【《某微波整流电路的实验验证案例分析》1500字（论文）】

致谢某微波整流电路的实验验证案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u25033某微波整流电路的实验验证案例分析 1181581.1引言 1308971.2实验内容和实验方法 173621.3实验测试与分析 2引言在仿真结果性能较好的基础上本章将通过对915MHz微波整流电路的的实验测试和结果分析，进一步对前文设计的微波整流电路进行验证，以确定其设计的合理性。实验内容和实验方法根据前文分析，微波整流电路的输入功率和负载都会对整流效率产生很大的影响，因此需要分别测试整流电路在不同输入功率和不同负载阻抗下的工作情况。测试方法如图4.1所示，由RF信号源为微波整流电路提供射频信号，但是由于信号源的输出功率较小，无法满足输入功率30dBm的要求，因此需要功率放大器对信号进行放大。功率放大器之后还需要连接定向耦合器，这里定向耦合器有两个作用，一个是防止功率回流，影响整流电路的效果，一个是对输入信号进行采样，并由功率计显示采样信号的大小，以实时获得整流电路的输入功率。负载采用可调纯电阻负载，利用万用表测量阻值，由于这里输出电压为直流电压，只需用万用表测出其电压值Vo就可以求得最终的输出功率：(4.1)图3.14微波整流电路测试方法图中除万用表以外所有的连接线均为射频同轴线，所需要的设备及其型号如表4.1所示：表4.1测试设备及其型号设备名称设备型号微波信号源功率放大器定向耦合器功率计万用表其中定向耦合器采用的是贴片式定向耦合器，它的内部是两条位置足够近的传输线，分别称为直通线和耦合线，这样他们之间的功率可以相互耦合。作为四端口元件，功率从定向耦合器的一端输入，就会从输出端口几乎无损的输出，而采样端口则会采样一个小信号进行输出，这里使用的是采样端口相对输入端口衰减20dB的定向耦合器，最后一个无输出的端口连接50Ω的贴片电阻。实验测试与分析根据第三章仿真所得电路版图制作微波整流电路实物，如图5.1所示，电路中电容电感均采用Murata的贴片电感和贴片电容，负载端接0~1000Ω可调的滑动变阻器。整流电路输入端接SMA转接头，用来连接定向耦合器。图中黑色电路板即为用来承载贴片定向耦合器的印刷电路板，输入端口、输出端口和采样端口都连接有SMA接头，用以和同轴线相连。将整流电路和测试设备按照图5.1进行接线，调节微波信号源频率为915MHz，采用固定输入功率调节负载的方式进行实验测试，测试平台如图5.3所示。图5.2微波整流电路样机图5.3微波整流电路测试平台实验中需要记录定向耦合器的采样值和电压表的输出电压。考虑到信号源和定向耦合器的输出范围限制以及仿真结果的变化趋势，设置输入功率范围分别为30dBm、28dBm和26dBm，负载从50~600Ω变化，测得输出电压，计算效率并绘制曲线图如图5.4。图5.4变输入功率效率曲线由图可知，三条分别对应不同输入功率的效率曲线趋势大致相同，与仿真比较符合。在负载阻抗小于200Ω时，输入功率为26dBm的情况，即红色曲线效率最高；在输入功率大于200Ω时，输入功率为28dBm的情况，即黑色曲线效率最高，而输入功率30dBm时的效率反而比较低。这是因为线路、SMA转接头中存在一定的损耗，再加上二极管实际情况与模型还是存在一定的偏差，导致最佳输入功率点略有偏移。效率最高点为28dBm输入对应的400Ω负载处，最大效率值为73.2%，达到设计指标的要求，电路工作性能良好。由图5.4还可以看出，在较宽的负载阻抗范围内，该微波整流电路都有较高的效率，下面对其进行验证。选定三个负载点分别为100Ω、300Ω、400Ω和600Ω，在固定负载的情况下，调节输入功率从25~30dBm范围内变化，测量输出电压并计算效率，绘制曲线图如图5.5所示。图5.4变负载效率曲线图中蓝色曲线为负载阻抗为100Ω对应的效率，可以看出，此时效率较低，最高只能达到52%；负载为400Ω时整流电路效率最高，可达73.4%，且在300Ω和600Ω处效率也比较高，