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這道射頻筆試題目,怎么這么燒腦?

2023/09/15
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大家好,這里是射頻學(xué)堂!今年的應(yīng)屆生就業(yè)據(jù)說開啟了地獄模式,作為一個從08年金融危機(jī)過來的老應(yīng)屆生頗有感觸,但也深感無力。唯一能做的就是利用【射頻學(xué)堂】這個平臺輸出更多的技術(shù)知識,也在嘗試著利用微信社群,能讓更多的射頻類專業(yè)的應(yīng)屆生聚集到一起,共享就業(yè)信息,攜手走過這段艱難的日子。(需要加入的同學(xué),請聯(lián)系我:RF_centered,僅限于2024應(yīng)屆生,請注明學(xué)校專業(yè))

天助自助者(God help Who Help Themselves),這是我一直以來的信條。越是面對艱難困苦,越要從根本上提高自己。健康的身體,富饒的學(xué)識,都是我們能夠走出困境最有力的幫手。所以,我建議同學(xué)們,應(yīng)聘面試之余,多多地總結(jié)一下自己,知道自己的長處劣勢;也要多多地學(xué)習(xí),不自暴自棄,堅(jiān)強(qiáng)自信;更要多多地鍛煉身體,有氧+無氧,強(qiáng)壯的身體是我們戰(zhàn)勝困難最大的支撐。

射頻學(xué)堂有很多介紹射頻基礎(chǔ)的文章,大家可以利用公眾號的搜索功能,查找自己所需要的知識點(diǎn)。也可以點(diǎn)擊這個鏈接,查看收集在專欄里的知識點(diǎn):射頻基礎(chǔ)。當(dāng)然,更多的是希望同學(xué)們能靜下心來看看書,我們的專業(yè)教材,是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。就像前幾天推薦的電巢App上的射頻入門課程,何老師講阻抗匹配的原則時(shí)一樣。從特征阻抗的公式出發(fā),找到電路中的等效電感和等效電容,然后從電感電容等比例縮放的原則去匹配阻抗,有點(diǎn)顛覆我十多年的“經(jīng)驗(yàn)”。

還有關(guān)于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)和測試等實(shí)操教課,也挺不錯的。學(xué)完這個課程,我感覺對應(yīng)聘面試特別有指導(dǎo)性,尤其是對有一些基礎(chǔ)但是缺少設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)屆生來說。這個課程的第三期依然在報(bào)名中,預(yù)計(jì)9月25號開課。點(diǎn)擊查看課程(射頻電路設(shè)計(jì))今天有同學(xué)在群里討論一個筆試題,記不清是哪家大廠了。我們看一下這道題到底怎么解呢?

題目:3dB、10dB的衰減器一端接阻抗為50歐姆的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,另一端開路。此時(shí),矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測得到的VSWR分別為多少?我們看一下這個解題過程

3dB和10dB的衰減器,指的是衰減器的S21分別是3dB和10dB。S11沒有提及,我們可以默認(rèn)和VNA的連接是完全匹配的,另一端開路,網(wǎng)分測量的是衰減器的單端口性能。這個問題也就轉(zhuǎn)換成了一個測單端開路衰減器的VSWR.我們知道,VSWR和反射系數(shù)s11的關(guān)系式

那么我們知道知道這個①端口的s11 就可以了。

s11的定義是端口1?上反射的波和入射波的比值

為方便計(jì)算,我們假設(shè)入射波a1的功率為10dBm,進(jìn)入衰減器之后會被分別衰減3dB和10dB,這樣到達(dá)開路口分別還剩7dBm和0dBm,開路口全反射,反射波信號會再次進(jìn)入衰減器,這樣到達(dá)測試口的時(shí)候,反射波還有4dBm和-10dBm。這樣我們就可以快速得到反射波的功率了。已知反射波的功率,這樣就可以快速算出測試口的S11(dB)了。這個口的S11(dB)是多少呢?-6dB 和 -20dB(這里引入了dB計(jì)算,省去了很大部分的乘除運(yùn)算,所以直接口算就可得出結(jié)果)那么轉(zhuǎn)化為反射系數(shù)s11,進(jìn)而就可以算出它的駐波比VSWR了。
算起來還是挺麻煩的,還要各種對數(shù)指數(shù)轉(zhuǎn)換,下面用表格快速計(jì)算了一下,結(jié)果如下。

其實(shí)有心的同學(xué)可以很快給出答案,因?yàn)镾11和VSWR的對應(yīng)關(guān)系的幾個常用數(shù)值是很有必要牢記的,6dB和20dB就是這個常用值,還有26.5dB,14dB等等。

有同學(xué)利用ChatGPT給出了答案,如下圖所示,和這個結(jié)果是一樣的。不過感覺繞了好多??赡苁荊PT太聰明了......

我們再延伸一下,看第二道題:如果衰減器的另一端不是開路,而是接一個VSWR=3 的失配負(fù)載,那么網(wǎng)分測出的VSWR又分別是多少呢?我們接著按照反射系數(shù)基本公式來推算。

還是用上文提到的方法,假設(shè)入射波a1的功率為10dBm,進(jìn)入衰減器之后會被分別衰減3dB和10dB,這樣到達(dá)失配負(fù)載分別還剩(10-3)7dBm/(10-10)0dBm,失配負(fù)載反射系數(shù)6dB,反射波信號分別有1dBm(10-3-6)/ -6dBm(10-10-6)會再次進(jìn)入衰減器,這樣經(jīng)過衰減器之后,測試口的反射波還有(1-3)-2dBm/(-6-10)-16dBm。測試口的反射波功率知道了,入射功率是10dBm,那么這個測試口的回波損耗是多少呢?-12dB/-26dB。這兩個S11dB 和VSWR的對應(yīng)值也是一個射頻設(shè)計(jì)中非常常用的值,我們可以快速得出,VSWR分別是1.67 /1.11。通過這兩道題大家有沒有發(fā)現(xiàn)一個規(guī)律,衰減器對系統(tǒng)的回波損耗RL有著2倍衰減值的改善。

比如第一道題,開路口的S11 =0dB,經(jīng)過3dB/10dB衰減器之后分別變?yōu)?dB和20dB;而第二道題,失配負(fù)載的S11=6dB,經(jīng)過3dB/10dB衰減器之后改善到了12dB和26dB。

在有些射頻電路中,我們可以用衰減器來改善端口的匹配,比如加Π衰,但是這樣對于寶貴的射頻信號會造成浪費(fèi),盡可能避免使用,但是在系統(tǒng)測試的時(shí)候,加衰減器不僅可以保護(hù)測試儀器,還可以改善端口匹配。

其實(shí)射頻招聘中的筆試,對基礎(chǔ)知識的考量是很全面的,所以像對待大學(xué)里的考試一樣對待每一次的筆試,肯定會拿到高分。祝大家好運(yùn)!

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