發(fā)布時間：2020-08-09 16:04

【摘要】：在進行EMI(Electromagnetic Interference)測試時,為了保證測量結果的精確度,需要對測量儀器進行定期校準。但每次測試前都進行校準的話會浪費大量的時間與精力,利用梳狀譜信號發(fā)生器的穩(wěn)定性,測試時可作為標準噪聲源。本設計主要包括梳狀譜信號脈沖發(fā)生器、功率放大器、以及兩個Vivaldi天線。本文首先介紹了梳狀譜信號的產(chǎn)生原理,分析了脈沖發(fā)生電路的結構以及關鍵元器件參數(shù)的計算,從而確定了脈沖發(fā)生電路最重要的器件—階躍恢復二極管,選用的是METELICS公司的MMDB45-B11型,可以實現(xiàn)輸出0.2-16GHz的梳狀譜信號。根據(jù)梳狀譜信號發(fā)生器對輸出功率的要求,需要設計一個功放驅(qū)動。功率放大器采用的是兩級級聯(lián)的方式,其中第一級采用的是SERINZA公司的SPF-5043芯片,第二級選用的是SERINZA公司的SGA-9189芯片。兩級通過級聯(lián)之后,在頻率200MHz時實測增益可達35dB。此外,本文本還設計了兩款Vivaldi天線,一款頻段為0.5-2GHz,另一款頻段為1.6-20GHz,可以覆蓋梳狀譜信號發(fā)生器的整個輸出頻段。0.5-2GHz的天線在低頻段0.5GHz時,增益為1.5dB,在高頻段2GHz時增益為5.5dB。1.6-20GHz的天線在14GHz時,增益最大,可以達到11.1dB,整個頻段內(nèi)增益為1.5-11.1dB。最后,對于整個系統(tǒng)進行輻射電平測試,測試結果表明,該梳狀譜信號發(fā)生器工作狀態(tài)良好,輸出結果穩(wěn)定可靠,可用于EMI測試定標。
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM935
【圖文】：

在第一級和第二級之間，為了便于實際測試時不斷調(diào)試，所以需要加一個衰減器。兩級逡逑之間加衰減器還也能夠降低發(fā)生自激振蕩的風險。逡逑功率放大器整體的框圖如圖３－１所示。逡逑—？邋ＳＰＦ－５０４３邋－？衰減器－？邋ＳＧＡ－９１８９邋—＞逡逑Ｐｍ邋１＿＿＿邐邋邐邐邐邐——ＩＰｏｕｔ逡逑圖３－１功率放大器的設計框圖逡逑該功率放大器采用的是兩級級聯(lián)的方式，信號所攜帶的噪聲會伴隨著信號一起通過逡逑二端口網(wǎng)絡。根據(jù)不同的設計要求，采用多個級聯(lián)二端口網(wǎng)絡的方式，可以將信號放大逡逑到所需要的功率值。圖３－２為一個采用級聯(lián)方式的二端口網(wǎng)絡，一級二端口網(wǎng)絡的增益逡逑為＆，噪聲系數(shù)為Ｆ！，二級二端口網(wǎng)絡的增益為Ｇ２，噪聲系數(shù)為Ｆ２，級聯(lián)后的增益為逡逑Ｇ丨２，噪聲系數(shù)為Ｆ１２。逡逑Ｓｉ邋ｗ邋Ｆ，邐Ｎ，邋ｗＦ２邐Ｓ0逡逑邐？邋邐？邋邐？逡逑Ｎｉ＝ｋＴＢ逡逑Ｇ

