Как проверить S-параметры для RF-усилителя?
Оставить сообщение
Тестирование S-параметров RF-усилителя является основным процессом для характеристики его производительности, поскольку он может полностью отражать ключевые индикаторы, такие как характеристики соответствия ввода-вывода усилителя, производительность усиления, выделение и стабильность в диапазоне рабочих частот . Следующая процедура для этого теста, включающая в себя ключевые соображения и описания.
I . Core S-параметры для проверки на RF усилители
Для двухпортового радиочастотного усилителя S-параметры, на которых необходимо сосредоточиться, включают:
S₁₁ (коэффициент входного отражения): Указывает степень сопоставления между усилителем и импедансом источника (обычно 50 Ом);
S₂₁ (коэффициент передачи вперед): Представляет усиление усилителя, i . e ., отношение выходной мощности к входной мощности;
S₁₂ (коэффициент обратной передачи): Отражает изоляцию, которая представляет собой количество утечки сигнала от выходного конца до входного конца;
S₂₂ (коэффициент выходного отражения): Показывает степень сопоставления между усилителем и импедансом нагрузки (обычно 50 Ом) .
Ii . требуемое оборудование и тестовые аксессуары
Чтобы точно измерить S-параметры, необходимо следующее оборудование:
Векторный сетевой анализатор (VNA): Основной прибор, используемый для генерации прокатанных радиочастотных сигналов, измерьте амплитуду и фазу отраженных/передаваемых сигналов, и вычислить S-параметры .
Калибровочный комплект: Как правило, Solt (короткий, открытый, нагрузка, через) набор, используемый для калибровки VNA и устранения ошибок, вызванных кабелями, разъемами и тестовыми приспособлениями .
РЧ -кабели и разъемы: Низкий потери, высококачественные коаксиальные кабели, импеданс которого должен соответствовать системе (стандарт составляет 50 Ом), чтобы уменьшить потерю и отражение сигнала .
Матч склонности (необязательно): Пассивный компонент, используемый для комбинирования смещения постоянного тока (для питания усилителя) с помощью радиочастотных сигналов, гарантируя, что DC не входит в RF -порты VNA .
Аттенюатор (необязательно): Если выходная мощность усилителя высока, фиксированный аттенюатор может быть установлен в выходном порту для защиты приемника VNA от перегрузки .
Нагрузка (необязательно): Нагрузка на расторжение 50 Ом, используемая для тестирования стабильности или проверки выходов .
III . пошаговая процедура теста
1: Подготовьте усилитель и тестовую среду
Уточните спецификации усилителя: его диапазон рабочих частот, пределы ввода/выходной мощности, требования к смещению постоянного тока (напряжение/ток) и линейный диапазон (чтобы избежать ввода насыщения во время тестирования) .
Power the усилитель: используйте стабильный источник питания постоянного тока, чтобы обеспечить необходимое напряжение смещения/ток .
2: калибровать анализатор векторной сети (VNA)
Калибровка имеет решающее значение для устранения систематических ошибок в тестовой системе .
Подключите калибровочный комплект к VNA: используйте радиочастотные кабели с низкой потерий для подключения стандартов калибровки (короткая, открытая, нагрузка, через) к тестовым портам VNA (порт 1 и порт 2) .
Настройка программы калибровки VNA: выберите тип калибровки (e . g ., solt) и диапазон частот (сопоставление диапазона работы усилителя) .
Проверьте результаты калибровки: после калибровки проверьте, являются ли измерения VNA стандартов близки к идеальным значениям .
3: Подключите радиочастотный усилитель к тестовой системе
После калибровки подключите усилитель к VNA через калиброванные испытательные порты:
Входное соединение: подключите порт VNA к входному концу усилителя через тройку смещения и RF-кабель с низким потери .
Выходное соединение: подключите выходной конец усилителя к порту 2 VNA через другой RF -кабель ., если выходная мощность усилителя превышает максимальную входную мощность VNA, вставьте фиксированный аттенуатор между выходным концевым концом усилителя и портом 2 для защиты VNA .}}}}}}}}}}}
Защитите соединения: убедитесь, что все разъемы надлежащим образом затянуты (точные разъемы должны быть затянуты с помощью выделенного ключа), чтобы избежать плохого контакта или отражения .
4: Настройка VNA для измерения
Установите VNA, чтобы нацелиться на ключевые параметры усилителя:
Диапазон частот: Определите частоты начала и остановки, чтобы покрыть полосу рабочей частоты усилителя .
Уровень мощности: установите выходную мощность VNA в линейном рабочем диапазоне усилителя (чтобы избежать насыщения) . См. См. Свидетельство усилителя для его линейного диапазона мощности входной мощности .
Промежуточная полоса пропускания частоты (если BW): выберите промежуточную полосу пропускной способности, чтобы сбалансировать скорость измерения и шум .. Более узкая пропускная способность приводит к более низкому шуму, но более медленной скорости сканирования; Более широкая полоса пропускания ускоряет тестирование, но может ввести шум .
S-параметры, которые должны быть измерены: выберите интересующие параметры (S₁₁, S₂₁, S₁₂, S₂₂) .
5: выполните данные измерения и записи
Начните сканирование: инициировать частотное сканирование VNA .
Визуализируйте результаты: VNA будет отображать S-параметры в форме амплитуды (DB) и фазы (градусов), варьирующихся с частотой .
Сохранить и проанализировать данные: экспортировать данные (e . g ., в формате CSV или Touchstone) для последующей обработки (например, анализ стабильности и расчет плоскости усиления) .
IV . КЛЮЧЕВЫЕ СОСОБЩЕНИЕ
Возможность обработки электроэнергии: Никогда не превышайте максимальную оценку входной/выходной мощности усилителя, так как это может повредить устройство или VNA .
Стабильность: Для усилителей высокого усиления убедитесь, что настройка теста (включая кабели и нагрузки) не вводит положительную обратную связь, что может вызвать колебание и аннулировать измерение .
Калибровочная частотная охват: Калибровать VNA по всему диапазону частот, представляющий интерес, а не только часть ее, чтобы обеспечить точность измерения во всех точках частоты .
Следуя вышеуказанным шагам, S-параметры RF-усилителя могут быть точно охарактеризованы, предоставляя ключевые ссылки на производительность для таких приложений, как беспроводная связь, радар и спутниковые системы .