device
JP2003075251A (en) Detection method and apparatus of terahertz light or the like, and terahertz light apparatus and imaging apparatus using the same
JPH08105712A (en) Optical range finder
US4980632A (en) Electrical signal observing device
US4289399A (en) Light signal observation device
EP0506358B1 (en) Sampling-type optical voltage detector
JPH07113723A (en) Light masking device for otdr
WO1989012831A1 (en) Electrooptical effect element and device for measuring electric signal waveforms using said element
JP2677372B2 (en) Optical sampling oscilloscope
JPH0514162A (en) Photoelectric sensor
JPH0755497A (en) Method and device for measuring electric signal
US7218402B1 (en) Wavefront sensor using hybrid optical/electronic heterodyne techniques
US11686617B2 (en) Optical spectrum analyzer and pulse-modulated light measurement method
JP2577582B2 (en) Voltage detector
JP7332650B2 (en) Optical spectrum analyzer and pulse modulated light measurement method
JP2577581B2 (en) Voltage detector
JPS60162901A (en) Noncontacting displacement measuring instrument
JP2513867B2 (en) Voltage detector
JPS6019443B2 (en) Optical signal observation device
JPH0886816A (en) Voltage measuring apparatus
RU2029251C1 (en) Device for measuring amplitudes of small periodic linear displacements

Legal Events

Date Code Title Description
S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070822

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090822

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees