如何搭建一個(gè)能夠有效表征放大器干擾靈敏度的測試

　簡(jiǎn)介

　　在便攜式應用中，無(wú)線(xiàn)收發(fā)器的激增就需要對在高頻無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機附近電子電路操作能力進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。在千兆赫無(wú)線(xiàn)電系統中，無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)與低頻放大器配件的密切接近可以引起無(wú)線(xiàn)電信號的解調，導致接收電路中的破壞性干擾。

　　本文說(shuō)明了如何利用在多數高頻模擬實(shí)驗室中所使用的標準設備，構建一個(gè)測試平臺。這個(gè)測試平臺適用于測試和表征在低頻音頻電路中輻射的無(wú)線(xiàn)電頻率干擾（RFI）。此測試平臺最初用于在耳機放大器的輸出端檢查帶有過(guò)量噪音問(wèn)題的藍牙應用。盡管由藍牙發(fā)射器所引發(fā)的噪音在放大器輸出中很容易被觀(guān)察到，但是頻率跳變RF與噪音信號的復雜編碼調制相結合將生成一個(gè)干擾信號，而這個(gè)信號將特別復雜，很難進(jìn)行分析。

　　本文中所提到的測試平臺通過(guò)創(chuàng )建一個(gè)干擾環(huán)境來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，干擾環(huán)境用一個(gè)由1kHz調制信號調制的RF掃描頻率取代復雜的藍牙信號。1kHz調制信號用于跟蹤RF輸入和通向音頻放大器輸出的信號路徑。這就使用戶(hù)可以在接近RF載波磁場(chǎng)強度、載波頻率和調制頻率的受制條件下觀(guān)察干擾。

　　RF信號解調

　　無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器通過(guò)調制高頻RF載波來(lái)發(fā)射語(yǔ)音和數據信號。天線(xiàn)附近的敏感電路設計必須具有抗干擾特性，或者采用特殊防護來(lái)防止音頻電路內發(fā)生RF信號解調。布局和靠近發(fā)射器可能導致電路板上出現幾個(gè)不同的接收點(diǎn)，從而在不同的頻率下產(chǎn)生干擾。

　　幾個(gè)研究、實(shí)驗和計算表明了運算放大器主要在輸入差分對的發(fā)射極基極結處，對RF信號進(jìn)行解調的傾向。即使放大器帶寬遠低于RF的帶外信號，解調也會(huì )發(fā)生。

　　圖1顯示了如何剝離RF載波并留下低頻信號。由于RF載波的頻率比測試中音頻放大器的帶寬高出多倍，所以放大器就充當了解調器和濾波器，從而產(chǎn)生了出現在放大器輸出端的調制信號的無(wú)載波低頻復制信號。

　　測試平臺

　　該平臺能夠生成附帶外部調制信號的100kHz至6GHz的掃頻載波頻率。RF調制的測試平臺如圖2所示。平臺使用hp8753d網(wǎng)絡(luò )分析儀作為一種可變射頻載波頻率泉和函數發(fā)生器，以調節1 kHz正弦波載波頻率。函數發(fā)生器(HP3310A)被插入緊接著(zhù)HP8753D的EXT AM BNC內。網(wǎng)絡(luò )分析器的輸出連至圖3所示之簡(jiǎn)單天線(xiàn)的掃掠調制載頻。載頻的輸出功率被調整為0dbm，以便與標準藍牙信號相匹配。載波的頻率和作用域的時(shí)基之間的同步是通過(guò)，將網(wǎng)絡(luò )分析器的掃描時(shí)間和作用域分別設置成20秒和2秒/區實(shí)現的。這就產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò )分析器和2秒/區的作用域的時(shí)基。與作用域的輸出電壓相關(guān)的直接頻率讀取是通過(guò)同時(shí)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò )分析器和作用域(參照圖5)上的單掃描來(lái)實(shí)現的。

　　干擾測試

　　通過(guò)選取單獨調制頻率和RF載波頻率及載波信號等級的能力，就能夠進(jìn)行各種控制性實(shí)驗來(lái)劃分干擾源。通過(guò)在音頻放大器電路的輸出中掃描載波頻率和測量調制信號，可以實(shí)現對電路情況的嚴密檢測。圖4顯示了測試板的電路原理圖。

　　圖5顯示出了一個(gè)雙極單位增益雙通道運算放大器的頻率掃描結果。射頻干擾普遍存在于3.9ghz。

　　圖6顯示了在通道A和通道B輸出上的干擾，采用3.9GHz 和1個(gè)1kHz 100% 調制的固定載波頻率。之所以選擇3.9GHz是因為在這個(gè)頻率下達到了最大干擾。所示信號為在單元增益雙運算放大器下的1kHz解調信號。在1kHz的非對稱(chēng)性信號是從實(shí)驗室設備產(chǎn)生調制信號，而不是來(lái)自于放大器。