實驗名稱：射頻(pin)信號(hao)傳(chuan)感特性測(ce)試系(xi)統設計

　　測試設備：高壓放大器、任意(yi)函(han)數(shu)發(fa)生器(qi)(qi)、示波(bo)器(qi)(qi)、射頻信號傳(chuan)感器(qi)(qi)、激光器(qi)(qi)、光電探測器(qi)(qi)等。

　　實驗過程：

　　圖一：射頻(pin)信號(hao)傳感特性測試系統

　　搭建了如圖一(yi)所示(shi)的射(she)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)(gan)特性(xing)測(ce)試(shi)系統。激(ji)光(guang)(guang)器(qi)產(chan)生(sheng)激(ji)光(guang)(guang)經(jing)過射(she)頻(pin)(pin)電(dian)場傳(chuan)感(gan)(gan)，在其內(nei)部發生(sheng)電(dian)光(guang)(guang)調(diao)制(zhi)和偏振(zhen)干涉，經(jing)過調(diao)制(zhi)的光(guang)(guang)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)在光(guang)(guang)電(dian)探測(ce)器(qi)處進(jin)行(xing)電(dian)光(guang)(guang)轉(zhuan)換，輸出傳(chuan)輸至(zhi)示(shi)波(bo)(bo)器(qi)來表達射(she)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)(gan)的輸出。采用信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)發生(sheng)器(qi)產(chan)生(sheng)待測(ce)任意(yi)小信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)（如正弦波(bo)(bo)、方波(bo)(bo)、三角波(bo)(bo)等(deng)），之(zhi)后經(jing)過高壓放大器(qi)將任意(yi)小信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)放大，輸出高電(dian)壓信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)，高壓放大器(qi)的高電(dian)壓輸出經(jing)過高壓引線施加到射(she)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)(gan)兩端(duan)的平(ping)行(xing)板電(dian)極，用于產(chan)生(sheng)均勻(yun)電(dian)場來測(ce)試(shi)、校驗射(she)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)(gan)的特性(xing)，另一(yi)路輸出接到示(shi)波(bo)(bo)器(qi)用于信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)監測(ce)和與射(she)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)(gan)的實際輸出進(jin)行(xing)對(dui)比。

　　實驗結果：

　　射(she)頻(pin)信(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)輸(shu)入輸(shu)出(chu)特性實驗(yan)中(zhong)，采用射(she)頻(pin)信(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)特性測(ce)試系(xi)統來測(ce)試射(she)頻(pin)信(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)的實際性能，633nm激光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)產(chan)生(sheng)(sheng)激光(guang)(guang)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)到(dao)(dao)射(she)頻(pin)信(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)，待(dai)測(ce)射(she)頻(pin)電(dian)場(chang)對(dui)激光(guang)(guang)產(chan)生(sheng)(sheng)調制(zhi)作用，調制(zhi)后傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)至光(guang)(guang)電(dian)探測(ce)器(qi)(qi)(qi)，光(guang)(guang)電(dian)探測(ce)器(qi)(qi)(qi)將接(jie)收(shou)到(dao)(dao)的激光(guang)(guang)轉(zhuan)變為電(dian)信(xin)(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)，輸(shu)出(chu)信(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)至示波(bo)器(qi)(qi)(qi)顯示輸(shu)出(chu)結果(guo)，同(tong)時高壓放(fang)大器(qi)(qi)(qi)的一(yi)路信(xin)(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)也連接(jie)到(dao)(dao)同(tong)一(yi)示波(bo)器(qi)(qi)(qi)，取時間坐標(biao)一(yi)致進行監測(ce)和對(dui)比。采用信(xin)(xin)號(hao)發生(sheng)(sheng)器(qi)(qi)(qi)產(chan)生(sheng)(sheng)工頻(pin)正(zheng)弦信(xin)(xin)號(hao)，經(jing)過高壓放(fang)大器(qi)(qi)(qi)后施(shi)加到(dao)(dao)平(ping)行板電(dian)極(ji)上，平(ping)行板電(dian)極(ji)正(zheng)負極(ji)分別置于傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)晶體上下表面(mian)。

　　圖(tu)二：工頻(pin)電場作用下射頻(pin)信號傳(chuan)感響應

　　如圖(tu)二所示工(gong)頻電場(chang)作(zuo)用下射頻信號傳感的響應，測量結果表明：射頻信號傳感輸(shu)出與(yu)電場(chang)強度有正相關變化趨勢。

　　保持輸(shu)入電(dian)壓(ya)(ya)的(de)頻(pin)率50Hz不變，幅值10V開始逐漸升高(gao)，在(zai)射頻(pin)信號(hao)傳(chuan)感上施(shi)加(jia)工(gong)頻(pin)正弦(xian)電(dian)壓(ya)(ya)，分別記錄每個(ge)輸(shu)入電(dian)壓(ya)(ya)所對應的(de)傳(chuan)感器輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)(ya)大小，測試結果如(ru)圖四(si)(a)所示。可以看出(chu)，在(zai)一定范(fan)圍內射頻(pin)信號(hao)傳(chuan)感的(de)輸(shu)入輸(shu)出(chu)存在(zai)線(xian)性關(guan)系(xi)，如(ru)果增大外加(jia)電(dian)壓(ya)(ya)的(de)頻(pin)率，我們(men)仍然(ran)可以得到同(tong)樣的(de)線(xian)性關(guan)系(xi)。

　　圖三：線(xian)性(xing)擬合(he)分析結果

　　對測量(liang)結(jie)果(guo)進行線(xian)(xian)性(xing)擬(ni)合(he)，線(xian)(xian)性(xing)擬(ni)合(he)方程的(de)參數(shu)如上圖(tu)三(san)所示，線(xian)(xian)性(xing)擬(ni)合(he)度越接近1，表示數(shu)據點在回(hui)歸線(xian)(xian)周圍分布更加緊密，擬(ni)合(he)程度越好。從實驗數(shu)據和數(shu)值分析來看，本工作設計的(de)射頻(pin)信號傳感的(de)輸出電壓與施加電場(chang)成良好的(de)線(xian)(xian)性(xing)關系。

　　為(wei)了(le)測試射(she)頻(pin)(pin)信(xin)號傳(chuan)(chuan)感的頻(pin)(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)，實(shi)驗中保持施加(jia)信(xin)號幅(fu)值50V不變(bian)，信(xin)號頻(pin)(pin)率(lv)從50Hz逐漸增大(da)到2kHz，得到射(she)頻(pin)(pin)信(xin)號傳(chuan)(chuan)感的頻(pin)(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)曲線(xian)(xian)如圖四(b)所示。可以看出，隨著頻(pin)(pin)率(lv)增加(jia)，射(she)頻(pin)(pin)信(xin)號傳(chuan)(chuan)感輸出電壓呈現非(fei)線(xian)(xian)性(xing)下降，這主要是由于(yu)平行板(ban)電極自身響(xiang)應(ying)頻(pin)(pin)率(lv)的限制。針對高頻(pin)(pin)、低振(zhen)輻(fu)射(she)頻(pin)(pin)信(xin)號的測量需(xu)要對電光晶體采(cai)用(yong)波導結構設計。

　　圖四：射(she)頻(pin)(pin)信號傳感特(te)性。(a)射(she)頻(pin)(pin)信號傳感輸(shu)(shu)入輸(shu)(shu)出特(te)性。(b)射(she)頻(pin)(pin)信號傳感頻(pin)(pin)率響(xiang)應曲線

　　高壓放(fang)大器推薦：ATA-7010

　　圖：ATA-7010高壓放大器指標參數

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