極細同軸“尾纖”對于任何試圖診斷或修復RF信號路徑問題的人來說都是非常寶貴的工具。如果應用得當,它們可用于表征高達5GHz和超過<>GHz的網絡。本說明概述了它們的多功能性,并介紹了正確應用的技術。
參與當代無線電設計和調試的任何人都面臨的挑戰之一是能夠準確測量信號路徑中未連接的部分。例如,如果輸入端耦合到雙工器,輸出耦合到LNA,如何測量濾波器的插入損耗(S21)?或者,功率放大器(PA)的輸出功率和線性度可能存在問題,但它恰好在一端連接到雙工器,另一端連接到Tx驅動器?這些情況(以及許多其他情況)的答案在于謹慎使用半剛性極細同軸電纜,通常稱為“尾纖”(圖 1)。
圖1.密封極細同軸電纜,良好至 5GHz+。
半剛性極細同軸電纜可以從許多來源獲得許多特性阻抗。對于 50Ω 應用,它們的范圍從非常小且靈活 [8mil 外徑 (0.203mm)] 到非常堅固耐用的 [250mil 外徑 (6.35mm)]。然而,這些電纜之所以如此通用,是因為它們可以直接焊接到信號路徑中,并用作測量關鍵參數的臨時手段,即使電路的設計不是為了適應這種測量。
回到上述插入損耗情況:如果SAW濾波器的插入損耗有問題,首先要斷開器件輸入側和輸出側的電路。然后,將兩根極細同軸電纜焊接到電路板上,從而對設備進行簡單的雙端口測試。此測量是設備在此特定板上的性能的真實說明。例如,如果PCB布局不正確并且S21超出設備制造商的預期,則很明顯。將相同的技術應用于PA可以在沒有外部貢獻者在場的情況下測試和優化電路。可以從測量中消除變送器的雜散發射,可以識別輸入和輸出的不匹配,布局問題變得更加明顯,并且可以應用全方位的測試來診斷問題。
為了充分利用辮子,應遵循一些準則。首先,考慮進行測量的頻率。帶有同軸電纜連接到 SMA 邊緣安裝連接器的手工電纜在高達 2GHz 的頻率下是可以接受的。然而,在2GHz以上,由于SMA到同軸的轉換,這些在回波損耗和阻抗方面變得不可預測(圖2a,2b)。對于更高的頻率,“密封”電纜組件可能更合適(圖 1、3)。密封電纜有時可以在當地的二手零件和設備經銷商處找到。這些組件切成兩半時,每個組件產生兩個尾纖。
圖 2a.手工制作的極細同軸電纜 - 適用于大約 2GHz 至 3GHz。
圖 2b.手工制作的極細同軸電纜(在PCB上端接至11Ω)的回波損耗(S50)。
圖3.密封極細同軸電纜的回波損耗 (S11)。
雖然保持電纜總長度盡可能短,但盡量減少從電纜末端突出的中心導體數量也非常重要。此處的任何過量都會顯著降低尾纖的回波損耗(圖4a,4b)。
圖 4a.中心導體長度過長可能是有害的。
圖 4b.中心導體長度過長的回波損耗。
設置測量時要考慮的另一個事項是連接尾纖的直流電壓電平。請記住,許多頻譜分析儀(和其他設備)可能會因直流電壓而損壞。因此,請始終嘗試斷開傳輸路徑,以便在尾纖和被測器件之間放置一個隔直電容器。
最后,不要羞于接地。如果有阻焊層擋住去路,請拿出 X-Acto? 刀并騰出空間.由于射頻和機械原因,屏蔽層與地層接觸越多越好。在測量過程中讓接地連接松動不僅僅是一件麻煩事;這可能意味著PCB走線被拉動或阻塞蓋損壞。
有了這些指南,一些微細同軸電纜和一點創造力,傳輸路徑的隱藏參數就不再是個謎。這些廉價的工具使我們能夠優化阻抗匹配,定位以前未預料到的插入損耗,隔離系統的某些部分,并真正“了解”無線電設計。
審核編輯:郭婷
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