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测量仪表相关技术文章扩展RF频谱分析仪的单位增益探头替代方案
频谱分析仪的电流模式一般有自10Hz低频起始的频率响应。当与1Hz或带宽更窄的 FET 软件结合使用时，现代频谱分析仪就具备了扩展的低频性能，使之成为设计与调试高性能模拟电路不可或缺的工具。不幸的是，主要面向RF应用的频谱分析仪典型输入阻抗为50Ω，当用于许多高阻抗模拟电路时，这是一个重负载。与 50Ω输入串接一个 953Ω电阻器可以改善阻抗显得略高的探头，但这种方法也只能提供1kΩ的输入阻抗，而测试的信号则会降低26 dB。
此外，大多数 RF 频谱分析仪都缺少交流耦合功能，因此，任何直流输入元件都与内部端结电阻器或前端混频器直接相通。如果要保持10 Hz的低频响应，必须在953Ω输入探头中串接一个至少2mF的耦合电容器。尽管示波器输入电路可以耐受探头的偶然接触和容性瞬变过载，但在频谱分析仪上采用一个低阻抗、交流耦合的探头仍然可能会毁坏分析仪昂贵而难以更换的前端混频器。
尽管现在有商用的高阻抗探头，但它们的购买价格与维修价格都很高。本设计实例提供一种替代方案：一种廉价而有良好保护作用的单位增益探头，它的输入阻抗与一台普通台式示波器一样，可以驱动频谱分析仪50Ω的输入阻抗。该探头在100 kHz时的增益为0±0.2 dB。输入阻抗为1 MΩ、15 pF，最大输入为 0.8V p-p。负载阻抗为 50Ω，频率响应范围在-3 dB时为10 Hz至200MHz。通带纹波小于1dB p-p。1 MHz时的输入噪声低于10 nV/√Hz。10 MHz时0.5V p-p输入的二阶失真低于-75 dBc，三阶失真低于-85 dBc。电源需求为±5V、16 mA。