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如何实现高频率小信号电流等参数的测试
eepwsm | 2018-10-23 10:10:21    阅读:136   发布文章

高频小信号指频率在MHz以上、电压在uV级以下、电流在uA级以下的信号。现阶段仪器仪表中还没有针对高频信号的小功率有关参数测试的专用设备,所以研发工程师在遇到高频信号有关场强和功率的测量时,都采用估测的方式,或者只通过公式推算出理论性的结果,最近,海洋仪器推出了一系列全新的测试方法,可实时测量高频小信号真实值的系统。

  测量原理:将高频被测小信号通过相应的电场探头和磁场探头探测到的信号接入到频率信号接收机中,通过频率信号接收机中的频谱和频率接收功能锁定被测信号的频率和功率值;再使用频率信号接收机的定频率点测量功能,测出所需要频点的功率值,然后通过探头修正系数计算出高频信号所在频点功率值、小电流值、小电压值。。

  在设计PCB板或相应的电路中,由于高频信号的电压或电流值都比较小,无法采用电压探头加数字示波器的方法测出高频小信号的强度。此时采用无源磁场探头或无源电场探头近距离(或直接接触)探测出磁场强度(A/m)或电场强度(V/m)。这样,在测量高频率小信号有关场强和功率等参数时,就需要有高频接收机和相应频段的无源磁场探头或无源电场探头。本文测量样例中,海洋仪器采用OIFPH-B3频谱分析仪和3G五件套无源磁场探头和电场探头组成的OI3000RF射频场强测试系统。

  具体测试步骤如下:

  我们使用OIFPH-B3手持频谱分析仪和OIRF-U5-2型磁场探头配合测试,OIRF-U5-2型磁场探头特别适于探测宽导线、电缆、连接件、电子元器件及其连接口的磁场。这种磁场探头的工作方式类似于电流钳。

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 OIFPH-B3手持频谱分析仪          OIRF-U 5-2型磁场探头

  频谱分析仪主要指标:

频率范围

5 kHz 至 3 GHz

频率分辨率

1Hz

分辨率带宽

1 Hz 至 3 MHz,1/3 步进

  磁场探头主要指标:

频率范围

30 MHz ... 3 GHz

分辨率

≈ 5 mm

探头尺寸

≈ (6 x 6) mm

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探头电流校正曲线:                           探头磁场校正曲线:

  第一步:

  大多数PCB板都没有预留射频接口可以直接接到频率信号接收机中,本测试中采用无源磁场探头来感应高频电流,通过无源磁场探头探测需要测量的线缆,再把频谱分析仪设置频率范围30MHz~1GHz,,分辨率带宽100KHz,视频带宽300KHz,检波器设置为平均值检波,测量单位dBuA。找到要测量的频点后用MARK功能进行标注,频谱仪显示出频率151MHz和磁场强度67dBuA。

  第二步:

  参考探头的电流校正曲线,在151MHz频率点的修正参数约为-8,那么我们用频谱仪显示的磁场强度减去修正参数,即67减去-8,得到最终的磁场强度75dBuA,此结果即为芯片脚在151MHz的准确磁场强度。

  第三步:利用下方公式,计算可得到75dBuA=5623.4uA

QQ截图20181018104559.jpg

  同理,将频谱仪测量单位设置为dBuV,即可以相同的方法测试计算得到电压值。

购线网 无源磁场探头|| https://www.gooxian.com/newsinfo/1518.html


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