這個方便的工具可讓您在高達 3 GHz 的頻率下測試有源和無源元件。我嘗試了早期的裝置，將其用于輻射和傳導 EMI 發射測試。

時隔近十年，Picotest 推出了新版本的諧波梳狀噴油器（發電機）。J2150B（495 美元）是我想要為我的實驗室準備的部件之一，所以我買了一個。

梳狀發生器產生諧波偽影，作為其非線性行為的一個特征。它們由二極管和放大器組成，以產生高階諧波的寬帶頻譜，工程師可以使用這些高階諧波來表征設備。由于其非線性性能，它們通常僅限于對有源器件進行全面表征。但是，您也可以表征無源設備。這篇評論是基于我的使用和經驗。我與 Picotest 沒有任何聯系。

圖 1.J2150B 裝在這個盒子里。

J2150B 采用小型封裝（圖 1）。其尺寸為 6.6 cm × 2.5 cm × 1.4 cm，包括連接器（圖 2）。外殼是 3D 打印的，沒有密封，這意味著我可以打開它看到里面。外殼內的電路板有點擺動，我認為這是因為外殼似乎不是最終的、精致的版本。從圖片上看，以前的型號似乎更好，但了解 Picotest 的質量，我相信這是一個預發布單元。

編者注：根據 Picotest 的說法，該公司故意沒有將外殼粘合在一起，這提供了對內部電路的訪問。該單元是一個原型。

圖 2.J2150B 足夠小，可以放在手掌或口袋里。

在我的設備上，按鈕與外殼的其余部分分開，并且沒有薄膜或類似的東西。因此，它有時效果不佳。考慮到這是一個早期單位，這是可以理解的。

特性

表 1 顯示了 J2150B 的電氣和射頻特性。數據手冊顯示，諧波可以覆蓋高達1.5 GHz的頻率范圍;我們稍后會檢查一下。

表 1.J2150B 規格（圖片：Picotest）

其他特點是外形小巧和 USB 供電功能（即使使用電池組）。輸出是直流耦合的，因此需要一個直流阻斷器來避免損壞頻譜分析儀的前端（直流不是射頻接收器的朋友）。圖3顯示了梳狀發生器和直流阻斷器。

圖 3.直流阻斷器保護頻譜分析儀的輸入。表 2.J2150B作模式。（圖片：picotest）

表 2 解釋了梳狀發生器的五種工作模式。模式 1 在模式 2、3 和 4 之間循環。模式 5 是簡單的 10 kHz 方波、50% 占空比，適用于示波器探頭校準。模式 2、3 和 4 以 1 kHz、100 kHz 和 10 MHz 間隔生成脈沖。后者是此型號與之前型號之間的區別，后者在模式 8 中的頻率為 4 MHz。至少，這是使用說明書和技術規格中所述的：使用 600 MHz 示波器的測量結果顯示頻率仍為 8 MHz。由于看起來是預系列產品，他們可能忘記更新使用說明書或梳狀發生器本身的固件。然后，我嘗試用我的 100 MHz Rigol DS1054 對其進行測量，我得到了相同的結果，如圖 4 所示。

圖 4.在模式 4 下采集脈沖，頻率為 600 MHz

一旦梳子插入 USB 插座，模式 1 就是默認值（在模式 2、3 和 4 的三個頻率之間循環）。通過按住 MODE 按鈕至少 1 秒鐘即可在其他模式之間切換。三個 LED 將根據表 2 中的表格改變顏色。

穩定性和上升時間

梳狀發生器可以用作“已知脈沖”的參考源，因此，它可以有多種用途。作為已知源，它的頻率和幅度都應該穩定。示波器可以檢查脈沖形狀和其他參數，例如上升時間和頻率（或周期，兩個脈沖之間的時間間隔）。

圖 5.黃色跡線顯示開機后峰值的初始狀態。紫色跡線顯示最大保持跡線，而青色跡線顯示最小保持跡線。

為了檢查穩定性，我使用了頻譜分析儀和圖 5 所示的三個跡線。黃色跡線是梳狀發生器從帶有集成開關的 USB 電纜通電后立即測量的跡線。此跟蹤會立即凍結以捕獲初始狀態。紫色跡線設置為最大保持，青色跡線設置為最小保持。通過在屏幕上顯示單個脈沖，我能夠使用標記監控幅度的變化：最大保持標記減去最小保持標記給出了隨時間變化的總偏移。梳狀發生器保持開啟并工作約 45 分鐘，結果如圖 5 所示。圖 6 顯示了所使用的設置。

圖6.我將此設置與頻譜分析儀一起使用，以評估梳狀發生器在模式 4 下隨時間變化的穩定性。

現在讓我們來研究一下上升時間。Picotest 宣稱在 470 ps 和 270 ps 之間：我使用 600 MHz、10 GS/s 示波器測得的功率小于 900 ps。這確實是有道理的，因為如果信號的上升時間為 470 ps，則意味著它的頻率分量高達 2 GHz（上升時間的倒數）。圖7顯示了模式4（8 MHz）下脈沖的采集。

