作者丨鼎陽(yáng)科技 李粲
概述
射頻技術(shù)的基本原理是?電磁理論?,它是通過(guò)振蕩器產(chǎn)生射頻信號(hào),利用天線傳播電磁波,并在接收端通過(guò)解調(diào)器解碼信號(hào),還原成原始信息的過(guò)程,廣泛應(yīng)用于通信、航空航天、醫(yī)療和生命科學(xué)等領(lǐng)域。
對(duì)于射頻領(lǐng)域的初學(xué)者而言,首先需要了解的是射頻信號(hào)在頻域當(dāng)中的表現(xiàn)以及了解一些常見的射頻元器件的特性,但射頻知識(shí)往往比較抽象和難以理解,這就需要一套完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,對(duì)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。
挑戰(zhàn)
對(duì)于初學(xué)者而言,大家都知道射頻產(chǎn)品普遍比較昂貴,配置一套完整的射頻發(fā)射和測(cè)試設(shè)備是一項(xiàng)巨大的投入。由此可見,一套廉價(jià)易用且功能完備的射頻學(xué)習(xí)套件,對(duì)學(xué)習(xí)與推廣射頻知識(shí)是非常有幫助的。
解決方案
作為初學(xué)者,首先需要學(xué)習(xí)和觀察射頻信號(hào)在頻域當(dāng)中的表現(xiàn),了解信號(hào)在理論和實(shí)際當(dāng)中的差異;除此之外,還需要學(xué)習(xí)常見的射頻電路模塊,如放大器、混頻器等,了解這些模塊會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生什么樣的影響。
圖1 鼎陽(yáng)科技SVA-TB01射頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)板
如圖1,主機(jī)通過(guò)繼電器,可以輕松拓展到16通道測(cè)試。
針對(duì)初學(xué)者關(guān)于射頻模塊的學(xué)習(xí)需求, 鼎陽(yáng)科技(SIGLENT)推出了SVA-TB01射頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)板,內(nèi)含多種常見的射頻電路模塊,能有效幫助學(xué)習(xí)射頻知識(shí),探索相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
整塊教學(xué)板由完整的發(fā)射鏈路(由衰減器、放大器、濾波器、混頻器組成) ,接收鏈路(由混頻器、濾波器、衰減器、放大器組成) ,校準(zhǔn)單元(開路、短路、匹配) ,本振單元以及電源模塊組成。
發(fā)射鏈路和接收鏈路中的各個(gè)器件都可以通過(guò)對(duì)外接口進(jìn)行獨(dú)立或者聯(lián)合測(cè)試,能夠針對(duì)每個(gè)器件進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試,能幫助學(xué)生們了解和學(xué)習(xí)射頻電路模塊的功能和特性。針對(duì)這些模塊的測(cè)試,一般會(huì)搭配射頻源和頻譜儀或者矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)幫助觀測(cè)信號(hào),能夠更直觀地感受到各種常見模塊對(duì)于射頻信號(hào)的影響。
了解射頻信號(hào)在頻域當(dāng)中的表現(xiàn)
對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō),首先需要觀察最基礎(chǔ)的射頻信號(hào),也就是正弦波在頻域中的表現(xiàn)。通過(guò)頻譜儀分析,觀察硬件對(duì)于信號(hào)傳輸造成的影響,了解信號(hào)傳輸?shù)膶?shí)際情況與理想狀況的差異。
SVA1000X具有頻譜測(cè)量和矢量網(wǎng)絡(luò)分析的功能,可以通過(guò)TG端口發(fā)送信號(hào),RF端口接收信號(hào)。
圖2 SVA-TB01射頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)板測(cè)試諧波
通過(guò)將TG信號(hào)直接傳輸?shù)絉F端口,與TG信號(hào)通過(guò)校準(zhǔn)單元之后再與RF端口相連接進(jìn)行比較,可以觀察信號(hào)在實(shí)際傳輸過(guò)程中,由于正弦波生成設(shè)備自身硬件存在著非線性。
此外,在測(cè)試過(guò)程中,信號(hào)經(jīng)過(guò)教學(xué)板的實(shí)際鏈路后,也會(huì)帶來(lái)一定的非線性,因此在頻譜分析儀上看到的實(shí)際正弦波信號(hào)的頻譜是具有一定帶寬的。
除此之外,我們還可以觀察到硬件系統(tǒng)中產(chǎn)生的多次諧波。這些測(cè)試可以幫助初學(xué)者快速了解到理想的射頻信號(hào)和實(shí)際測(cè)得的射頻信號(hào)之間的差異。
圖3 SVA1000X諧波測(cè)試結(jié)果
了解常見射頻電路模塊的特性
在射頻領(lǐng)域當(dāng)中,除了基礎(chǔ)的發(fā)射和接收信號(hào),我們還會(huì)接觸到各種不同的用于調(diào)制信號(hào)的射頻模塊,其中比較常見的射頻模塊包括混頻器、濾波器、衰減器和放大器。
在設(shè)計(jì)射頻電路時(shí),往往會(huì)將多個(gè)模塊鏈接在一起,對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和篩選,這需要我們對(duì)這些射頻模塊的功能有充分的了解。