如何搭建一個能夠有效表征放大器干擾靈敏度的測試平臺

簡介

在便攜式應(yīng)用中，無線收發(fā)器的激增就需要對在高頻無線電發(fā)射機附近電子電路操作能力進行重點關(guān)注。在千兆赫無線電系統(tǒng)中，無線電天線與低頻放大器配件的密切接近可以引起無線電信號的解調(diào)，導(dǎo)致接收電路中的破壞性干擾。

本文說明了如何利用在多數(shù)高頻模擬實驗室中所使用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，構(gòu)建一個測試平臺。這個測試平臺適用于測試和表征在低頻音頻電路中輻射的無線電頻率干擾（RFI）。此測試平臺最初用于在耳機放大器的輸出端檢查帶有過量噪音問題的藍牙應(yīng)用。盡管由藍牙發(fā)射器所引發(fā)的噪音在放大器輸出中很容易被觀察到，但是頻率跳變RF與噪音信號的復(fù)雜編碼調(diào)制相結(jié)合將生成一個干擾信號，而這個信號將特別復(fù)雜，很難進行分析。

本文中所提到的測試平臺通過創(chuàng)建一個干擾環(huán)境來解決這個問題，干擾環(huán)境用一個由1kHz調(diào)制信號調(diào)制的RF掃描頻率取代復(fù)雜的藍牙信號。1kHz調(diào)制信號用于跟蹤RF輸入和通向音頻放大器輸出的信號路徑。這就使用戶可以在接近RF載波磁場強度、載波頻率和調(diào)制頻率的受制條件下觀察干擾。

RF信號解調(diào)

無線電收發(fā)器通過調(diào)制高頻RF載波來發(fā)射語音和數(shù)據(jù)信號。天線附近的敏感電路設(shè)計必須具有抗干擾特性，或者采用特殊防護來防止音頻電路內(nèi)發(fā)生RF信號解調(diào)。布局和靠近發(fā)射器可能導(dǎo)致電路板上出現(xiàn)幾個不同的接收點，從而在不同的頻率下產(chǎn)生干擾。

幾個研究、實驗和計算表明了運算放大器主要在輸入差分對的發(fā)射極基極結(jié)處，對RF信號進行解調(diào)的傾向。即使放大器帶寬遠低于RF的帶外信號，解調(diào)也會發(fā)生。

圖1顯示了如何剝離RF載波并留下低頻信號。由于RF載波的頻率比測試中音頻放大器的帶寬高出多倍，所以放大器就充當(dāng)了解調(diào)器和濾波器，從而產(chǎn)生了出現(xiàn)在放大器輸出端的調(diào)制信號的無載波低頻復(fù)制信號。

測試平臺

該平臺能夠生成附帶外部調(diào)制信號的100kHz至6GHz的掃頻載波頻率。RF調(diào)制的測試平臺如圖2所示。平臺使用hp8753d網(wǎng)絡(luò)分析儀作為一種可變射頻載波頻率泉和函數(shù)發(fā)生器，以調(diào)節(jié)1 kHz正弦波載波頻率。函數(shù)發(fā)生器(HP3310A)被插入緊接著HP8753D的EXT AM BNC內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)分析器的輸出連至圖3所示之簡單天線的掃掠調(diào)制載頻。載頻的輸出功率被調(diào)整為0dbm，以便與標(biāo)準(zhǔn)藍牙信號相匹配。載波的頻率和作用域的時基之間的同步是通過，將網(wǎng)絡(luò)分析器的掃描時間和作用域分別設(shè)置成20秒和2秒/區(qū)實現(xiàn)的。這就產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)分析器和2秒/區(qū)的作用域的時基。與作用域的輸出電壓相關(guān)的直接頻率讀取是通過同時觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)分析器和作用域(參照圖5)上的單掃描來實現(xiàn)的。

干擾測試

通過選取單獨調(diào)制頻率和RF載波頻率及載波信號等級的能力，就能夠進行各種控制性實驗來劃分干擾源。通過在音頻放大器電路的輸出中掃描載波頻率和測量調(diào)制信號，可以實現(xiàn)對電路情況的嚴密檢測。圖4顯示了測試板的電路原理圖。

圖5顯示出了一個雙極單位增益雙通道運算放大器的頻率掃描結(jié)果。射頻干擾普遍存在于3.9ghz。


圖6顯示了在通道A和通道B輸出上的干擾，采用3.9GHz 和1個1kHz 100% 調(diào)制的固定載波頻率。之所以選擇3.9GHz是因為在這個頻率下達到了最大干擾。所示信號為在單元增益雙運算放大器下的1kHz解調(diào)信號。在1kHz的非對稱性信號是從實驗室設(shè)備產(chǎn)生調(diào)制信號，而不是來自于放大器。

發(fā)布者：博子