Ako otestovať S-parametre pre RF zosilňovač?

 

Testovanie S-parametrov RF zosilňovača je základným procesom na charakterizáciu jeho výkonu, pretože môže plne odrážať kľúčové indikátory, ako je napríklad výstupný výstupný výstup zosilňovača, príručka zisku, izolácia, izolácia a stabilita v rámci rozsahu prevádzkovej frekvencie {{}}}} {}}} {}}} {}}

 

I . jadro S-parametre, ktoré sa majú testovať na RF zosilňovače

V prípade dvojpriestorového RF zosilňovača S-parametre, ktoré je potrebné zameriavať, zahŕňajú:

S₁₁ (koeficient odrazu vstupu): Označuje stupeň porovnávania medzi zosilňovačom a impedanciou zdroja (zvyčajne 50Ω);

S₂₁ (koeficient prenosu vpred): Predstavuje zisk zosilňovača, i . e ., pomer výstupného výkonu k vstupu;

S₁₂ (koeficient spätného prenosu): Odráža izoláciu, ktorá je množstvom úniku signálu z výstupného konca na vstupný koniec;

S₂₂ (koeficient výstupného odrazu): Zobrazuje stupeň zodpovedajúceho medzi zosilňovačom a impedanciou zaťaženia (zvyčajne 50Ω) .

 

II . požadované príslušenstvo pre vybavenie a testovanie

Na presné meranie S-parametrov je potrebné nasledujúce zariadenie:

Analyzátor vektorovej siete (VNA): Základný prístroj, ktorý sa používa na generovanie Swept-frequency RF signálov, zmerajte amplitúdu a fázu odrazených/prenosných signálov a výpočet S-parametrov .

Kalibračná súprava: Spravidla solt (krátka, otvorená, zaťaženie, Thru), ktorá sa používa na kalibráciu VNA a eliminovanie chýb spôsobených káblami, konektormi a testovacími príslušenstvami .

RF káble a konektory: Vysoko kvalitné koaxiálne káble, ktorých impedancia sa musí zhodovať so systémom (štandard je 50Ω), aby sa znížila strata signálu a odraz.

Bias Tee (voliteľné): Pasívny komponent používaný na kombináciu DC predpätia (na napájanie zosilňovača) so signálmi RF, zabezpečujúc, že DC nevstúpi do RF portov VNA .

Atenuátor (voliteľné): Ak je výstupný výkon zosilňovača vysoký, na výstupnom porte je možné nainštalovať pevný atenuátor na ochranu prijímača VNA pred preťažením .

Načítať (voliteľné): Zaťaženie terminácie 50Ω, ktoré sa používa na testovanie stability alebo na overovanie výstupného porovnávania .

 

Iii . postupný testovací postup

1: Pripravte si zosilňovač a testovacie prostredie

Objasnite špecifikácie zosilňovača: jeho prevádzkový frekvenčný rozsah, limity vstupného/výstupného výkonu, DC Požiadavky na predpätie (napätie/prúd) a lineárny rozsah (aby sa zabránilo zadávaniu saturácie počas testovania) .

Napájanie zosilňovača: Na zabezpečenie požadovaného napätia predpätia/prúd. použite stabilné napájacie napájanie

2: Kalibrujte analyzátor vektorovej siete (VNA)

Kalibrácia je rozhodujúca pre odstránenie systematických chýb v testovacom systéme .

Pripojte kalibračnú súpravu k VNA: Na pripojenie kalibračných štandardov (krátke, otvorené, zaťažte, načítajte, načítať, načítať, načítať, načítať, načítať, načítať, načítať, načítať, cez) (port 1 a port 2) .

Nastavte kalibračný program VNA: Vyberte typ kalibrácie (e . g ., solt) a frekvenčný rozsah (porovnávanie prevádzkového rozsahu zosilňovača) .

Overte výsledky kalibrácie: Po kalibrácii skontrolujte, či sú merania VNA normy blízko ideálnych hodnôt .

3: Pripojte RF zosilňovač k testovaciemu systému

Po kalibrácii pripojte zosilňovač k VNA cez kalibrované testovacie porty:

Vstupné pripojenie: Pripojte port VNA 1 k vstupnému koncu zosilňovača prostredníctvom zaujatého odpaliska a kábla RF s nízkym skrátením . TEE VYSOKUJE DC napájanie do vstupného konca zosilňovača pri prenose RF signálu z VNA .

Výstupné pripojenie: Pripojte výstupný koniec zosilňovača k portu VNA 2 pomocou iného RF kábla . Ak výstupný výkon zosilňovača presahuje maximálny vstupný výkon VNA, vložte pevný atenuátor medzi výstupný koniec zosilňovača a port 2 na ochranu VNA.

Zaistite pripojenia: Uistite sa, že všetky konektory sú správne utiahnuté (presné konektory by mali byť utiahnuté vyhradeným kľúčom), aby ste predišli slabému kontaktu alebo odrazu.

4: Nakonfigurujte VNA na meranie

Nastavte VNA na zacielenie na kľúčové parametre zosilňovača:

Frekvenčný rozsah: Definujte frekvencie začiatku a zastavenia tak, aby pokryli pásmo prevádzkovej frekvencie zosilňovača .

Úroveň napájania: Nastavte výstupný výkon VNA v lineárnom prevádzkovom rozsahu zosilňovača (aby sa zabránilo saturácii) . Pozrite si dátový list zosilňovača pre jeho lineárny rozsah vstupného výkonu .

Šírka pásma strednej frekvencie (ak BW): Vyberte medziprodukčnú šírku pásma frekvencie, aby ste vyvážili rýchlosť merania a hluk ., užšia šírka pásma vedie k nižšej šumovej, ale pomalšej rýchlosti skenovania; Šírka šírka pásma sa zrýchľuje testovanie, ale môže zaviesť šum.

S-parametre, ktoré sa majú merať: Vyberte záujmové parametre (S₁₁, S₂₁, S₁₂, S₂₂) .

5: Vykonajte meranie a zaznamenajte údaje

Spustite sken: Iniciujte frekvenčné skenovanie VNA .

Vizualizujte výsledky: VNA zobrazí S-parametre vo forme amplitúdy (db) a fázy (stupňov), ktoré sa líšia s frekvenciou .

Uložte a analyzovať údaje: Exportovať dáta (e . g ., vo formáte CSV alebo Touchstone) na následné spracovanie (napríklad analýza stability a výpočet rovinnosti) .

 

Iv . kľúčové úvahy

Schopnosť manipulácie s výkonom: Nikdy neprekračujte maximálny vstupný/výstupný výkon zosilňovača, pretože to môže poškodiť zariadenie alebo VNA .

Stabilita: V prípade zosilňovačov s vysokým ziskom sa uistite, že nastavenie testu (vrátane káblov a zaťaženia) nezavádza pozitívnu spätnú väzbu, ktorá by mohla spôsobiť osciláciu a zneplatniť meranie .

Pokrytie kalibrácie: Kalibrujte VNA v celom rozsahu záujmu frekvencie, nielen jej časť, aby sa zabezpečila presnosť merania vo všetkých frekvenčných bodoch .

 

Podľa vyššie uvedených krokov je možné presne charakterizovať S-parametre RF zosilňovača a poskytnúť kľúčové referencie na výkon pre aplikácie, ako sú bezdrôtová komunikácia, radar a satelitné systémy .