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儀器的測(cè)試結(jié)果一定是可信的么?

2022/10/22
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作為一個(gè)射頻工程師,測(cè)試是不可避免的一項(xiàng)工作。射頻設(shè)計(jì),只有通過實(shí)際測(cè)試,各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求,才算完成。

可是,不知道大家在測(cè)試過程中,發(fā)現(xiàn)測(cè)試出的結(jié)果與理論不符的時(shí)候,有沒有考慮過,這可能不是你本身設(shè)計(jì)的問題,而是儀器的問題呢?

我第一次碰到這個(gè)問題,是剛參加工作的時(shí)候。當(dāng)時(shí),領(lǐng)導(dǎo)讓設(shè)計(jì)一P1dB壓縮高一點(diǎn)的放大器。具體要求多少,腦袋里已經(jīng)沒有記憶了。不過還依稀記得,當(dāng)時(shí)末級(jí)放大器選的是avagoMGA81563,百度了一下,datasheet中標(biāo)稱的1dB壓縮點(diǎn)為14dBm左右(那可能當(dāng)時(shí)要求的是12~13dBm)。當(dāng)時(shí)用矢網(wǎng)測(cè)試放大器的P1dB點(diǎn),發(fā)現(xiàn)怎么測(cè)(反復(fù)校準(zhǔn)矢網(wǎng)),都達(dá)不到指標(biāo),可是datasheet中的1dB壓縮點(diǎn)明明是能達(dá)到要求的呀。

最后都懷疑,是不是器件手冊(cè)作假呀。后來的事實(shí)以及后后來的例子都證明,國(guó)外大廠家的器件手冊(cè)上的指標(biāo)都是可以復(fù)現(xiàn)的。最后,歪打正著,在放大器輸出端加了一個(gè)衰減器,再測(cè),發(fā)現(xiàn)矢網(wǎng)指示的指標(biāo),還是10dBm左右。這才想到,可能是矢網(wǎng)本身的非線性不好。換了一臺(tái)矢網(wǎng),發(fā)現(xiàn)測(cè)試值和器件手冊(cè)上一模一樣。

所以,測(cè)試過程中,一定要提防儀器給咱們?cè)O(shè)置的陷阱。因?yàn)閮x器本身也是接收機(jī)和發(fā)射機(jī),比如信號(hào)源本質(zhì)為一發(fā)射機(jī),頻譜儀為接收機(jī),而矢網(wǎng)就是收發(fā)一體機(jī)。他們所使用的器件,就像我前面文章提到的,不可能是全理想器件。它有噪聲,也有非線性,也可能有雜散。所以,我們?cè)跍y(cè)試過程中,需要排除儀器本身的影響。

而這些影響,主要就是從噪聲、非線性、雜散這幾方面去考慮。舉幾個(gè)栗子:

1:比如說你的接收機(jī),設(shè)計(jì)時(shí)增益比較小,30dB左右。然后你用頻譜儀去測(cè)試你射頻端的靈敏度,你可能會(huì)發(fā)現(xiàn),靈敏度怎么比理論值差這么多呀?這個(gè)時(shí)候,你要關(guān)注什么呢?

你需要看一下,頻譜儀的輸入衰減器有沒有打開。你會(huì)發(fā)現(xiàn),如果你把衰減器設(shè)置為0dB,你的靈敏度好一些了。如果再把頻譜儀的預(yù)放打開的話,靈敏度會(huì)更好一些。為啥呢?這是因?yàn)轭l譜儀本身也有噪聲系數(shù)呀,衰減器值設(shè)置的越大,頻譜儀的噪聲系數(shù)也就越大呀。

 

2:比如你測(cè)試鄰信道選擇性的時(shí)候,你又發(fā)現(xiàn),測(cè)試值和理論值怎么不符呀?

這個(gè)時(shí)候,你就要考慮是不是信號(hào)源本身的相噪比較差呀,然后和本振相混,進(jìn)入帶內(nèi)?;蛘撸氵\(yùn)氣更差一點(diǎn),你那信號(hào)源竟然剛剛好在你偏移的頻點(diǎn)有一雜散。雖然概率比較小,但也是有可能的。

3:比如你測(cè)試你的發(fā)射機(jī)的時(shí)候,發(fā)現(xiàn),天哪,怎么有這么多小雜散?關(guān)掉發(fā)射機(jī)的電,發(fā)現(xiàn)還是有這么多雜散。

后來發(fā)現(xiàn),是頻譜儀本身的bug,當(dāng)它的RBWVBW打到一定的值時(shí),就滿屏幕地出現(xiàn)等間隔的小雜散。雖然是某RS家的頻譜儀,可是還是避免不了出現(xiàn)了小雜散。

    還有還有......

所以,測(cè)試時(shí),出現(xiàn)和理論不符的測(cè)試結(jié)果時(shí),先考慮是不是儀器的問題。畢竟,排除儀器問題,比排查設(shè)計(jì)問題,要簡(jiǎn)單很多了。

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