如何搭建一個(gè)能夠有效表征放大器干擾靈敏度的測(cè)試平臺(tái)

簡(jiǎn)介

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

本文說(shuō)明了如何利用在多數(shù)高頻模擬實(shí)驗(yàn)室中所使用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，構(gòu)建一個(gè)測(cè)試平臺(tái)。這個(gè)測(cè)試平臺(tái)適用于測(cè)試和表征在低頻音頻電路中輻射的無(wú)線電頻率干擾（RFI）。此測(cè)試平臺(tái)最初用于在耳機(jī)放大器的輸出端檢查帶有過量噪音問題的藍(lán)牙應(yīng)用。盡管由藍(lán)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(hào)的復(fù)雜編碼調(diào)制相結(jié)合將生成一個(gè)干擾信號(hào)，而這個(gè)信號(hào)將特別復(fù)雜，很難進(jìn)行分析。

本文中所提到的測(cè)試平臺(tái)通過創(chuàng)建一個(gè)干擾環(huán)境來(lái)解決這個(gè)問題，干擾環(huán)境用一個(gè)由1kHz調(diào)制信號(hào)調(diào)制的RF掃描頻率取代復(fù)雜的藍(lán)牙信號(hào)。1kHz調(diào)制信號(hào)用于跟蹤RF輸入和通向音頻放大器輸出的信號(hào)路徑。這就使用戶可以在接近RF載波磁場(chǎng)強(qiáng)度、載波頻率和調(diào)制頻率的受制條件下觀察干擾。

RF信號(hào)解調(diào)

無(wú)線電收發(fā)器通過調(diào)制高頻RF載波來(lái)發(fā)射語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)。天線附近的敏感電路設(shè)計(jì)必須具有抗干擾特性，或者采用特殊防護(hù)來(lái)防止音頻電路內(nèi)發(fā)生RF信號(hào)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(gè)不同的接收點(diǎn)，從而在不同的頻率下產(chǎn)生干擾。

幾個(gè)研究、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算表明了運(yùn)算放大器主要在輸入差分對(duì)的發(fā)射極基極結(jié)處，對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的傾向。即使放大器帶寬遠(yuǎn)低于RF的帶外信號(hào)，解調(diào)也會(huì)發(fā)生。

圖1顯示了如何剝離RF載波并留下低頻信號(hào)。由于RF載波的頻率比測(cè)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(hào)的無(wú)載波低頻復(fù)制信號(hào)。

測(cè)試平臺(tái)

該平臺(tái)能夠生成附帶外部調(diào)制信號(hào)的100kHz至6GHz的掃頻載波頻率。RF調(diào)制的測(cè)試平臺(tái)如圖2所示。平臺(tái)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(jiǎn)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(lán)牙信號(hào)相匹配。載波的頻率和作用域的時(shí)基之間的同步是通過，將網(wǎng)絡(luò)分析器的掃描時(shí)間和作用域分別設(shè)置成20秒和2秒/區(qū)實(shí)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(shí)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(shí)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)分析器和作用域(參照?qǐng)D5)上的單掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

干擾測(cè)試

通過選取單獨(dú)調(diào)制頻率和RF載波頻率及載波信號(hào)等級(jí)的能力，就能夠進(jìn)行各種控制性實(shí)驗(yàn)來(lái)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(cè)量調(diào)制信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路情況的嚴(yán)密檢測(cè)。圖4顯示了測(cè)試板的電路原理圖。

圖5顯示出了一個(gè)雙極單位增益雙通道運(yùn)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(gè)1kHz 100% 調(diào)制的固定載波頻率。之所以選擇3.9GHz是因?yàn)樵谶@個(gè)頻率下達(dá)到了最大干擾。所示信號(hào)為在單元增益雙運(yùn)算放大器下的1kHz解調(diào)信號(hào)。在1kHz的非對(duì)稱性信號(hào)是從實(shí)驗(yàn)室設(shè)備產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，而不是來(lái)自于放大器。

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