如果没有测试设备,如何测试高速电路?

电器工程 射频 测量 测试 频率测量
2022-01-27 07:10:34

在足够快的示波器和频率计数器出现之前,如何对 Ghz 到 THz 范围的电路和设备进行测试?

4个回答

从某种角度来看,考虑到光信号的频率仍然太高,无法对瞬时电场进行采样和测量,但我们仍然可以对光信号进行许多不同类型的测量。

  • 使用功率传感器(光电二极管甚至 LDR),我们可以测量信号的功率。

  • 使用棱镜或衍射光栅,我们可以构建光谱仪并粗略了解信号的光谱和/或脉冲宽度。

  • 使用干涉仪,我们可以将光信号与其自身的延迟版本混合,并以可能千兆赫的分辨率测量信号的相干时间(带宽)。

  • 使用可调谐本地振荡器(激光),我们甚至可以下混信号并使用射频频谱分析仪测量其频谱,从而获得 100 kHz 的分辨率。

所有这些测量在微波范围内都有类似物,并且在多千兆赫示波器出现之前,微波工程师已经或可能使用这些测量。

很久以前,他们依靠 Gunn 二极管的速度来对具有控制脉冲持续时间的输入信号波形进行采样,以便可以在慢速时基示波器上显示差频。如果采样持续时间足够短以仅捕获重复波形上的点,则保留该波形。

Gunn二极管很有用,因为它们的负电阻很低,因此一旦触发,一旦偏置电荷耗尽,就会加速然后保持结果。

接收高于可观察或检测的频率的关键是使用成像下变频到有用的 IF 频率或直接到基带,这取决于转换效率、功率电平和 SNR。

干涉测量法、二极管检测器、脉冲采样器等方法,其中采样率的谐波在感兴趣的频带中具有足够的谐波能量。

非线性混频器,例如;“高温”步进边缘约瑟夫森结、变容二极管、GaAs 二极管和异质势垒变容二极管 (HBV) 或从小的惰性气体电弧间隙具有极快上升时间的光泵。

这些混叠下变频型示波器称为采样示波器。 (但仅对重复波有用) 在此处输入图像描述

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“足够快”的示波器是一种显示随时间变化的信号的技巧,但它们并不是唯一的技巧。例如,1 GHz 振荡器会加热电阻器。它还将与大约 120 毫米的腔长共振(可以通过感应电阻器的发热来确定)。这种组合称为“波长计”。

粗制波计是放在微波炉中的纸盘上的一段电线。与其他长度的电线相比,(大约两英寸)正确长度的电线变得更热,并将板烧焦成更深的颜色。

您可以通过使用衍射光栅在没有“频率计数器”的情况下判断光的频率(空白 CDROM 播放时间为 1 小时,每秒旋转 1 转,因此您可以用尺子测量波段并用它来衍射激光束...)并测量波长,从而(知道光速)频率。

如果你有一个非正弦波,各种谐波都会出现,并且在测量中稍加注意就可以识别方波和三角波。

大多数人不会称该 CD 空白为“测量仪器”,但它确实起到了作用。它只是不方便和预先校准。微波炉里的纸盘也不是(如果您重视食物的味道,则需要清除烟熏副产品)。

分析太赫兹器件的方法有很多种,因此对精确的时域信息不太感兴趣。您始终可以使用混频器/下变频器,并在频域上执行数字化和分析。

一家名为Virginia Diode的公司生产这种混频器。