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提高射频信号发生器性能之实用小技巧


  来源: 鼎阳硬件设计与测试智库 时间:2020-06-19 编辑:清风
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射频信号发生器是我们常用的一种通用电子测试测量仪器,与传统的函数信号发生器不同,它主要用于产生射频的连续波信号,或者是以射频信号为载波的调制信号。射频信号发生器可以作为激励源,广泛应用于电子产品的测试测量和各类电子实验室的电路实验。

决定一款射频信号发生器性能的因素有很多,总结起来,起关键作用的有三个方面:

1)研发工程师的设计经验

2)消耗的硬件成本

3)生产所采用的校准测试平台和耗费的时间


许多经济型的射频信号发生器,其技术参数已经基本能够满足基础应用。但对于一些更高的专业领域,关键指标上还有些差距,那么在节省预算的前提下,怎么能够有效地提高射频信号发生器性能,从而拓展它的应用范围呢?本文将分享几个实用小技巧。



1、通过外接功率计,提高射频信号发生器的幅度精度

受限于信号发生器本身的输出幅度精度,以及信号发生器和被测件之间连接件的频响特性,到达被测件的信号幅度可能会比预期具有更大的误差。


图1  射频信号发生器外接USB功率计

如图1所示,深圳市鼎阳科技SSG3000X和SSG5000X系列射频信号发生器,均支持主流的USB功率计,通过对多个频点的平坦度修正,可以方便地修正线损和信号发生器本身的精度误差。


图2  通过外接USB功率计修正多个频点的平坦度


2、通过外接高精度恒温晶振,提高射频信号发生器的稳定性,并改善近端相噪水平

我们知道,决定信号发生器频率精度和稳定性的唯一因素,就是机器使用的参考晶体振荡器。出于成本的考虑,经济型的信号发生器普遍没有采用昂贵的恒温晶振,但是在某些特殊的测试场景,我们会非常关注信号发生器的绝对频率精度,或者随时间和温度的漂移导致的稳定度,这个时候只需要单独采购一个高精度的恒温晶振选件,作为信号发生器的外部参考,就可以有效地解决这个问题。

另外,当频率偏移小于1kHz时,信号发生器发出信号的稳定度和相位噪声将主要由参考时钟决定,采用高精度的恒温晶振,有利于改善信号的近端相噪水平。


3、通过外接低通滤波器降低射频信号发生器的谐波和杂散

信号发生器在输出设定的基波信号的同时,会伴随有一定幅度的谐波、分谐波和杂波信号,大多数情况下我们是不需要谐波分量的,或者说这些谐波分量的存在会对正常的测试带来一定的干扰。


图3  通过外接低通滤波器提高频谱纯度

如图3所示,我们根据实际测试情况,选择一个合适的低通滤波器连接到信号发生器的输出端,可以有效地过滤掉高频的谐波分量,提高信号的频谱纯度。

接入低通滤波器,难免对输出信号的幅度和平坦度造成一定的影响,我们可以通过提高输出信号电平和外接USB功率计的方法,对平坦度和精度进行补偿。


4、通过外接功率放大器提高射频信号发生器的最大输出电平

一般来说,经济型信号发生器的最大输出电平通常不会大于20dBm,如果你想得到更大的信号功率,外接功率放大器是一个不错的选择。在这里需要注意的是,大信号的谐波电平通常都比较高,外接功放以后,谐波电平增长的幅度会更大,如果你对信号的频谱纯度有一定的要求,可以参考方法三,在功放后面再加一个合适的低通滤波器,从而减小谐波分量对测试结果的影响,如图4所示。


图4  通过外接功率放大器提高最大输出电平

关键词:射频信号发生器 电子测试测量仪器 测试    浏览量:817

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