01為什麼在麵包板上玩射頻？

 

方fang便bian，當dang然ran還hai是shi方fang便bian。麵mian包bao板ban是shi進jin行xing一yi些xie電dian子zi線xian路lu實shi驗yan構gou建jian電dian路lu方fang便bian的de平ping台tai。多duo用yong於yu普pu通tong數shu字zi電dian路lu和he模mo擬ni電dian路lu。一yi旦dan涉she及ji到dao高gao頻pin電dian路lu，麵mian包bao板ban就jiu有you很hen多duo方fang麵mian不bu太tai適shi合he了le。

 

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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