Hogyan lehet tesztelni az S-paramétereket egy RF erősítőnél?

 

Az RF erősítő S-paramétereinek tesztelése a teljesítmény jellemzésére szolgáló alapvető folyamat, mivel ez teljes mértékben tükrözi a kulcsfontosságú mutatókat, például az erősítő bemeneti-kimeneti tulajdonságait, a nyereség teljesítményét, az izolációt és a stabilitást a működési frekvenciatartományon belül.

 

I . Core S-paraméterek, amelyeket az RF erősítőknél tesztelni kell

A kétports RF erősítő esetében az S-paraméterek, amelyekre összpontosítani kell, a következő:

S₁₁ (bemeneti reflexiós együttható): Jelzi az erősítő és a forrásimpedancia közötti illesztés mértékét (általában 50Ω);

S₂₁ (előremenő átviteli együttható): Képviseli az erősítő nyereségét, i . e ., a kimeneti teljesítmény és a bemeneti teljesítmény aránya;

S₁₂ (fordított átviteli együttható): Tükrözi az elszigeteltséget, amely a kimeneti végétől a bemeneti végéig kiszivárgó jel mennyisége;

S₂₂ (kimeneti reflexiós együttható).

 

II . Szükséges berendezés és teszt kiegészítők

Az S-paraméterek pontos méréséhez a következő berendezésre van szükség:

Vektorhálózati elemző (VNA): Az alapvető műszer, amelyet a sepreszabási frekvenciájú RF jelek előállításához használnak, megmérik a visszavert/továbbított jelek amplitúdóját és fázisát, és kiszámítják az S-paraméterek . S-paramétereket

Kalibrációs készlet: Általában egy olt (rövid, nyitott, terhelés, thru) készlet, amelyet a VNA kalibrálására és a kábelek, csatlakozók és a teszt lámpatestek által okozott hibák kiküszöbölésére használnak .

RF kábelek és csatlakozók: Gyenge veszteségű, kiváló minőségű koaxiális kábelek, amelyek impedanciájának meg kell egyeznie a rendszerrel (standard 50Ω) a jelvesztés és a reflexió csökkentése érdekében .

Torzítás póló (opcionális): Egy passzív komponens, amelyet a DC torzítás (az erősítő táplálására) és az RF jelekkel való kombinálására használnak, biztosítva, hogy a DC ne írja be a VNA RF portjait .

Csillapító (opcionális): Ha az erősítő kimeneti teljesítménye magas, akkor rögzített csillapítót lehet telepíteni a kimeneti portra, hogy megvédje a VNA vevőjét a . túlterhelés ellen.

Terhelés (opcionális): Egy 50Ω végződéses terhelés, amelyet stabilitási tesztelésre vagy ellenőrzésre használnak a . kimenetek illesztésére.

 

III . lépésről lépésre

1: Készítse el az erősítőt és a tesztkörnyezetet

Világítsa meg az erősítő -specifikációkat: működési frekvenciatartományát, bemeneti/kimeneti teljesítménykorlátait, DC torzítás követelményeit (feszültség/áram) és lineáris tartományt (a tesztelés során a telítettség elkerülése érdekében) .

Az erősítő bekapcsolása: Használjon stabil DC tápegységet a szükséges torzítási feszültség/áram . áram biztosításához

2: Kalibrálja a Vector Network analizátort (VNA)

A kalibrálás elengedhetetlen a szisztematikus hibák kiküszöböléséhez a tesztrendszerben .

Csatlakoztassa a kalibrációs készletet a VNA-hoz: Használjon alacsony veszteségű RF kábeleket a kalibrációs szabványok (rövid, nyitott, terhelés, thru) csatlakoztatásához a VNA tesztportjaihoz (1. port és a 2. port) .}

Állítsa be a VNA kalibrációs programját: Válassza ki a kalibrációs típust (e . G ., SAlt) és a frekvenciatartományt (az erősítő működési tartományának megfelelően) .

