Kako testirati S-parametre za RF pojačalo?

 

Ispitivanje S-parametara RF pojačala je osnovni proces za karakterizaciju njegovih performansi, jer može u potpunosti odražavati ulazne pojaseve, kao što su pojačane karakteristike, izolacija i stabilnost unutar frekvencije radne frekvencije za ovaj test, uključujući ključna razmatranja i opise potrebne opreme .

 

I . Core S-Parametri koji se testiraju za RF pojačala

Za dvo-port RF pojačalo, S-Parametri koji trebaju biti fokusirani na uključenost:

S₁₁ (koeficijent ulaznog refleksije): Označava stepen podudaranja između pojačala i impedancije izvora (obično 50ω);

S₂₁ (naprijed koeficijent prijenosa): Predstavlja dobitak pojačala, i . e {., omjer izlazne snage za ulaznu snagu;

S₁₂ (koeficijent obrnutog prijenosa): Odražava izolaciju, što je količina curenja signala iz izlaza na kraju ulaza;

S₂₂ (koeficijent refleksije izlaza): Prikazuje odgovarajuću stepenu između pojačala i impedance opterećenja (obično 50ω) .

 

II . Potrebna oprema i ispitni pribor

Da biste precizno mjerili S-parametre potrebna je sljedeća oprema:

Vektorski mrežni analizator (VNA): Osnovni instrument, koji se koristi za generiranje pomiješanih RF signala, izmerite amplitudu i fazu reflektiranih / prenesenih signala i izračunajte S-parametre .

Kalibracioni komplet: Tipično Solt (kratki, otvoreni, opterećeni, probirni centar), koji se koristi za kalibraciju VNA i uklanjanje grešaka uzrokovanih kablovima, konektorima i testnim učvršćenjima .

RF kablovi i konektori: Niski gubici, visokokvalitetni koaksijalni kablovi čija impedancija moraju odgovarati sistemu (standard je 50ω) za smanjenje gubitka signala i refleksije .

Bias Tee (neobavezno): Pasivna komponenta koja se koristi za kombiniranje DC pristranosti (za uključivanje pojačala) sa RF signalima, osiguravajući da DC ne uđe u RF priključke VNA .

Atenuator (neobavezno): Ako je izlazna snaga pojačala visoka, na izlaznom priključku može se instalirati fiksno prigušivač kako bi zaštitio prijemnik VNA od preopterećenja.

Opterećenje (neobavezno): Opterećenje prekida od 50ω, koje se koristi za testiranje stabilnosti ili provjeru podudaranja izlaza .

 

III . Postupak postupka korak po korak

1: Pripremite pojačalo i testno okruženje

Razjasnite specifikacije pojačala: Njegov radni raspon frekvencija, ulazno / izlazna snaga snage, DC pristranosti (napon / struja) i linearni raspon (kako bi se izbjeglo ulazak u zasićenje tokom testiranja) .

Podignite pojačalo: Koristite stabilnu DC napajanje za pružanje potrebnog napona / struje / struje .

2: Kalibrirajte vektorsku mrežnu analizator (VNA)

Kalibracija je ključna za uklanjanje sistematskih grešaka u testnom sistemu .

Povežite kalibracijski komplet u VNA: Koristite RF kablove sa niskim gubicima da biste povezali standarde kalibracije (kratkih, otvorenih, opterećenja, kroz testne portove VNA (port 1 i port 2) .) .) .

Postavljanje programa kalibracije VNA: Odaberite vrstu kalibracije (E {. g ., solt) i frekvencijski raspon (podudaranjem raspona pojačala) .

Provjerite resurse kalibracije: Nakon kalibracije provjerite jesu li mjerenja VNA-e u blizini u blizini idealnih vrijednosti .

3: Spojite RF pojačalo na testni sistem

Nakon kalibracije, povežite pojačalo na VNA putem kalibriranih testnih portova:

Ulazna veza: Priključite VNA port 1 na ulaznu kraj pojačala putem pristranosti i malog gubitka RF kabla . pristranost ubrizgavanja DC napajanja u ulaznu kraj pojačala dok odašilješ RF signal iz VNA .

Izlazni kraj pojačala pojačala na VNA port 2 putem drugog RF kabla . ako izlazna snaga pojačala prelazi maksimalnu ulaznu snagu VNA, umetnite fiksni prigušivač između izlaznog kraja pojačala i porta 2 da biste zaštitili VNA .

Osigurajte veze: Osigurajte da su svi konektori pravilno zategnuti (precizni konektori trebaju zategnuti sa namjenskim ključem) kako bi se izbjegao loš kontakt ili refleksija .

4: Konfigurirajte VNA za mjerenje

Podesite VNA da biste ciljali ključne parametre pojačala:

Raspon frekvencije: Definirajte frekvencije starta i zaustavljanja za pokrivanje operativnog frekvencijskog pojačala pojačala .

Razina snage: Podesite izlaznu snagu VNA unutar linearnog radnog opsega pojačala (da biste izbjegli zasićenost) . Pogledajte pojačalo list za linearni ulazne snage .

Srednja frekvencijsku propusnost (ako BW): Odaberite srednju širinu pojaseva frekvencija da biste taloželi mjernu brzinu i buku . uža propusnost rezultira nižim bukom, ali sporijom brzine skeniranja; Šira propusnost ubrzava testiranje, ali može uvesti buku .

S-Parametri za mjerenje: Odaberite parametre interesa (S₁₁, S₂₁, S₁₂, S₂₂) .

5: Izvršite podatke o mjerenju i snimanje

Započnite skeniranje: Pokrenite frekvencijsku skeniranje VNA .

Vizualizirajte rezultate: VNA će prikazati S-parametre u obliku amplitude (dB) i faze (stupnjeva) koji variraju s frekvencijom .

Spremite i analizirajte podatke: Izvezite podatke (E . g ., u CSV ili Format Touchstone) za naknadnu obradu (kao što je analiza stabilnosti i dobivanje proračuna ravnanja) .

 

IV . Ključna razmatranja

Mogućnost rukovanja napajanjem: Nikada ne prelazite maksimalnu ulaznu / izlazni odnos pojačala, jer to može oštetiti uređaj ili VNA .

Stabilnost: Za visokobojne pojačale, osigurajte da testno podešavanje (uključujući kablove i opterećenja) ne uvodi pozitivne povratne informacije, što bi moglo uzrokovati osciliranje i poništiti mjerenje .

Pokrivanje frekvencije kalibracije: Kalibrirajte VNA preko cjelokupnog frekvencijskog raspona interesa, a ne samo dio toga, kako bi se osigurala tačnost mjerenja na svim frekvencijskim bodovima .

 

Slijedeći gore navedene korake, S-Parametri pojačala RF mogu se tačno okarakterisati, pružajući ključne reference performansi za aplikacije kao što su bežična komunikacija, radarska i satelitska sistema.