實驗名稱：射頻信號傳感特性測試系統設計

　　測試設備：高壓放大器、任意函數發生器、示波器、射頻信號傳感器、激光器、光電探測器等。

　　實驗過程：

　　圖一：射頻信號傳感特性測試系統

　　搭建了如图一所示的射頻信號传感特性測試系统。激光器产生激光经过射頻电场传感，在其内部发生电光调制和偏振干涉，经过调制的光信號在光电探测器处进行电光转换，输出传输至示波器来表达射頻信號传感的输出。采用信號发生器产生待测任意小信號（如正弦波、方波、三角波等），之后经过高壓放大器将任意小信號放大，输出高电压信號，高壓放大器的高电压输出经过高壓引线施加到射頻信號传感两端的平行板电极，用于产生均匀电场来測試、校验射頻信號传感的特性，另一路输出接到示波器用于信號监测和与射頻信號传感的实际输出进行对比。

　　實驗結果：

　　射頻信號传感输入输出特性实验中，采用射頻信號传感特性測試系统来測試射頻信號传感的实际性能，633nm激光器产生激光传输到射頻信號传感，待测射頻电场对激光产生调制作用，调制后传输至光电探测器，光电探测器将接收到的激光转变为电信號输出，输出信號传输至示波器显示输出结果，同时高壓放大器的一路信號输出也连接到同一示波器，取时间坐标一致进行监测和对比。采用信號发生器产生工频正弦信號，经过高壓放大器后施加到平行板电极上，平行板电极正负极分别置于传感晶体上下表面。

　　圖二：工頻電場作用下射頻信號傳感響應

　　如圖二所示工頻電場作用下射頻信號傳感的響應，測量結果表明：射頻信號傳感輸出與電場強度有正相關變化趨勢。

　　保持輸入電壓的頻率50Hz不變，幅值10V開始逐漸升高，在射頻信號傳感上施加工頻正弦電壓，分別記錄每個輸入電壓所對應的傳感器輸出電壓大小，測試結果如圖四(a)所示。可以看出，在一定範圍內射頻信號傳感的輸入輸出存在線性關系，如果增大外加電壓的頻率，我們仍然可以得到同樣的線性關系。

　　圖三：線性擬合分析結果

　　對測量結果進行線性擬合，線性擬合方程的參數如上圖三所示，線性擬合度越接近1，表示數據點在回歸線周圍分布更加緊密，擬合程度越好。從實驗數據和數值分析來看，本工作設計的射頻信號傳感的輸出電壓與施加電場成良好的線性關系。

　　爲了測試射頻信號傳感的頻率響應，實驗中保持施加信號幅值50V不變，信號頻率從50Hz逐漸增大到2kHz，得到射頻信號傳感的頻率響應曲線如圖四(b)所示。可以看出，隨著頻率增加，射頻信號傳感輸出電壓呈現非線性下降，這主要是由于平行板電極自身響應頻率的限制。針對高頻、低振輻射頻信號的測量需要對電光晶體采用波導結構設計。

　　圖四：射頻信號傳感特性。(a)射頻信號傳感輸入輸出特性。(b)射頻信號傳感頻率響應曲線

　　高壓放大器推荐：ATA-7010

　　圖：ATA-7010高壓放大器指標參數

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