01為什么在面包板上玩射頻？

方便，當(dāng)然還是方便。面包板是進(jìn)行一些電子線路實(shí)驗(yàn)構(gòu)建電路方便的平臺(tái)。多用于普通數(shù)字電路和模擬電路。一旦涉及到高頻電路，面面包就有很多方面不太適合了。

那么到底哪方面不適合？對(duì)于高頻信號(hào)在面包板上的表現(xiàn)形式到底如何？下面通過(guò)一些簡(jiǎn)單的測(cè)試來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題。

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02實(shí)驗(yàn)器材

實(shí)驗(yàn)器材包括有以下幾個(gè)方面：

1.頻譜儀

這里使用了一臺(tái)DSA815頻譜儀，它具有“Trace”功能，可以用于測(cè)量一些系統(tǒng)的頻率特性。

▲ DSA815頻譜儀

DSA815還有具有聯(lián)網(wǎng)功能，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)讀取它的數(shù)據(jù)，這樣便于分析。比如下面就是從DSA815讀取的數(shù)據(jù)通過(guò)Python繪制的頻譜圖。

▲ DSA815讀取的數(shù)據(jù)

2.面包板

測(cè)試的面包板就是下面這種普通的使用所使用的面包板。

▲ 小型面包板

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03初步信號(hào)測(cè)試

1.DSA815輸出信號(hào)

設(shè)置DSA815 TG輸出0dbm信號(hào)。在它的TG輸出端口增加50Ω的電阻負(fù)載。使用示波器測(cè)量50Ω上的波形。此時(shí)設(shè)置頻率范圍是：10~150MHz。

▲ TG輸出信號(hào)施加在51Ω負(fù)載電阻，使用示波器測(cè)量輸出信號(hào)波形

輸出波形的峰峰值(指的是中間高頻部分，不包括非常低頻的那部分的突出峰值)為532mV。

▲ 測(cè)量TG輸出電壓波形

根據(jù)信號(hào)的峰峰值Vpp=0.532V，可以算出此時(shí)的其他參數(shù)：

• 信號(hào)的峰峰值 Vpp = 0.532V;
• 信號(hào)的有效值 Vrsm = Vpp/2/sqrt(2) = 0.188V
• 信號(hào)在50Ω上的功率 P50=0.708mW
• 輸出功率的dBm：PdDm = log10(P50*1000)*10 = -1.5

2.頻譜儀TG輸出與輸入在面包板上相連

將DSA815的TG輸出如輸入端口通過(guò)直插線在面包板上相連，看一下他們之間的耦合信號(hào)的情況。

(1)通過(guò)同軸電纜連接器直接相連

這種情況反映了DSA815本身在TG輸出信號(hào)的頻譜。

▲ 直接相連所得到頻譜圖▲ 輸出與輸出通過(guò)同軸電纜連接器直接相連的頻譜

(2)通過(guò)面包板直接相連

通過(guò)連接線將射頻信號(hào)在面包板上相連。兩個(gè)插針相距200mil(即兩排插孔)。

▲ 通過(guò)面包板直接連接

此時(shí)對(duì)應(yīng)的DSA815測(cè)量的頻譜特性為：

▲ 直接相連下，頻譜圖

下面將兩個(gè)曲線對(duì)比，會(huì)發(fā)現(xiàn)他們有區(qū)別但相差不超過(guò)2.5dBm.

▲ 對(duì)比直接相連與在面包板上相連對(duì)應(yīng)的頻譜曲線

(3)在面包邊上錯(cuò)位不相連

A. 底線相連

兩個(gè)接頭僅僅是底線相連，信號(hào)線左右分開(kāi)。

下面的曲線表明，面包板上對(duì)于輸入信號(hào)線在僅僅底線相連情況下，仍然有近-37dBm的功率耦合。

▲ 底線信號(hào)對(duì)應(yīng)的輸出頻譜曲線

B.信號(hào)線相連

僅僅將同軸電纜中的相連，底線分開(kāi)。對(duì)應(yīng)的信號(hào)功率頻譜如下：

▲ 信號(hào)線相連，底線分開(kāi)使得頻譜

C.信號(hào)線相距不同位置

將輸入信號(hào)與輸出信號(hào)在面包板上相距一定位置，測(cè)量他們之間的耦合關(guān)系。

下圖是DSA815的輸出與輸出在面包板上相距21格是對(duì)應(yīng)的位置。

▲ 兩個(gè)信號(hào)線在面包板上相距21格的位置

測(cè)量輸入輸出之間的耦合關(guān)系如下圖所示。可以看出。面包板在不同的頻率范圍內(nèi)對(duì)具有不同的耦合關(guān)系。在40MHz, 115MHz左右出現(xiàn)了兩個(gè)峰值。而對(duì)于20MHz以?xún)?nèi)， 65MHz~90MHz,大于135MHz的頻譜耦合強(qiáng)度就弱了。

由此可見(jiàn)，對(duì)于普通低于20MHz之內(nèi)的電路實(shí)驗(yàn)，面包板還是可以提供非常優(yōu)良的隔離絕緣環(huán)境的。

▲ 在相距21格的位置，輸入輸出之間的頻譜特性

下面是測(cè)量輸入輸出之間相距的距離(100mil為單位)，每相差一格測(cè)量所對(duì)應(yīng)的頻譜曲線。從1到21 。距離越遠(yuǎn)，面包板的的信號(hào)耦合強(qiáng)度月底。

▲ 相距不同距離輸入輸出之間的耦合頻譜

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04結(jié)論

對(duì)于在面包上所做的高頻電路實(shí)驗(yàn)，需要克服的是面板版內(nèi)的信號(hào)耦合問(wèn)題。對(duì)于低于20MHzy以下的信號(hào)。在相距一格之內(nèi)的射頻耦合強(qiáng)度小于40dB。這對(duì)于大多數(shù)的數(shù)字和模擬線路實(shí)驗(yàn)都是允許的。

對(duì)于處在40MHz，110MHz左右的高頻信號(hào)，班內(nèi)的耦合強(qiáng)度很高。特別是在相距1格的情況下，對(duì)于40MHz左右的信號(hào)，相互之間耦合損耗只有10多個(gè)dB，這就有可能使得很多數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)產(chǎn)生較大的干擾。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的与40mhz信道不兼容设置_为什么面包板不适合高频电路的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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