射频探头特性

01 射频探头

一、前言

这是一个 射频探头[1] ，是根据网络资料DIY的。它可以把射频电路不同部分上的射频信号整流成不同的直流电压信号。在无线电实验中是一个非常有用的测试工具。它的内部包括一个隔直电容、 半波或者倍压整流电路。可以用来检测振荡器、接收器等工作性能。下面对于这款射频探头基本特性进行测量。

二、基本特性

使用万用表测量射频探头静态时的输出直流电压，大约为3mV左右。手触碰探头，输出直流电压增加到0.7V左右。

▲ 图1.2.1 静态时输出电压3.3mV

  使用DG1602产生一个 30MHz，峰峰值为5V的高频信号，利用探头测量输出电压，电压值为5.4V左右。由此可以知道这个探头内部应该是倍压整流电路。

利用 SmartTweezer测量射频探头的输入电容。可以看到这个电容并不稳定，在几十皮法到几百皮法之间波动。如果把探头的输出与万用表断开，SmartTweezer 测量的电容则比较稳定，大约在160皮法。测量探头的输出特性，是一个阻值为830欧姆的电阻。

利用电阻箱作为探头输出负载，测量探头的输出实际阻抗。在没有带负载情况下，测量30MHz，峰峰值为5V的射频信号，输出电压为4.7V。设置电阻箱的电阻为 27.5千欧姆，输出电压降低到2.27V左右，大约为空载的一半，由此可以大体估计出探头的输出电阻为27.5kΩ左右。

▲ 图1.2.2 利用电阻箱作为负载测量输出电阻

  利用QR10可编程电阻箱的编程特性，下面测量负载电阻从 100欧姆，变化到 100k欧姆的过程中，对应射频探头输出电压特性曲线。负载变化到100k欧姆的时候，输出电压大约在 3V左右，在1.5V左右，对应负载大约在 25kΩ。这与前面测量结果大体相当。

▲ 图1.2.3 设置不同的电阻负载

▲ 图1.2.4 不同的负载电阻对应的输出电压

  通过编程控制信号发生器 dg1062 输出信号的幅度。测量不同输出幅值下，对应的射频探头输出电压。这是第一次测量结果，中间有突变，不知道什么原因。第二次测量，电压突变剧烈。检查了一下，是数字万用表接触不良造成的。调整之后，第三次测量所得到的电压曲线就非常漂亮了。基本上输出电压与高频信号的峰峰值是1:1 的关系。这也验证了探头内部是倍压检波结构。

▲ 图1.2.5 不同的输入电压信号幅值下，对应的输出电压信号

▲ 图1.2.6 第二次测量结果

▲ 图1.2.7 第三次测量结果

※ 总  结 ※

本文对手边的一个DIY 的射频探头进行了测试，利用信号源测试了探头的输入输出之间的特性，验证了其内部为倍压整流的结构。该探头的输入阻抗近似一个 160pf 的电容。信号输出阻抗为 26kΩ。应用这个探头可以对高频电路进行调试。

参考资料

[1]射频探头: https://www.iiiff.com/article/422928