圖7.10 Gsa/sec 的 600 MHz 示波器在模式 4 下捕獲單個脈沖。

應用

SAC或FAR中的輻射發射：表影響的檢查

圖8.用于在電波暗室內進行輻射發射測試的俯視圖臺設置。（圖片：CISPR 16-1-1）

參與完全一致性測試的 EMC 測試工程師必須考慮測量輻射發射時所用表格的影響。事實上，桌子的材料在相對介電常數方面應與精確特性相匹配，εr.CISPR 16-1-4 解釋了該方法。圖 8 顯示了根據 CISPR 16-1-1 進行表評估的俯視圖設置，而圖 9 顯示了在電波暗室內準備的設置側視圖。梳狀發生器連接到合適的天線，該天線的尺寸應該很小，以符合標準中解釋的距離。有表和不帶表的兩次測量值之間的差值提供了表的影響，按頻率，以 dB 表示。

圖9.用于在電波暗室內進行輻射發射測試的側視臺設置。（圖片：CISPR 16-1-1）

擁有一個小型梳狀發生器可以使此檢查更容易，并且通過添加電池組和短射頻電纜，設置就完成了。我會使用模式 4，因為頻率跨度很大，通常從 30 MHz 到 1500 MHz。但我們甚至可以超越，我想說最高可達 3 GHz。圖 10 顯示了梳狀發生器的寬范圍頻率發射設置，圖 11 顯示了模式 4 下 30 MHz 至 3000 MHz 的頻率范圍。我使用泰克RSA306B在模式 4 下看到了梳狀發生器的非常壯觀的實時發射：在 3 GHz 時，電平約為 -60 dBm，即 47 dBμV，帶寬為 100 kHz。

圖 10.此設置顯示了連接到泰克RSA306B實時 USB 頻譜分析儀的梳狀發生器。圖 11.頻譜圖顯示了梳狀發生器在模式 4 下從 30 MHz 到 300 MHz 的輸出。

傳導發射測試：檢查測量鏈

類似的應用使用梳狀發生器來檢查傳導發射的設置。在這種情況下，使用梳狀發生器可以輕松快捷，因為梳狀發生器是眾所周知的射頻峰值源。

測量非常簡單。我需要一根電纜將電源插頭連接到射頻連接器（從 BNC 向上）。電纜的一側有一個電插頭，另一側有一個適用于梳狀發生器的連接器。出于安全原因，應斷開來自線阻抗穩定網絡 （LISN） 的 EUT 電源。這樣做可以避免電源電壓和梳狀發生器的射頻輸出之間的直接連接，這將永久損壞它并可能導致觸電。

通過將之前的測量值與實際值進行比較，我們能夠發現測量鏈中的故障。我發現，特別是對于測試逆變器和大電流設備的實驗室，檢查 LISN 非常重要，因為高電流脈沖會損壞 LISN 本身或限制器，但沒有任何外部燃燒跡象。圖 12 顯示了傳導發射的測量鏈驗證設置。我沒有交流 LIS，所以我使用了直流 LISN，但原理是一樣的。從左起：電池組、梳狀發生器、直流模塊、Tekbox 的 DC LISN。同軸電纜通過 Leo Bodnar 的瞬態限制器（包括 10 dB 衰減器）連接到 Rigol DSA 815 頻譜分析儀。

圖 12.通過此測試設置，我可以驗證 LISN 的傳導發射。

電纜屏蔽和諧振

梳狀發生器的最終應用是尋找諧振并檢查電纜屏蔽。關于這一點已經寫了很多文章;在我看來，在參考文獻下，我收集了最有趣的。

我正在嘗試一種方法，通過在屏蔽電纜的內線和屏蔽層本身之間傳導脈沖，不僅耦合梳狀發生器的脈沖，而且耦合在任何類型的電纜上。在 Min Zhang 博士的視頻中（參見參考文獻），您可以看到一個盒子這樣做。在圖 13 中，我使用了幾個分線板，并通過添加 SMA 連接器對其進行了修改。這樣做可以讓我將梳狀發生器的輸出連接到不同類型的電纜。圖 14 顯示了連接到 USB、串行和 HDMI 電纜進行測試的 J2150B。所有這些電纜都是屏蔽的。

圖 13.修改為添加 SMA 連接器以方便與梳狀發生器的輸出耦合的分線板示例。圖 14.修改后的分線板讓我可以將梳狀發生器連接到不同的電纜。

總結

J2150B 梳子發生器是一款小巧但功能強大的工具，可以方便地放在口袋里。我沒有涵蓋 DC-DC 轉換器中低頻信號注入的全部應用范圍，主要是因為我沒有必要的電路板進行實驗。您可以通過訪問 Picotest Insights 頁面找到有趣的文章。