01为什么在面包板上玩射频？

方便，当然还是方便。面包板是进行一些电子线路实验构建电路方便的平台。

比如下面 B站的录像 一个小伙子就在面包板上搭建了一个调频发射实验电路并进行了实验。

^{▲ 通过面包板搭建FM发射器}

多用于普通数字电路和模拟电路。一旦涉及到高频电路，面面包就有很多方面不太适合了。

那么到底哪方面不适合？对于高频信号在面包板上的表现形式到底如何？下面通过一些简单的测试来回答这个问题。

02实验器材

实验器材包括有以下几个方面：

1.频谱仪

这里使用了一台DSA815频谱仪，它具有“Trace”功能，可以用于测量一些系统的频率特性。

^{▲ DSA815频谱仪}

DSA815还有具有联网功能，可以通过网络读取它的数据，这样便于分析。比如下面就是从DSA815读取的数据通过Python绘制的频谱图。

^{▲ DSA815读取的数据}

2.面包板

测试的面包板就是下面这种普通的使用所使用的面包板。

^{▲ 小型面包板}

03初步信号测试

1.DSA815输出信号

设置DSA815 TG输出0dbm信号。在它的TG输出端口增加50Ω的电阻负载。使用示波器测量50Ω上的波形。此时设置频率范围是：10~150MHz。

^{▲ TG输出信号施加在51Ω负载电阻，使用示波器测量输出信号波形}

输出波形的峰峰值（指的是中间高频部分，不包括非常低频的那部分的突出峰值）为532mV。

^{▲ 测量TG输出电压波形}

根据信号的峰峰值Vpp=0.532V，可以算出此时的其他参数：

信号的峰峰值 Vpp = 0.532V;
信号的有效值 Vrsm = Vpp/2/sqrt(2) = 0.188V
信号在50Ω上的功率 P50=0.708mW
输出功率的dBm： PdDm = log10(P50*1000)*10 = -1.5

2.频谱仪TG输出与输入在面包板上相连

将DSA815的TG输出如输入端口通过直插线在面包板上相连，看一下他们之间的耦合信号的情况。

（1）通过同轴电缆连接器直接相连

这种情况反映了DSA815本身在TG输出信号的频谱。

^{▲ 直接相连所得到频谱图}
^{▲ 输出与输出通过同轴电缆连接器直接相连的频谱}

（2）通过面包板直接相连

通过连接线将射频信号在面包板上相连。两个插针相距200mil（即两排插孔）。

^{▲ 通过面包板直接连接}

此时对应的DSA815测量的频谱特性为：

^{▲ 直接相连下，频谱图}

下面将两个曲线对比，会发现他们有区别但相差不超过2.5dBm.

^{▲ 对比直接相连与在面包板上相连对应的频谱曲线}

（3）在面包边上错位不相连

A. 底线相连

两个接头仅仅是底线相连，信号线左右分开。

下面的曲线表明，面包板上对于输入信号线在仅仅底线相连情况下，仍然有近-37dBm的功率耦合。

^{▲ 底线信号对应的输出频谱曲线}

B.信号线相连

仅仅将同轴电缆中的相连，底线分开。对应的信号功率频谱如下：

^{▲ 信号线相连，底线分开使得频谱}

C.信号线相距不同位置

将输入信号与输出信号在面包板上相距一定位置，测量他们之间的耦合关系。

下图是DSA815的输出与输出在面包板上相距21格是对应的位置。

^{▲ 两个信号线在面包板上相距21格的位置}

测量输入输出之间的耦合关系如下图所示。可以看出。面包板在不同的频率范围内对具有不同的耦合关系。在40MHz, 115MHz左右出现了两个峰值。而对于20MHz以内， 65MHz~90MHz,大于135MHz的频谱耦合强度就弱了。

由此可见，对于普通低于20MHz之内的电路实验，面包板还是可以提供非常优良的隔离绝缘环境的。

^{▲ 在相距21格的位置，输入输出之间的频谱特性}

下面是测量输入输出之间相距的距离（100mil为单位），每相差一格测量所对应的频谱曲线。从1到21 。距离越远，面包板的的信号耦合强度月底。

^{▲ 相距不同距离输入输出之间的耦合频谱}

04结论

对于在面包上所做的高频电路实验，需要克服的是面板版内的信号耦合问题。对于低于20MHzy以下的信号。在相距一格之内的射频耦合强度小于40dB。这对于大多数的数字和模拟线路实验都是允许的。

对于处在40MHz，110MHz左右的高频信号，班内的耦合强度很高。特别是在相距1格的情况下，对于40MHz左右的信号，相互之间耦合损耗只有10多个dB，这就有可能使得很多数字信号和模拟信号产生较大的干扰。

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