Hoe de S-parameters testen op een RF-versterker?

 

Het testen van de S-parameters van een RF-versterker is een kernproces voor het karakteriseren van de prestaties, omdat deze volledig belangrijke indicatoren kan weerspiegelen, zoals de input-output-matching-kenmerken van de versterker, winstprestaties, isolatie, isolatie en stabiliteit binnen de operationele frequentiebereik . De volgende is een gedetailleerde proceduregids voor deze test, inclusief de belangrijkste overwegingen en beschrijvingen .}} De volgende is een gedetailleerde procedures voor deze test, de volgende procedures voor deze test, de volgende procedures voor deze test, de volgende procedures voor deze test is een gedetailleerde procedures voor deze test, de volgende procedures voor deze test.

 

I . kern S-parameters die moeten worden getest op RF-versterkers

Voor een RF-versterker met twee poorten zijn de S-parameters waarop moet worden gefocust op:

S₁₁ (input reflectiecoëfficiënt): Geeft de mate van matching aan tussen de versterker en de bronimpedantie (meestal 50Ω);

S₂₁ (voorwaartse transmissiecoëfficiënt): Vertegenwoordigt de versterking van de versterker, i . e ., de verhouding van uitvoervermogen tot invoervermogen;

S₁₂ (reverse transmissiecoëfficiënt): Weerspiegelt de isolatie, die de hoeveelheid signaal is die lekt van het uitgangsuiteinde naar het invoeruiteinde;

S₂₂ (output reflectiecoëfficiënt): Toont de bijpassende graad tussen de versterker en de belastingimpedantie (meestal 50Ω) .

 

II . Vereiste apparatuur en testaccessoires

Om S-parameters nauwkeurig te meten, is de volgende apparatuur nodig:

Vector Network Analyzer (VNA): Het kerninstrument, dat wordt gebruikt om geveegde frequentie RF-signalen te genereren, de amplitude en fase van gereflecteerde/verzonden signalen te meten en s-parameters te berekenen .

Kalibratiekit: Typisch een solt (kort, open, laden, door) kit, gebruikt om het VNA te kalibreren en fouten te elimineren veroorzaakt door kabels, connectoren en testarmaturen .

RF -kabels en connectoren: Lage verlies, hoogwaardige coaxkabels waarvan de impedantie moet overeenkomen met het systeem (standaard is 50Ω) om signaalverlies en reflectie te verminderen .

Bias tee (optioneel): Een passieve component die wordt gebruikt om DC -bias te combineren (voor het voeden van de versterker) met RF -signalen, zodat DC niet de RF -poorten van de VNA . invoert

Verzwakker (optioneel): Als het uitgangsvermogen van de versterker hoog is, kan een vaste verzwakker worden geïnstalleerd bij de uitvoerpoort om de ontvanger van de VNA te beschermen tegen overbelasting .

Laden (optioneel): Een 50Ω -beëindigingsbelasting, gebruikt voor stabiliteitstests of het verifiëren van uitvoer matching .

 

III . stap-voor-stap testprocedure

1: Bereid de versterker- en testomgeving voor

Verduidelijk de versterkerspecificaties: het werkfrequentiebereik, input/output vermogenslimieten, DC bias -vereisten (spanning/stroom) en lineair bereik (om te voorkomen dat verzadiging tijdens het testen wordt ingevoerd) .

De versterker voeden: gebruik een stabiele DC -voeding om de vereiste bias -spanning/stroom . te bieden

2: Kalibreer de vectornetwerkanalysator (VNA)

Kalibratie is cruciaal voor het elimineren van systematische fouten in het testsysteem .

Sluit de kalibratiekit aan op het VNA: gebruik lage verlies RF-kabels om kalibratienormen te verbinden (kort, open, laden, door) met de testpoorten van de VNA (poort 1 en poort 2) .

Stel het VNA -kalibratieprogramma in: selecteer het kalibratietype (e . g ., solt) en frequentiebereik (overeenkomen met het werkbereik van de versterker) .

Controleer de kalibratieresultaten: controleer na kalibratie of de metingen van de VNA van de normen dicht bij ideale waarden zijn .

3: Verbind de RF -versterker met het testsysteem

Sluit na de kalibratie de versterker aan op het VNA via de gekalibreerde testpoorten:

Invoeraansluiting: Verbind VNA-poort 1 met het ingangseinde van de versterker via een bias-T-shirt en een RF-kabel met een laag verlies . De bias tee injecteert DC-vermogen in het ingangseinde van de versterker terwijl het RF-signaal van de VNA . injecteert.

Uitgangsverbinding: Sluit het uitgangseinde van de versterker aan op VNA -poort 2 via een andere RF -kabel . Als het uitgangsvermogen van de versterker het maximale ingangsvermogen van het VNA overschrijdt, voegt u een vaste verzwakking in tussen het uitgangseinde van de versterker en poort 2 om het VNA . te beschermen}

Beveilig de verbindingen: zorg ervoor dat alle connectoren correct zijn vastgedraaid (precisie -connectoren moeten worden vastgedraaid met een speciale sleutel) om slecht contact of reflectie te voorkomen .

4: Configureer het VNA voor meting

Stel het VNA in om de belangrijkste parameters van de versterker te richten:

Frequentiebereik: definieer de start- en stopfrequenties om de werkfrequentieband van de versterker te dekken .

Stroomniveau: stel het uitvoervermogen van het VNA in het lineaire werkbereik van de versterker (om verzadiging te voorkomen) . Raadpleeg het gegevensblad van de versterker voor het lineaire invoervermogensbereik .

Gemiddeld frequentiebandbreedte (if BW): selecteer de tussenliggende frequentiebandbreedte om meetsnelheid en ruis te balanceren . Een smallere bandbreedte resulteert in lagere ruis maar langzamere scansnelheid; Een bredere bandbreedte versnelt testen, maar kan ruis introduceren .

S-parameters die moeten worden gemeten: selecteer de parameters van interesse (S₁₁, S₂₁, S₁₂, S₂₂) .

5: Voer de meet- en registratiegegevens uit

Start de scan: initiëren de frequentiescan van de VNA .

Visualiseer de resultaten: het VNA zal de S-parameters weergeven in de vorm van amplitude (db) en fase (graden) variërend met frequentie .

Bewaar en analyseer de gegevens: exporteer de gegevens (e . g ., in CSV- of Touchstone -indeling) voor daaropvolgende verwerking (zoals stabiliteitsanalyse en winst -berekening) .

 

IV . Sleuteloverwegingen

Power Handling -mogelijkheden: Overschrijdt nooit de maximale invoer/uitvoervermogen van de versterker, omdat dit het apparaat of de VNA . kan beschadigen

Stabiliteit: Voor versterkers met high-gain, zorg ervoor dat de testinstelling (inclusief kabels en ladingen) geen positieve feedback introduceert, wat oscillatie kan veroorzaken en de meting . zou kunnen veroorzaken

Kalibratiefrequentiedekking: Kalibreer het VNA over het gehele frequentiebereik van interesse, niet alleen een deel ervan, om de meetnauwkeurigheid te garanderen op alle frequentiepunten .

 

Door de bovenstaande stappen te volgen, kunnen de S-parameters van de RF-versterker nauwkeurig worden gekarakteriseerd, waardoor belangrijke prestatiereferenties worden geboden voor toepassingen zoals draadloze communicatie, radar en satellietsystemen .