射频电路基础知识.ppt

3.3 RF衰减器(b) RF电路上常用的衰减器结构有T型和Π型两种,结构如下图所示: 衰减值计算: 定义:Rins 为输出短路时的输入电阻,Rino 为输出开路时的输入电阻. Ro=SQRT(Rins*Rino) m=R2/R1 A=(1+m+SQRT(1+2m))/m Atten.(dB)=20Log(a) 3.3 RF衰减器(c) 步进衰减器和电可调衰减器 步进衰减器:如上图电路,将多个不同衰减器串连起来,通过开关有切换可以得到不同的衰减值,这样的衰减器即为步进衰减器. 电可调衰减器:将上图的电路集成到芯片内部,再利用逻辑电路对和开关进行控制,即可得到电可调衰减器,其衰减值可在线编程设定. 3.4 RF终端 终端(Terminator)是一个RF负载,无源器件,特性阻抗应于RF电路的特性阻抗相同(一般为50Ω),主要用来消耗无用的RF功率,将其转化为热能. 与衰减器类似,由于散热方面的原因,较大功率的终端表面布满散热片,并且额定输入功率越大,体积越大. 正常工作的终端表面温度较高,使用时应注意以防烫伤. 3.5 RF功率放大器(a) 功率放大器是一类将RF信号幅值放大的有源器件,低频电路中的放大电路使用方法类似,但使用时应注意输入输出阻抗匹配. 增益(Gain):在工作范围内,功率放大器输出信号与输入信号功率的(对数)差值. 1dB压缩点:由于放大器本身特性和工作环境,随着功率放大器输入功率增加到一定范围,放大器增益开始减小,当增益减小1dB时,此时的输入功率称为1dB压缩点.该参数定义了放大器的工作范围. 噪声系数(Noise Figure):放大器输出信号的信噪比(信号与噪声的比值)与输入信号信噪比的差值.由于放大器本身的噪声和环境噪声,输出信号的信噪比一定会比输入信号的信噪比差. 3.5 RF功率放大器(b) 功率放大器电路: 3.6 RF隔离器 隔离器是一种铁氧体磁性元件,是利用铁氧体材料的旋磁效应制成的,其内部的射频信号只会沿一个特性的方向流动,即从端口1进去的信号只会从端口2出来,端口2进去的信号只会从端口3出来,端口3进出的信号只会从端口1出来. 使用如图所示的连接后,端口1的功率会流到端口2,从端口2反向流进的功率会在端口3被电阻(终端)消耗,而不会流到端口1,故实现信号的单向流动,称为“隔离”.这样有利于保护输出功率器件(一般为放大器)被外界信号破坏. 4 RF测试中的常用仪器 功率计(Power Meter) 信号发生器(Signal Generator) 频谱分析仪(Spectrum Analyzer) 网络分析仪(Network Analyzer) 4.1 功率计(a) 功率计是一种检测RF信号功率的仪表,因为RF信号有Cable中会有较大的损耗,为了保证测试精度,功率计分为两部分,一部分为机身,另一部分为探头. 实际使用中探头应尽可能靠近待测信号源. 常用RF功率探头有三种类型: 热敏电阻(Thermistor)传感器 热电偶(Thermocouple)传感器 二极管(Diode)传感器 4.1 功率计(b) 热敏电阻型功率传感器的优点是测试量精度度,但是动态范围窄,为-20dBm到+10dBm,此类传感器不常被使用; 热电偶型传感器具有上述传感器的优点,并且具有较宽的动态范围,为-30 dBm 到+20dBm. 二极管型传感器的优点是灵敏度极高,可达到-70dBm,但检测功率超过-20dBm时,输出电压与输入功率不再是线性相关的,需要使用其它方法配合才可测试更高的RF功率. 4.2 信号发生器 信号发生器是一类可以产生多种RF信号的仪器,在RF电路测试中作为信号源来使用,我们可以设置信号发生器输出信号的如下参数: 频率,功率(幅值),信号调制方式,调制信号内容,甚至包括调制信号的载波数. 使用注意点:在打开信号发生器的输出功率前一定要确认输出端口已接有正确的负载,如无负载,端口功率反射回仪表内部,极有可能将仪表烧毁. 4.3 频谱分析仪(a) 频谱分析仪是一种观测待测信号在频域分布的仪表,其输出图形模轴为频率,纵轴为幅度;此仪表在频域的功能与示波器在时域对信号的分析功能类似,并且二者间可通过傅利叶变换互相转换,参见下图: 4.3 频谱分析仪(b) 频谱分析仪(SA)有两类:超外差式和非超外差式 超外差式频谱分析仪: 又可称为模拟频谱分析仪,它利用电子线路(主要是窄带滤波器和混频器),逐点将检测频域内的频率点的信号幅值变为直流信号再显示到显示屏上. 非超外差式: 又可称为数字式频谱分析仪,它将输入信号顺序的利用高速AD转换为数字信号,再利用高速