Ellenőrizze a kalibrációs eredményeket: A kalibrálás után ellenőrizze, hogy a VNA szabványok mérései közel vannak -e az ideális értékekhez .

3: Csatlakoztassa az RF erősítőt a tesztrendszerhez

Kalibrálás után csatlakoztassa az erősítőt a VNA -hoz a kalibrált tesztportokon:

Bemeneti csatlakozás: Csatlakoztassa a VNA 1. portját az erősítő bemeneti végéhez egy torzítás pólóval és egy alacsony veszteségű RF kábelen keresztül . A BIAS póló DC teljesítményt injektál az erősítő bemeneti végébe, miközben továbbítja az RF jelet a VNA-ból .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Kimeneti csatlakozás: Csatlakoztassa az erősítő kimeneti végét a VNA 2 -es porthoz egy másik RF kábelen keresztül . Ha az erősítő kimeneti teljesítménye meghaladja a VNA maximális bemeneti teljesítményét, illesszen be egy rögzített csillapítót az erősítő kimeneti vége és a 2. port között.

Biztosítsa a csatlakozásokat: Gondoskodjon arról, hogy az összes csatlakozót megfelelően meghúzzák (a precíziós csatlakozókat dedikált csavarkulccsal kell meghúzni), hogy elkerüljék a rossz érintkezést vagy a reflexiót .

4: Konfigurálja a VNA -t a méréshez

Állítsa be a VNA -t az erősítő kulcsfontosságú paramétereinek megcélzásához:

Frekvenciatartomány: Határozza meg a kezdési és leállítási frekvenciákat az erősítő működési frekvenciasávjának lefedéséhez .

Teljesítményszint: Állítsa be a VNA kimeneti teljesítményét az erősítő lineáris működési tartományában (a telítettség elkerülése érdekében) . Lásd az erősítő adatlapját a lineáris bemeneti teljesítménytartományához .

Középfrekvenciás sávszélesség (ha BW): Válassza ki a közbenső frekvencia sávszélességét a mérési sebesség és a zaj kiegyensúlyozásához . A keskenyebb sávszélesség alacsonyabb zajt eredményez, de lassabb szkennelési sebességet eredményez; A szélesebb sávszélesség felgyorsítja a tesztelést, de bevezetheti a zajt .

Mérni kívánt s-paraméterek: Válassza ki az érdeklődésre számot tartó paramétereket (S₁₁, S₂₁, S₁₂, S₂₂) .

5: Végezze el a mérési és rögzítse az adatokat

Indítsa el a szkennelést: Indítsa el a VNA . frekvenciájának szkennelését

Képzelje el az eredményeket: A VNA amplitúdó (dB) és fázis (fok) formájában jelenik meg az S-paramétereket . frekvenciától függően.

Az adatok mentése és elemzése: Az adatok exportálása (e . G ., CSV vagy Touchstone formátumban) a későbbi feldolgozáshoz (például stabilitási elemzés és a síkképesség kiszámításának nyeresége) .

 

IV . Kulcsfontosságú megfontolások

Teljesítménykezelési képesség: Soha ne lépje túl az erősítő maximális bemeneti/kimeneti teljesítményének besorolását, mivel ez károsíthatja az eszközt vagy a VNA . VNA -t.

Stabilitás: A nagy nyereségű erősítők esetében győződjön meg arról, hogy a teszt beállítása (beleértve a kábeleket és terheléseket) nem vezet be pozitív visszajelzést, ami oszcillációt okozhat, és érvénytelenítheti a . mérést.

Kalibrációs frekvencia lefedettség: Kalibrálja a VNA -t az érdeklődés teljes frekvenciatartományában, nem csak annak egy részén, hogy biztosítsa a mérési pontosságot minden frekvenciaponton .

 

A fenti lépések betartásával az RF erősítő S-paraméterei pontosan jellemezhetők, kulcsfontosságú teljesítmény-referenciákat biztosítva az olyan alkalmazásokhoz, mint a vezeték nélküli kommunikáció, a radar és a műholdas rendszerek .}