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如何快速准确地进行放大器增益压缩等参数的测量

2020年03月29日 16:06 次阅读

基于AV3672系列矢量网络分析仪的放大器增益压缩测量应用(S86选件)仅需一次设置,一次连接,一次校准就可以得到放大器在频域的所有增益压缩参数(包括压缩点的输入功率,压缩点的输出功率,压缩点的增益等)和线性参数(包括线性增益,输入匹配,输出匹配等)。

如何快速准确地进行放大器增益压缩等参数的测量

简介

在所有射频和微波系统中几乎都要用到放大器,放大器更是通信、雷达或卫星转发系统中不可或缺的组成部分。如此普遍的应用使放大器测量为工程师们所熟知,在平时的测量中,我们关注较多的是其线性参数,诸如增益和回波损耗,输入和输出功率等,但是当放大器的输入功率超过一定值之后,它的工作状态也在发生变化,比如增益下降,谐波增大,互调增大等,如果不注意这一点会对系统的设计带来麻烦甚至毁灭性的破坏,因此,诸如稳定性、增益压缩、功率效率和失真测量越来越引起工程师们的重视,本文主要介绍中电仪器研制的AV3672系列矢量网络分析仪中放大器增益压缩测量功能如何快速准确地进行放大器增益压缩等参数的测量。

基于AV3672系列矢量网络分析仪的大功率输出(部分频段典型值+17dBm)和丰富的先进校准技术(包括源和接收机功率校准,SOLT,TRL,非插入校准和Ecal等)开发的放大器增益压缩测量选件,所采用的二维扫描技术克服了传统测量方法只能点频测量的缺陷,极大地提高了测量效率,通过功率校准和误差修正,使测量结果更加准确。仅需一次设置,经过向导校准,连接被测件,就可以得到放大器在所有设置频点的增益压缩参数和线性参数。

表1、压缩参数表

通过一次测量,即可得到全部频点的压缩点,并且可以将压缩点的输入功率,输出功率,增益等信息一次显示出来。每条轨迹都支持幅度,相位,史密斯圆图,极坐标等多种格式的显示。通过压缩参数与线性S参数的对比,可以看出放大器在线性区和饱和区的工作状态发生了哪些改变。如果要获得更多的参数,可以选择增加轨迹,来获得更多信息。

测量步骤

1、测量设置

按[测量]→[测量类],在窗口中选择增益压缩,点击确定进入增益压缩测量模式。点击增益压缩设置,弹出设置窗口,按顺序进行频率-功率-压缩设置。

频率设置说明:

扫描类型选择线性扫描即可,在数据获取模式栏,如果想要快速扫描,可以选择智能扫描,如果要得到完备的扫描数据,可以选择在频率点上扫功率或者在功率点上扫频率模式,模式的选择不影响测量结果,不同扫描模式针对高级用户进行个性化测量。扫描设置根据放大器的工作范围设置起始-终止频率,增加扫描点数和减小中频带宽可以提高测量精度,但是会增加测量时间。

图2、频率设置

功率设置说明:

输入端口设置:线性输入功率值确保放大器在该输入功率下工作在线性区。其他设置可以保持默认即可。

输出端口设置:保持默认即可。

功率扫描设置:在起始功率-终止功率范围覆盖放大器的工作线性区和压缩点。可以通过增加功率点数来减小功率扫描步进,但是会增加测量时间。

图3、功率设置

压缩设置说明:

五种压缩方法可供选择,通过参数配置满足各种特殊情况的测试需求。对于普通功率放大器测量,选择默认设置即可。

图4、压缩设置

2、校准

AV3672系列矢量网络分析仪采用可视化向导校准,按照示意图和文字说明进行向导校准即可。中电仪器已推出USB电子校准件和USB功率探头,可以大大缩短校准时间和减少连接次数。

图5、校准过程

3、测量结果显示和保存

校准完成后连接被测件,新建轨迹即可获得表1内的所有参数,包括线性参数和压缩参数。测量完成后可以按[文件]→[另存为]将测试数据本地保存为图片或者数据表,也可以通过连接网络直接发送至其他设备。也可以保存为校准文件,在下次测量时直接装载,不需要再次进行设置和校准。如下图表示一个放大器增益压缩测量曲线,上图为压缩参数,下图为线性参数。

图6、增益压缩测量轨迹

以上即为应用AV3672系列矢量网络分析仪进行放大器增益压缩测量的全部过程。该功能彻底改变了以前需要通过手动改变输入功率记录增益值,然后再进行复杂的数据处理求解压缩点的历史。现在只需要进行简单设置,一次向导校准,即可得到放大器在整个工作频率的所有压缩参数和线性参数,仅需要几十分钟即可完成以前近一天的工作量,而且高级的数据获取模式和优化的压缩方法,配以高精度的校准,大大提高了测量的准确度。

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