ｉ邋警（４）逡逑其中，Ｊ邋＝邋２０１ｇ／ｔ。本系統(tǒng)中Ａ＝１２ｄＢ，從而可求出Ｒ尸９１Ｑ，Ｒ２＝８２Ｑ。逡逑根據(jù)圖３－５可以看出，ｔｉ型和Ｔ型衰減網(wǎng)絡在結構上都是對稱的，這就說明通過衰逡逑減網(wǎng)絡的信號無論是正向還是反向的，都會衰減相同的量。從前一級到后一級的信號雖逡逑然會有一定的衰減，但只要輸出功率本身夠大，衰減之后的信號依舊能夠推動后一級工逡逑作。但是后一級產(chǎn)生的反射信號本身就比較小，再通過衰減網(wǎng)絡之后，就不會引起前一逡逑級的振蕩了。因此，在兩級之間加入衰減網(wǎng)絡相當于起到了隔離的作用。７１型和Ｔ型衰逡逑減網(wǎng)絡在結構上都比較簡單，設計成本也較低，因此在射頻電路中運用廣泛。本設計中逡逑采用的是７１型衰減網(wǎng)絡，衰減的值約為１２ｄＢ，在調(diào)試過程中可以根據(jù)實際情況再進行逡逑微調(diào)。逡逑３．３功率放大器的仿真逡逑目前市面上很多器件公司不提供非線性模型，因此利用Ａｄｖａｎｃｅｄ邋Ｄｅｓｉｇｎ邋Ｓｙｓｔｅｍ軟逡逑件仿真時只是在Ｓ參數(shù)的基礎上對增益、反射系數(shù)和匹配進行的

圖３－９和３－１０分別為功率放大器兩級之間所加的７Ｃ型衰減網(wǎng)絡的仿真圖和增益仿真逡逑結果。由圖３－１１可知，衰減網(wǎng)絡的插損即Ｓ２ｉ為－１１．９９ｄＢ，這與設計目標是相符的。由圖逡逑３－７和圖３－８可知，功率放大器第一級和第二級在２００ＭＨｚ頻點處的增益分別為２３．０６ｄＢ和逡逑２６．９３ｄＢ，考慮到兩級之間所加的衰減網(wǎng)絡，那么功率放大器總的增益Ｇ應該為：逡逑Ｇ＝Ｇｉ＋Ｇ２＋Ｇ３邐（３－１０）逡逑其中，Ｇｉ為功率放大器第一級的增益，Ｇ２為功率放大器第二級的增益，Ｇ３為衰減逡逑器的增益，根據(jù)式（３－１０）可算得該功率放大器的增益Ｇ＝３８．０ｄＢ。下面進行整體的仿真逡逑與測試，以驗證該結果。逡逑－１１邋．＾ＳＣ：９ｃｑ邐邐邐逡逑邐ｒ－＾—ＡＡＡ／￣＊—ｆ邐邋－邐ｌｉｆｒｉ邋ｉ邋ｉ邋｜邋丨逡逑－１１．ＱＳＳＳＪＳ６－邐邐邐－邋—邋§００＝２００邋０ＭＨｚ邐—：邋邐邐邐逡逑．：＿邐：邐ｄＢ（Ｓ（２Ｊ？＝－ｌＨ９Ｓ０邋ｊ邐，逡逑＾ ，邋ｌｅｒｍ邐Ｒ８邐：邐？邐－邐ｉ邋；邐：逡逑＜邋Ｔｅｒｍ３邋，，邐Ｒ＝９１．３３邋Ｏｈ＾ｔ｝邐：ｅｒｍ邐５邐ｍＴ－逡逑Ｓ邋Ｎｕｍ＝３邋＇邋Ｒ邐Ｒ邐Ｓ邋Ｔｅｒｍ４邋｜邐：邐＾＾邐；邐！邐逡逑ｆ邋Ｚ＝５０ＯｈｉＲ７邐＾Ｒ６邋ｆ邋Ｎｕｍ＝４邋§逡逑ｂ」邐￥Ｒ＝８２邋０ｈｍ邋＞邋Ｒ＝８２邋Ｏｈｒｒ邋Ｚ＝５０邋０ｈｍ逡逑ｌＥ邐－１１．￡８５？ｊ９ｅ－邐邐－ｊ．邋．．．—－邐ｊ邐邐邐［—．．．－－！逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2787345