Программа Сервисный Центр
0

Высокоимпедансный пробник расширяет область применения радиочастотных анализаторов спектра


Частотные характеристики современных моделей анализаторов спектра начинаются лишь с 10 Гц. В комбинации с программой быстрого преобразования Фурье, расширяющей рабочий диапазон частот в область низких частот, современный анализатор спектра можно превратить в незаменимый инструмент для разработки и отладки аналоговых схем. К сожалению, анализаторы спектра, рассчитанные, в первую очередь, на измерения радиочастотных сигналов, имеют входной импеданс 50 Ом, представляющий собой слишком тяжелую нагрузку для большинства высокоомных аналоговых цепей. Вы можете импровизировать с более высокоимпедансными пробниками, включив последовательно с 50-омным входом резистор 953 Ом, но в результате получите входное сопротивление лишь 1 кОм и ослабите измеряемый сигнал на 26 дБ.

Кроме того, входы большинства радиочастотных анализаторов спектра не имеют развязки по переменному току, и любая постоянная составляющая входного напряжения напрямую попадает либо на внутренний согласующий резистор, либо на входной смеситель. Для того чтобы иметь возможность работы с низкочастотными сигналами от 10 Гц, последовательно с входным щупом вам придется включить разделительный конденсатор емкостью, по крайней мере, 2 мкФ и резистор сопротивлением 953 Ом. И хотя входные цепи осциллографов могут выдерживать кратковременные перегрузки, вызванные случайными прикосновениями щупов и переходными процессами при разряде конденсаторов, использование с анализатором спектра низкоимпедансных пробников со связью по постоянному току может привести к повреждению дорогого и, возможно, трудно заменяемого входного смесителя.

Безусловно, высокоимпедансные пробники имеются в продаже, но они очень дороги, как при покупке, так и в ремонте. В этой статье предлагается альтернатива: дешевый и надежно защищенный пробник с единичным усилением и таким же входным импедансом, как у настольного осциллографа, способный работать на 50-омный вход анализатора спектра. Пробник имеет следующие характеристики:

  • усиление: 0±0.2 дБ на частоте 100 кГц;
  • входной импеданс: 1 МОм/15 пФ;
  • максимально допустимое входное напряжение: 0.8 В пик-пик;
  • сопротивление нагрузки: 50 Ом;
  • полоса пропускания по уровню –3 дБ: 10 Гц … 200 МГц;
  • неравномерность частотной характеристики в полосе пропускания: менее 1 дБ пик-пик;
  • входной шум на частоте 1 МГц: менее 10 нВ/√Гц
  • искажения входного сигнала амплитудой 0.5 В пик-пик:
    • второго порядка: менее –75 дБн,
    • третьего порядка: менее –85 дБн;
  • напряжение/ток питания: ±5 В/18 мА.

Изображенную на Рисунке 1 схему вы можете собрать за один вечер из горстки недорогих компонентов. Вход схемы имеет такие же параметры, как и настольный осциллограф – сопротивление 1 МОм с параллельной емкостью 15 пФ. Вы также можете расширить сферу применения этого активного устройства, используя его вместо стандартных осциллографических пробников 1:1 или 1:10. Включенные друг за другом кремниевые диоды D1 ограничивают входной сигнал на уровне падающих на них прямых напряжений, защищая входной смеситель от повышенных напряжений и электростатических разрядов. В связи с тем, что большинство пользователей использует пробник и анализатор спектра для измерения сигналов и шумов малых амплитуд, такое ограничение больших сигналов несущественно для большинства приложений.

Высокоимпедансный пробник расширяет область применения радиочастотных анализаторов спектра
Рисунок 1.Всего небольшая горсть компонентов позволит вам расширить
возможности анализатора спектра. Этот щуп с единичным
усилением имитирует входные характеристики стандартного
осциллографического щупа 1 МОм/15 пФ и легко работает
на нагрузку 50 Ом.

Высококачественный операционный усилитель OPA656 компании Texas Instruments (IC1) с полевыми транзисторами на входах обеспечивает усиление, равное двум. В такой конфигурации его полоса пропускания составляет примерно 200 МГц (Рисунок 2). OPA656 может работать на нагрузку 50 Ом с последовательным согласующим резистором. При общем сопротивлении нагрузки 100 Ом потери усиления составляют 6 дБ, и результирующее усиление схемы оказывается равным единице. Кроме того, OPA656 вносит меньше шумов и искажений, чем большинство имеющихся в продаже активных пробников с полевыми транзисторами на входах.

Высокоимпедансный пробник расширяет область применения радиочастотных анализаторов спектра
Рисунок 2.В измеренной по уровню –3 дБ полосе пропускания от 10 Гц до 200 МГц
АЧХ щупа имеет неравномерность чуть меньше 1 дБ, что выгодно
отличает его от многих имеющихся в продаже активных щупов на
полевых транзисторах с типичной неравномерностью АЧХ ±2 дБ.

Пробник заключен в небольшой отрезок медной трубки (Рисунок 3), которая продается в магазинах товаров для хобби. На входе использован разъем SMA, имеющий множество переходных адаптеров к разъемам других типов, в частности, к BNC. Для питания пробника требуются источники напряжения +5 и –5 В, от каждого из которых схема забирает приблизительно по 18 мА. Эти напряжения можно взять с клемм питания пробника, если таковые имеются на измерительном приборе, или самостоятельно изготовив простейший источник питания из трансформатора и линейных стабилизаторов, в качестве которых лучше всего использовать 78L05 и 79L05.

Высокоимпедансный пробник расширяет область применения радиочастотных анализаторов спектра
Рисунок 3.Пробник можно собрать на кусочке макетной платы, умещающемся в
отрезке медной трубки. К входному разъему SMA выпускается множество
адаптеров, несколько из которых показано на фотографии. Со стороны
выхода торец трубки закройте резиновой втулкой.

Для подключения щупов к измерительному прибору используется стандартный тонкий 50-омный кабель. Чтобы получить максимально плоскую частотную характеристику и однородное усиление, согласуйте выход щупа 50-омным резистором. Выходной конденсатор для блокировки постоянного напряжения в этой схеме не нужен.

Также рекомендуем:

 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Декабрь 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Декабрь 2016 (15)
Ноябрь 2016 (42)
Октябрь 2016 (34)
Сентябрь 2016 (38)
Август 2016 (34)
Июль 2016 (36)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"