如何搭建一个能够有效表征放大器干扰灵敏度的测试平台

简介

在便携式应用中，无线收发器的激增就需要对在高频无线电发射机附近电子电路操作能力进行重点关注。在千兆赫无线电系统中，无线电天线与低频放大器配件的密切接近可以引起无线电信号的解调，导致接收电路中的破坏性干扰。

本文说明了如何利用在多数高频模拟实验室中所使用的标准设备，构建一个测试平台。这个测试平台适用于测试和表征在低频音频电路中辐射的无线电频率干扰（RFI）。此测试平台最初用于在耳机放大器的输出端检查带有过量噪音问题的蓝牙应用。尽管由蓝牙发射器所引发的噪音在放大器输出中很容易被观察到，但是频率跳变RF与噪音信号的复杂编码调制相结合将生成一个干扰信号，而这个信号将特别复杂，很难进行分析。

本文中所提到的测试平台通过创建一个干扰环境来解决这个问题，干扰环境用一个由1kHz调制信号调制的RF扫描频率取代复杂的蓝牙信号。1kHz调制信号用于跟踪RF输入和通向音频放大器输出的信号路径。这就使用户可以在接近RF载波磁场强度、载波频率和调制频率的受制条件下观察干扰。

RF信号解调

无线电收发器通过调制高频RF载波来发射语音和数据信号。天线附近的敏感电路设计必须具有抗干扰特性，或者采用特殊防护来防止音频电路内发生RF信号解调。布局和靠近发射器可能导致电路板上出现几个不同的接收点，从而在不同的频率下产生干扰。

几个研究、实验和计算表明了运算放大器主要在输入差分对的发射极基极结处，对RF信号进行解调的倾向。即使放大器带宽远低于RF的带外信号，解调也会发生。

图1显示了如何剥离RF载波并留下低频信号。由于RF载波的频率比测试中音频放大器的带宽高出多倍，所以放大器就充当了解调器和滤波器，从而产生了出现在放大器输出端的调制信号的无载波低频复制信号。

测试平台

该平台能够生成附带外部调制信号的100kHz至6GHz的扫频载波频率。RF调制的测试平台如图2所示。平台使用hp8753d网络分析仪作为一种可变射频载波频率泉和函数发生器，以调节1 kHz正弦波载波频率。函数发生器(HP3310A)被插入紧接着HP8753D的EXT AM BNC内。网络分析器的输出连至图3所示之简单天线的扫掠调制载频。载频的输出功率被调整为0dbm，以便与标准蓝牙信号相匹配。载波的频率和作用域的时基之间的同步是通过，将网络分析器的扫描时间和作用域分别设置成20秒和2秒/区实现的。这就产生了网络分析器和2秒/区的作用域的时基。与作用域的输出电压相关的直接频率读取是通过同时触发网络分析器和作用域(参照图5)上的单扫描来实现的。

干扰测试

通过选取单独调制频率和RF载波频率及载波信号等级的能力，就能够进行各种控制性实验来划分干扰源。通过在音频放大器电路的输出中扫描载波频率和测量调制信号，可以实现对电路情况的严密检测。图4显示了测试板的电路原理图。

图5显示出了一个双极单位增益双通道运算放大器的频率扫描结果。射频干扰普遍存在于3.9ghz。


图6显示了在通道A和通道B输出上的干扰，采用3.9GHz 和1个1kHz 100% 调制的固定载波频率。之所以选择3.9GHz是因为在这个频率下达到了最大干扰。所示信号为在单元增益双运算放大器下的1kHz解调信号。在1kHz的非对称性信号是从实验室设备产生调制信号，而不是来自于放大器。

发布者：博子