近场头相关传输函数的测量和分析

近场头相关传输函数的测量和分析
近场头相关传输函数的测量和分析实验目的：通过近场头相关传输函数的测量和分析，使学生了解高频开关电容滤波器的原理，为后续课程——傅立叶变换打好基础。

（ 1）掌握基本测量仪器的使用方法和要求；（ 2）熟悉全部实验步骤，掌握测量结果的正确分析方法。

实验原理：在近场区域内，由于半导体层电容的存在，一个电压信号沿着导线前进时必然会受到附加电场影响，所以会出现延迟现象。

因此，在这段区域中通过一个导线感应到另一端就会产生电压信号，通常称之为近场电压。

这种现象和普通导线传输原理上的差别被称为近场效应。

由于二极管的单向导电性，在近场区域，一个电流信号穿过二极管时，如果两端没有电压加到二极管两端，则没有反向电流，电流仅在电阻和二极管内流动，称为二极管的单向性，从而形成近场电流。

通过单片机和FPGA的共同作用可以分析该近场电流。

在不远的将来，也许我们还会使用同样的开关电容滤波器来调制高频的微波信号。

所以，近场效应是必须考虑的问题。

近场电压是指通过近场区域的电压，在相对的较大范围内对空间区域的描述。

由于近场电压在相对较小的区域内具有较强的极性，所以必须利用电位器测得近场电压的近场头相关函数。

近场头相关函数是在频域中研究导体电场分布的一种重要工具，通过它可以很方便地实现对传输线上电压的测量。

因此通过近场头相关函数的测量能够较准确地判断传输线上的载波频率和噪声电平。

近场头相关函数又叫近场尾模或近场模。

一般的开关电容滤波器的工作原理可以简单地写成电感L的周期性振荡+H，其中
H为电感L的寄生电容，可见其是周期性非线性元件。

在L的频率方向，近场头相关函数的表达式为：定义H为近场头相关函数， H越
接近1，表明近场头相关函数越强，近场尾模越大，反之亦然。

近场头相关函数包括近场尾模和近场模，近场尾模只是近场模的一部分，它与L无关，仅仅与L的材料、尺寸有关，是近场头相关函数的高次近似值，近场尾模的宽度是近场模的2倍。

近场尾模具有峰值电平低的特点，峰值电平的计算方法与传统尾模的峰值电平计算方法类似。

实验原理：在近场区域内，由于半导体层电容的存在，一个电压信号沿着导线前进时必然会受到附加电场影响，所以会出现延迟现象。

因此，在这段区域中通过一个导线感应到另一端就会产生电压信号，通常称之为近场电压。