為什麼麵包板不適合高頻電路
發布時間：2020-06-22 來源：卓晴 責任編輯：wenwei
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01為什麼在麵包板上玩射頻？
fangbian，dangranhaishifangbian。mianbaobanshijinxingyixiedianzixianlushiyangoujiandianlufangbiandepingtai。duoyongyuputongshuzidianluhemonidianlu。yidanshejidaogaopindianlu，mianbaobanjiuyouhenduofangmianbutaishihele。
那麼到底哪方麵不適合？對於高頻信號在麵包板上的表現形式到底如何？下麵通過一些簡單的測試來回答這個問題。
02實驗器材
實驗器材包括有以下幾個方麵：
1.頻譜儀
這裏使用了一台DSA815頻譜儀，它具有“Trace”功能，可以用於測量一些係統的頻率特性。
▲ DSA815頻譜儀
DSA815還有具有聯網功能，可以通過網絡讀取它的數據，這樣便於分析。比如下麵就是從DSA815讀取的數據通過Python繪製的頻譜圖。
▲ DSA815讀取的數據
2.麵包板
測試的麵包板就是下麵這種普通的使用所使用的麵包板。
▲ 小型麵包板
03初步信號測試
1.DSA815輸出信號
設置DSA815 TG輸出0dbm信號。在它的TG輸出端口增加50Ω的電阻負載。使用示波器測量50Ω上的波形。此時設置頻率範圍是：10~150MHz。
▲ TG輸出信號施加在51Ω負載電阻，使用示波器測量輸出信號波形
輸出波形的峰峰值（指的是中間高頻部分，不包括非常低頻的那部分的突出峰值）為532mV。
▲ 測量TG輸出電壓波形
根據信號的峰峰值Vpp=0.532V，可以算出此時的其他參數：
● 信號的峰峰值 Vpp = 0.532V;
● 信號的有效值 Vrsm = Vpp/2/sqrt(2) = 0.188V
● 信號在50Ω上的功率 P50=0.708mW
● 輸出功率的dBm：PdDm = log10(P50*1000)*10 = -1.5
2.頻譜儀TG輸出與輸入在麵包板上相連
將DSA815的TG輸出如輸入端口通過直插線在麵包板上相連，看一下他們之間的耦合信號的情況。
（1）通過同軸電纜連接器直接相連
這種情況反映了DSA815本身在TG輸出信號的頻譜。
▲ 直接相連所得到頻譜圖
▲ 輸出與輸出通過同軸電纜連接器直接相連的頻譜
（2）通過麵包板直接相連
通過連接線將射頻信號在麵包板上相連。兩個插針相距200mil（即兩排插孔）。
▲ 通過麵包板直接連接
此時對應的DSA815測量的頻譜特性為：
▲ 直接相連下，頻譜圖
下麵將兩個曲線對比，會發現他們有區別但相差不超過2.5dBm.
▲ 對比直接相連與在麵包板上相連對應的頻譜曲線
（3）在麵包邊上錯位不相連
A. 底線相連
兩個接頭僅僅是底線相連，信號線左右分開。
下麵的曲線表明，麵包板上對於輸入信號線在僅僅底線相連情況下，仍然有近-37dBm的功率耦合。
▲ 底線信號對應的輸出頻譜曲線
B.信號線相連
僅僅將同軸電纜中的相連，底線分開。對應的信號功率頻譜如下：
▲ 信號線相連，底線分開使得頻譜
C.信號線相距不同位置
將輸入信號與輸出信號在麵包板上相距一定位置，測量他們之間的耦合關係。
下圖是DSA815的輸出與輸出在麵包板上相距21格是對應的位置。
▲ 兩個信號線在麵包板上相距21格的位置
測量輸入輸出之間的耦合關係如下圖所示。可以看出。麵包板在不同的頻率範圍內對具有不同的耦合關係。在40MHz, 115MHz左右出現了兩個峰值。而對於20MHz以內， 65MHz~90MHz,大於135MHz的頻譜耦合強度就弱了。
由此可見，對於普通低於20MHz之內的電路實驗，麵包板還是可以提供非常優良的隔離絕緣環境的。
▲ 在相距21格的位置，輸入輸出之間的頻譜特性
下麵是測量輸入輸出之間相距的距離（100mil為單位），每相差一格測量所對應的頻譜曲線。從1到21 。距離越遠，麵包板的的信號耦合強度月底。
▲ 相距不同距離輸入輸出之間的耦合頻譜
04結論
對於在麵包上所做的高頻電路實驗，需要克服的是麵板版內的信號耦合問題。對於低於20MHzy以下的信號。在相距一格之內的射頻耦合強度小於40dB。這對於大多數的數字和模擬線路實驗都是允許的。
對於處在40MHz，110MHz左右的高頻信號，班內的耦合強度很高。特別是在相距1格的情況下，對於40MHz左右的信號，相互之間耦合損耗隻有10多個dB，這就有可能使得很多數字信號和模擬信號產生較大的幹擾。
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