Moku：Pro的頻率響應(yīng)分析儀

1. 介紹

本文主要介紹如何使用新的In÷In1測(cè)量模式。Moku：Pro的頻率響應(yīng)分析儀（FRA）旨在用掃頻正弦波驅(qū)動(dòng)被測(cè)器件（DUT），并通過(guò)直接變頻接收器檢索幅度和相位響應(yīng)。在 2.4.0 軟件更新之前，測(cè)得的幅度響應(yīng)可以表示為以 dbm 為單位的絕對(duì)幅度或以 dBm 為單位的相對(duì)輸入÷輸出幅度。動(dòng)態(tài)參考模式現(xiàn)已在zui 新版本的Moku軟件的Moku：Pro上可用。在這種模式下，幅度響應(yīng)以In÷In1（dB）為單位測(cè)量，它使用輸入1上的信號(hào)對(duì)每個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行歸一化。因此，F(xiàn)RA可以連續(xù)測(cè)量DUT輸入端的驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度，并動(dòng)態(tài)改變分母以進(jìn)行相對(duì)幅度計(jì)算。

在這篇文章中，我們將介紹如何使用In÷In1測(cè)量模式來(lái)隔離多級(jí)濾波器中單個(gè)組件的頻率響應(yīng)，并通過(guò)整形驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)增加測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍。具體參數(shù)如下：

2. 隔離多級(jí)濾波器的頻率響應(yīng)

在許多設(shè)計(jì)中，電子濾波器是通過(guò)將多個(gè)濾波器組合成多級(jí)濾波器制成的。In÷In1模式允許用戶連續(xù)探測(cè)DUT輸入端的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將其用作相對(duì)幅度計(jì)算的參考。因此，后續(xù)DUT的頻率響應(yīng)可以與系統(tǒng)的整體頻率響應(yīng)隔離開(kāi)來(lái)，而無(wú)需改變驅(qū)動(dòng)點(diǎn)。在本例中，使用兩臺(tái)多儀器模式（MiM）的數(shù)字濾波盒儀器創(chuàng)建了一個(gè)兩級(jí)濾波器。在每個(gè)濾波器級(jí)之后部署FRA來(lái)探測(cè)頻率響應(yīng)，如圖1所示。

圖 1：創(chuàng)建兩級(jí)濾波器并由 FRA 以 MiM 為單位進(jìn)行測(cè)量

如圖2（a）所示，通過(guò)在In÷Out模式下配置FRA，測(cè)量了第1級(jí)（紅色）和整體傳遞函數(shù)（藍(lán)色）。通過(guò)切換到In÷In1模式來(lái)檢索第二級(jí)的隔離頻率響應(yīng)（藍(lán)色），如圖2（b）所示。

圖 2：具有 （a） 輸入÷輸出 （dB） 和 （b） 輸入÷輸入 1 （dB） 模式的兩級(jí)濾波器測(cè)量的頻率響應(yīng)

3. 擴(kuò)展測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍

決定動(dòng)態(tài)范圍的電壓上限和下限受輸入范圍和模擬前端噪聲的限制。對(duì)于具有高衰減的DUT器件，高振幅驅(qū)動(dòng)源可提高DUT的zui小響應(yīng)。因此，可以以dB為單位測(cè)量非常高的衰減。另一方面，高驅(qū)動(dòng)電壓可能會(huì)使低衰減的DUT的輸入飽和。對(duì)于幅度響應(yīng)隨頻率變化較大的DUT，使用恒定驅(qū)動(dòng)源很難測(cè)量高動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)，如圖3所示。在Moku：Pro的輸入和輸出之間連接了一個(gè)帶通濾波器。用2 Vpp驅(qū)動(dòng)輸出捕獲穩(wěn)定的紅色跡線，用100 mVpp驅(qū)動(dòng)輸出捕獲微弱的紅色跡線。較高的輸出幅度在100 kHz以下提供了明顯更好的底線。但是，測(cè)量在通帶處被削波。

圖 3：帶通濾波器的頻率響應(yīng)，具有 2 Vpp（穩(wěn)定紅色）和 100 mVpp（微弱紅色）驅(qū)動(dòng)信號(hào)

在本例中，F(xiàn)RA的掃頻正弦波首先由另一個(gè)儀器插槽中的數(shù)字濾波器整形，而不是使用恒定輸出功率，允許DUT的阻帶具有更高的輸出功率，而在DUT的通帶中具有較低的輸出功率，如圖4（a）所示。然后，整形輸出作為參考發(fā)送回FRA的輸入A，并發(fā)送到輸出1以驅(qū)動(dòng)DUT。啟用In÷In1模式后，測(cè)量頻率響應(yīng)的動(dòng)態(tài)范圍顯著改善，如圖4（b）所示。

圖 4：帶通濾波器與成形掃頻正弦波的頻率響應(yīng)。（a） MiM配置和過(guò)濾器設(shè)置;（b） 測(cè)得的高動(dòng)態(tài)范圍頻率響應(yīng)

4. 總結(jié)

FRA中的In÷In1模式可以將子組件的頻率響應(yīng)與更復(fù)雜的系統(tǒng)隔離開(kāi)來(lái)，并塑造正弦掃描輸出以提供更大的測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍。要了解有關(guān) 2.4.0 更新的新功能的更多信息，請(qǐng)聯(lián) 系我們。

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