概要
Moku:Pro 周波数応答アナライザー (FRA) は、掃引正弦波で被測定デバイス (DUT) を駆動し、ダイレクト コンバージョン レシーバーによって振幅応答と位相応答を取得するように設計されています。 2.4.0 ソフトウェア アップデートより前は、測定された振幅応答は、dBm 単位の絶対振幅または dB 単位の相対 In/Out 振幅のいずれかとして表すことができました。最新バージョンの Moku ソフトウェアの Moku:Pro で、ダイナミック リファレンス モードが利用できるようになりました。このモードでは、振幅応答が In÷In1 (dB) で測定され、入力 1 の信号を使用して各入力信号が正規化されます。したがって、FRA は DUT の入力で駆動信号の振幅を継続的に測定し、動的に変化させることができます。相対振幅計算の分母。
このブログ投稿では、In÷In1 測定モードを使用して、多段フィルター内の単一コンポーネントの周波数応答を分離し、駆動信号を整形することで測定のダイナミック レンジを拡大する方法を紹介します。
バージョン 3.0 では、動的振幅調整も利用可能です。もっと詳しく知る こちら.
多段フィルターの周波数応答を分離する
多くの設計では、電子フィルターは、複数のフィルターを多段フィルターに組み合わせて作成されます。 In÷In1 モードを使用すると、ユーザーは DUT の入力で駆動信号を継続的にプローブし、それを相対振幅計算の基準として使用できます。したがって、駆動点を変更することなく、後続の DUT の周波数応答をシステム全体の周波数応答から分離できます。この例では、マルチ機器モード (MiM) で 1 つのデジタル フィルター ボックス機器を使用して XNUMX 段階フィルターが作成されました。図 XNUMX に示すように、FRA を導入して各フィルター段の後の周波数応答を調査します。
図 1: XNUMX 段階フィルターが作成され、FRA によって MiM で測定されました
図 2(a) に示すように、FRA を In/Out モードに設定することにより、初段 (赤) と全体の伝達関数 (青) が測定されました。図 1(b) に示すように、In÷In2 モードに切り替えることで、第 XNUMX ステージの分離周波数応答 (青) が取得されました。
図 2: (a) を使用した XNUMX 段フィルターの測定された周波数応答 In÷アウト (dB)、および (b) イン÷In1 (dB) モード
測定ダイナミックレンジの拡大
ダイナミックレンジを決定する電圧の上限と下限は、入力範囲とアナログフロントエンドノイズによって制限されます。減衰が大きい DUT の場合、高振幅の駆動源により DUT の最小応答が向上します。したがって、非常に高い減衰を dB 単位で測定できます。一方、駆動電圧が高いと、減衰が低い DUT の入力が飽和する可能性があります。図 3 に示すように、振幅応答が周波数によって大きく変化する DUT の場合、一定の駆動源を使用して高いダイナミック レンジで周波数応答を測定することは困難です。Moku:Pro の入力と出力の間にバンドパス フィルターが接続されました。 。実線の赤色のトレースは 2 Vpp の駆動出力でキャプチャされ、淡い赤色のトレースは 100 mVpp の駆動出力でキャプチャされました。より高い出力振幅により、100 kHz 未満のフロアが大幅に改善されました。ただし、測定値は通過帯域でクリップされました。
図 3: 2 Vpp (真っ赤) および 100 mVpp (淡い赤) の駆動信号によるバンドパス フィルターの周波数応答
この例では、一定の出力電力を使用する代わりに、FRA からの掃引正弦波が最初に別の機器スロットのデジタル フィルターによって整形され、DUT の阻止帯域でより高い出力電力が得られ、DUT の通過帯域でより低い出力電力が可能になります。図 4(a) に示します。次に、整形された出力がリファレンスとして FRA の入力 A に戻され、DUT を駆動するために出力 1 に戻されます。内で÷図 1(b) に示すように、4 モードを有効にすると、測定された周波数応答のダイナミック レンジが大幅に改善されました。
図 4: 整形された掃引正弦波を使用したバンドパス フィルターの周波数応答。 (a) MiM 構成とフィルター設定。 (b) 測定されたハイダイナミックレンジの周波数応答
要約すると、FRA の In÷In1 モードは、より複雑なシステムからサブコンポーネントの周波数応答を分離し、掃引正弦波出力を整形して、より大きな測定ダイナミック レンジを提供できます。 2.4.0 アップデートの新機能の詳細については、リリース ブログをご覧ください。 こちら.
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