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扩展射频频谱分析仪可用规模的高阻抗FET探头

频谱分析仪的电流模式一般有自10Hz低频起始的频率响应。当与1Hz或带宽更窄的FET软件结合使用时,现代频谱分析仪就具备了扩展的低频性能,使之成为设计与调试高性能模拟电路不可或缺的工具。不幸的是,主要

频谱分析仪的电流形式一般有自10Hz低频开始的频率呼应。当与1Hz或带宽更窄的 FET 软件结合运用时,现代频谱分析仪就具有了扩展的低频功用,使之成为规划与调试高功用模仿电路不可或缺的东西。不幸的是,首要面向RF运用的频谱分析仪典型 输进阻抗为50Ω,当用于许多高阻抗模仿电路时,这是一个重负载。与 50Ω输进串接一个 953Ω电阻器能够改进阻抗显得略高的探头,但这种办法也只能供给1kΩ的输进阻抗,而测验的信号则会下降26 dB。


此外,大大都 RF 频谱分析仪都短少沟通耦合功用,因此,任何直流输进元件都与内部端结电阻器或前端混频器直接相通。假如要坚持10 Hz的低频呼应,必须在953Ω输进探头中串接一个至少2mF的耦合电容。虽然示波器输进电路能够耐受探头的偶尔触摸和容性瞬变过载,但在频谱分析仪上 选用一个低阻抗、沟通耦合的探头依然可能会破坏分析仪贵重而难以替换的前端混频器。

几个部件扩展频谱分析仪的功用


虽然现在有商用的高阻抗探头,但它们的购买价格与修理价格都很高。 本规划实例供给一种替换计划:一种廉价而有杰出维护效果的单位增益探头,它的输进阻抗与一台一般台式示波器相同,能够驱动频谱分析仪5 0Ω的输进阻抗。该探头在100 kHz时的增益为0±0.2 dB。输进阻抗为1 MΩ、15 pF,最大输进为 0.8V p-p。负载阻抗为 50Ω,频率呼应范围在-3 dB时为10 Hz至200MHz。通带纹波小于1dB p-p。1 MHz时的输进噪声低于10 nV/√Hz。10 MHz时0.5V p-p输进的二阶失真低于-75 dBc,三阶失真低于-85 dBc。电源需求为±5V、16 mA。


只需一个下午的时刻就能够用买得到的廉价%&&&&&%拼装好图1所示电路。电路的输进端表明为与一台台式示波器相同的特性,即1MΩ电阻并联 15 pF电容。还能够用这个有源探头替换规范的 1:1 或 10:1 的示波器探头,进一步扩展了本规划的可用性。D1中背靠背的硅二极管将输进信号箝位至略高或略低于一个正向压降,约束了施加在频谱分析仪前端的信号强度, 因此维护输进混频器免遭过载和 ESD 的损坏。因为大大都用户运用探头和频谱分析仪测量小幅度信号和噪声,受约束的大信号呼应特性不会对大都运用形成影响。


高功用 FET 输进运算放大器 IC1选用德州仪器公司的一片OPA656,它供给的电压增益为2。这一结构发生的带宽约为 200 MHz(图 2)。OPA656能够针对100Ω总负载而驱动50Ω 后向匹配的负载,在单位净增益的%&&&&&%1两个比较器上发生6 dB的增益丢失。较之大大都根据有源 FET 的商用探头,OPA656引起的噪声和失真要低得多。

图 3 中的探头装在一个克己的小铜管内。输进衔接器包含一个小型 SMA边缘打开衔接器,能够方便地习惯其它衔接器,如 BNC 及它的许多附件。探头需求5V和-5V电压,每种电压下的电流约18 mA,它们能够从仪器的探头电源插头得到,或许用为沟通墙式变压器规划的外接线性电源供电。最好用78L05和79L05稳压器安稳供电电压。

探头装在一个克己的小铜管内
规范的小型 50Ω 同轴电缆将探头衔接至测量仪器上。为了到达最平整的频率呼应与单位增益,探头输出端选用 50Ω 端接;电路无需隔直流输出的%&&&&&%器。

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