Moku：Pro的頻率響應分析儀

1. 介紹

本文主要介紹如何使用新的In÷In1測量模式。Moku：Pro的頻率響應分析儀（FRA）旨在用掃頻正弦波驅動(dòng)被測器件（DUT），并通過(guò)直接變頻接收器檢索幅度和相位響應。在 2.4.0 軟件更新之前，測得的幅度響應可以表示為以 dbm 為單位的絕對幅度或以 dBm 為單位的相對輸入÷輸出幅度。動(dòng)態(tài)參考模式現已在zui 新版本的Moku軟件的Moku：Pro上可用。在這種模式下，幅度響應以In÷In1（dB）為單位測量，它使用輸入1上的信號對每個(gè)輸入信號進(jìn)行歸一化。因此，FRA可以連續測量DUT輸入端的驅動(dòng)信號幅度，并動(dòng)態(tài)改變分母以進(jìn)行相對幅度計算。

在這篇文章中，我們將介紹如何使用In÷In1測量模式來(lái)隔離多級濾波器中單個(gè)組件的頻率響應，并通過(guò)整形驅動(dòng)信號來(lái)增加測量的動(dòng)態(tài)范圍。具體參數如下：

2. 隔離多級濾波器的頻率響應

在許多設計中，電子濾波器是通過(guò)將多個(gè)濾波器組合成多級濾波器制成的。In÷In1模式允許用戶(hù)連續探測DUT輸入端的驅動(dòng)信號，并將其用作相對幅度計算的參考。因此，后續DUT的頻率響應可以與系統的整體頻率響應隔離開(kāi)來(lái)，而無(wú)需改變驅動(dòng)點(diǎn)。在本例中，使用兩臺多儀器模式（MiM）的數字濾波盒儀器創(chuàng )建了一個(gè)兩級濾波器。在每個(gè)濾波器級之后部署FRA來(lái)探測頻率響應，如圖1所示。

圖 1：創(chuàng )建兩級濾波器并由 FRA 以 MiM 為單位進(jìn)行測量

如圖2（a）所示，通過(guò)在In÷Out模式下配置FRA，測量了第1級（紅色）和整體傳遞函數（藍色）。通過(guò)切換到In÷In1模式來(lái)檢索第二級的隔離頻率響應（藍色），如圖2（b）所示。

圖 2：具有 （a） 輸入÷輸出 （dB） 和 （b） 輸入÷輸入 1 （dB） 模式的兩級濾波器測量的頻率響應

3. 擴展測量動(dòng)態(tài)范圍

決定動(dòng)態(tài)范圍的電壓上限和下限受輸入范圍和模擬前端噪聲的限制。對于具有高衰減的DUT器件，高振幅驅動(dòng)源可提高DUT的zui小響應。因此，可以以dB為單位測量非常高的衰減。另一方面，高驅動(dòng)電壓可能會(huì )使低衰減的DUT的輸入飽和。對于幅度響應隨頻率變化較大的DUT，使用恒定驅動(dòng)源很難測量高動(dòng)態(tài)范圍內的頻率響應，如圖3所示。在Moku：Pro的輸入和輸出之間連接了一個(gè)帶通濾波器。用2 Vpp驅動(dòng)輸出捕獲穩定的紅色跡線(xiàn)，用100 mVpp驅動(dòng)輸出捕獲微弱的紅色跡線(xiàn)。較高的輸出幅度在100 kHz以下提供了明顯更好的底線(xiàn)。但是，測量在通帶處被削波。

圖 3：帶通濾波器的頻率響應，具有 2 Vpp（穩定紅色）和 100 mVpp（微弱紅色）驅動(dòng)信號

在本例中，FRA的掃頻正弦波首先由另一個(gè)儀器插槽中的數字濾波器整形，而不是使用恒定輸出功率，允許DUT的阻帶具有更高的輸出功率，而在DUT的通帶中具有較低的輸出功率，如圖4（a）所示。然后，整形輸出作為參考發(fā)送回FRA的輸入A，并發(fā)送到輸出1以驅動(dòng)DUT。啟用In÷In1模式后，測量頻率響應的動(dòng)態(tài)范圍顯著(zhù)改善，如圖4（b）所示。

圖 4：帶通濾波器與成形掃頻正弦波的頻率響應。（a） MiM配置和過(guò)濾器設置;（b） 測得的高動(dòng)態(tài)范圍頻率響應

4. 總結

FRA中的In÷In1模式可以將子組件的頻率響應與更復雜的系統隔離開(kāi)來(lái)，并塑造正弦掃描輸出以提供更大的測量動(dòng)態(tài)范圍。要了解有關(guān) 2.4.0 更新的新功能的更多信息，請聯(lián) 系我們。

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