射頻工程師揭秘家用電磁輻射檢測儀市場“怪狀”
發布時間:2013-07-08 來源:電子元件技術網博客 責任編輯:Cynthiali
【導讀】家用射頻檢測設備市場魚龍混雜,廠家誇大電磁波輻射危害、忽悠消費者的伎倆目不暇接。作者就目前市場上的一些“忽悠”現象做出專業的分析,看過此文,選購和使用家用電磁輻射檢測儀絕不被“忽悠”!
benrenshiyimingshepingongchengshi,zaiyidaxingtongxinshebeishangyigongzuoduonian,gerenduijiayongshepinjianceshebeipoganxingqu。zhegelingyuyulonghunzachangjiakuadadiancibofusheweihai、忽悠消費者的伎倆目不暇接。下文就目前市場上的一些產品的現象給大家做一些專業的分析。
電磁場檢測儀器分為兩類,一類是通用檢測設備,不區分工作頻段的;另一類是區分頻段的專業檢測設備。
不管哪類儀器,對於高頻信號的檢測都離不開天線的使用。而學習過天線基本知識的人都知道,天線的“帶寬”shifeichangyouxiande,jishishiyigekuandaitianxian,duiyubutongdepinlvdexinhao,tadezengyifuduyetianchadibie,yejiushishuo,jishidiancichangdechangqiangbicixiangtong,danshipinlvbutong,namezaijingguotongyigetianxianjieshouzhihou,dedaodegonglvyeshibuyiyangde。
而我們希望其工作的頻段為從幾十MHz到3GHz,是相當寬的,因此,如果要測量精確,除非進行某種形式的補償(修正)。對於一兩百元的微型設備,高精度的補償是根本不可能的。
首先,假設我們采用數字係統進行功率補償(包括DSP、單片機、軟件等),信號進入係統後,我們首先需要識別的是:它是什麼頻率的信號?例如,識別出來是900MHz的信號,而已知的天線測量值和準確值差了2dB,就在最終讀數上加上2dB,如果是400MHz,就加上5dB。
實現這個功能需要“鑒頻器”,但是普通的鑒頻器帶寬極窄(也就是幾KHz幾MHz),隻有我們工作帶寬的千分之一到百分之一,遠遠達不到需求,即使是高端寬帶鑒頻器(用在大型通信設備包括軍用設備上的),也(ye)至(zhi)少(shao)要(yao)用(yong)兩(liang)三(san)個(ge)才(cai)能(neng)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu),而(er)我(wo)們(men)隻(zhi)有(you)一(yi)兩(liang)百(bai)元(yuan)的(de)價(jia)格(ge),絕(jue)對(dui)達(da)不(bu)到(dao)要(yao)求(qiu)。要(yao)不(bu)自(zi)己(ji)設(she)計(ji)鑒(jian)頻(pin)電(dian)路(lu)?對(dui)不(bu)起(qi),那(na)體(ti)積(ji)可(ke)是(shi)小(xiao)不(bu)了(le)的(de)。
其次,不僅僅是天線,傳感器在不同頻率上的靈敏度也是不同的,補償時需要一起考慮進去。
再次,如果同時有多個頻段的信號存在怎麼辦?是隻補償其中一個,還是都補償呢?最終顯示的值可隻有一個!
另外,補償功能需要的的存儲器、DSP芯片占用的成本和體積如何壓縮?
最後,對不同頻率信號分別處理,需要好幾個通道,這成本又翻倍了。
怎麼實現?答案是:沒有辦法!我們手中沒有任何家用設備會麵對這麼複雜的場景。手機、電腦、任(ren)何(he)你(ni)所(suo)知(zhi)的(de)智(zhi)能(neng)設(she)備(bei)都(dou)是(shi)工(gong)作(zuo)在(zai)非(fei)常(chang)有(you)限(xian)的(de)頻(pin)率(lv)上(shang)的(de)。而(er)相(xiang)對(dui)於(yu)智(zhi)能(neng)產(chan)品(pin)豐(feng)富(fu)的(de)應(ying)用(yong),普(pu)通(tong)消(xiao)費(fei)者(zhe)不(bu)會(hui)接(jie)受(shou)一(yi)個(ge)小(xiao)小(xiao)的(de)輻(fu)射(she)檢(jian)測(ce)器(qi)竟(jing)然(ran)需(xu)要(yao)這(zhe)麼(me)複(fu)雜(za)的(de)技(ji)術(shu),竟(jing)然(ran)需(xu)要(yao)成(cheng)千(qian)上(shang)萬(wan)的(de)價(jia)格(ge)。
實(shi)際(ji)上(shang)呢(ne),這(zhe)就(jiu)是(shi)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)與(yu)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)的(de)差(cha)別(bie),這(zhe)就(jiu)是(shi)專(zhuan)業(ye)設(she)備(bei)與(yu)家(jia)用(yong)設(she)備(bei)的(de)差(cha)別(bie)。為(wei)什(shen)麼(me)專(zhuan)業(ye)的(de)輻(fu)射(she)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei)那(na)麼(me)大(da)塊(kuai)頭(tou)?好(hao)幾(ji)千(qian)甚(shen)至(zhi)上(shang)萬(wan)的(de)價(jia)格(ge)?那(na)不(bu)是(shi)沒(mei)有(you)道(dao)理(li)的(de)。
考慮到這些,廠家是不會這麼做的。而如果不是這麼做,儀器測量下來的結果和實際值的差別肯定是在十幾甚至幾十dB,換算成倍數,那就是幾百上千倍了。廠家卻講:我們的儀器精度達到0.1V/m,達到1uW/cm2。此時,你應該對他說:別忽悠我了。實際上,這種宣傳指的是:“我顯示器能顯示到小數點後一位哦!”但是和實際值差別多大,就需要檫亮眼睛了!
這樣的儀器隻能判斷信號的有無,至於準確度,千萬別看它的顯示數字,它顯示的到底什麼意思隻有天知道。
低di頻pin帶dai寬kuan極ji窄zhai,做zuo精jing確que相xiang對dui有you可ke能neng,對dui於yu高gao頻pin信xin號hao,如ru果guo隻zhi是shi測ce某mou幾ji個ge特te定ding的de頻pin率lv,那na還hai有you可ke能neng把ba它ta調tiao準zhun,但dan如ru果guo是shi任ren意yi的de頻pin率lv,這zhe種zhong價jia位wei根gen本ben想xiang都dou別bie想xiang了le。
那我們就沒有低成本的提高精度的辦法了嗎?答案是否定的。
實現的辦法就是,不在後端(數字邏輯電路)用軟件去補償,而在前端(射頻電路),通過天線、信道、傳感器等純硬件的設計,使用“功率補償式天線技術”。
這種天線設計與後麵的傳感器緊密相關,就是說,對於不同的傳感器,針對它的靈敏度特性,量身設計一副天線:在傳感器靈敏度高的頻率上,天線增益小;在傳感器靈敏度低的頻率上,天線增益高。這樣,總的接收特性是相對平坦的。這才是精簡高效的設計。
根據對市場上廠家電路的拆解分析,還沒有哪家采用的是這樣的設計。目前本人的設計已經申請到了專利。樣機可以做到的是,在30MHz~2.1GHz,設計測量精度在正負1dB以內。當然,如果經過精心的調試,把精度提高到0點幾dB以內,也是非常有希望的。
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