چگونه پارامترهای S را برای یک تقویت کننده RF آزمایش کنیم؟

 

آزمایش پارامترهای S از یک تقویت کننده RF یک فرآیند اصلی برای توصیف عملکرد آن است ، زیرا می تواند به طور کامل شاخص های کلیدی مانند ویژگی های تطبیق ورودی ورودی تقویت کننده ، عملکرد ، انزوا و ثبات را در محدوده فرکانس عملیاتی {. زیر یک راهنمای روال مفصلی برای این تست}}} 3 تجهیزات مورد نیاز {3 نشان دهد.

 

من . core s-parameters برای تست برای تقویت کننده های RF

برای یک تقویت کننده RF دو پورت ، پارامترهای S که باید روی آنها متمرکز شوند شامل موارد زیر است:

S₁₁ (ضریب بازتاب ورودی): میزان تطابق بین تقویت کننده و امپدانس منبع (به طور معمول 50Ω) را نشان می دهد.

S₂₁ (ضریب انتقال رو به جلو): نشان دهنده افزایش تقویت کننده ، i . E. ، نسبت توان خروجی به توان ورودی است.

S₁₂ (ضریب انتقال معکوس): منعکس کننده انزوا ، که میزان نشت سیگنال از انتهای خروجی تا انتهای ورودی است.

S₂₂ (ضریب بازتاب خروجی): درجه تطبیق بین تقویت کننده و امپدانس بار (معمولاً 50Ω). را نشان می دهد

 

II . تجهیزات مورد نیاز و لوازم جانبی تست

برای اندازه گیری دقیق پارامترهای S ، تجهیزات زیر مورد نیاز است:

آنالایزر شبکه وکتور (VNA): ابزار اصلی ، برای تولید سیگنال های RF با فرکانس جارو ، اندازه گیری دامنه و فاز سیگنال های منعکس شده/منتقل شده ، و محاسبه پارامترهای S .

کیت کالیبراسیون: به طور معمول یک کیت solt (کوتاه ، باز ، بار ، از طریق) ، برای کالیبراسیون VNA و از بین بردن خطاهای ناشی از کابل ها ، اتصالات و وسایل آزمایش . استفاده می شود.

کابل ها و اتصالات RF: کابل های کواکسیال با کیفیت پایین و با کیفیت بالا که امپدانس آنها باید با سیستم مطابقت داشته باشد (استاندارد 50Ω است) برای کاهش از دست دادن سیگنال و بازتاب {{3}

Bias Tee (اختیاری): یک مؤلفه منفعل که برای ترکیب تعصب DC (برای برقراری تقویت کننده) با سیگنال های RF استفاده می شود ، اطمینان حاصل می کند که DC وارد درگاه های RF VNA . نمی شود

ضعیف کننده (اختیاری): اگر قدرت خروجی تقویت کننده زیاد باشد ، می توان یک ضعف ثابت را در درگاه خروجی نصب کرد تا از گیرنده VNA از اضافه بار . محافظت کند

بار (اختیاری): یک بار خاتمه 50Ω ، برای آزمایش پایداری یا تأیید تطبیق خروجی {{1} استفاده می شود

 

III . روش تست مرحله به مرحله

1: تقویت کننده و محیط آزمایش را آماده کنید

مشخصات تقویت کننده را روشن کنید: دامنه فرکانس عملیاتی آن ، محدودیت های توان ورودی/خروجی ، نیازهای تعصب DC (ولتاژ/جریان) و دامنه خطی (برای جلوگیری از ورود اشباع در حین آزمایش) .

تقویت کننده: از یک منبع تغذیه پایدار DC برای تأمین ولتاژ تعصب مورد نیاز/جریان {{0} استفاده کنید

2: کالیبراسیون آنالایزر شبکه بردار (VNA)

کالیبراسیون برای از بین بردن خطاهای سیستماتیک در سیستم تست {{0} بسیار مهم است

کیت کالیبراسیون را به VNA وصل کنید: از کابل های RF با ضرر کم استفاده کنید تا استانداردهای کالیبراسیون (کوتاه ، باز ، بار ، از طریق) را به درگاه های تست VNA (پورت 1 و پورت 2).}} inse استفاده کنید.

برنامه کالیبراسیون VNA را تنظیم کنید: نوع کالیبراسیون (E . G.}} ، Solt) و دامنه فرکانس (تطبیق دامنه عملیاتی تقویت کننده) را انتخاب کنید.

نتایج کالیبراسیون را تأیید کنید: پس از کالیبراسیون ، بررسی کنید که آیا اندازه گیری VNA از استانداردها نزدیک به مقادیر ایده آل است {{0}

3: تقویت کننده RF را به سیستم تست وصل کنید

پس از کالیبراسیون ، تقویت کننده را از طریق درگاه های تست کالیبره شده به VNA وصل کنید:

اتصال ورودی: پورت VNA 1 را به انتهای ورودی تقویت کننده از طریق یک TEE BIAS و یک کابل RF با ضرر کم وصل کنید {{2} the Bias Tee قدرت DC را به انتهای ورودی تقویت کننده تزریق می کند در حالی که سیگنال RF را از طریق VNA.}}}

اتصال خروجی: انتهای خروجی تقویت کننده را به پورت VNA 2 از طریق کابل RF دیگر وصل کنید. اگر قدرت خروجی تقویت کننده از حداکثر توان ورودی VNA فراتر رود ، یک ضعف ثابت را بین انتهای خروجی تقویت کننده وارد کنید و درگاه 2 برای محافظت از VNA.}

اتصالات را ایمن کنید: اطمینان حاصل کنید که تمام اتصالات به درستی محکم شده اند (اتصالات دقیق باید با آچار اختصاصی سفت شوند) برای جلوگیری از تماس ضعیف یا بازتاب {{0}

4: VNA را برای اندازه گیری پیکربندی کنید

VNA را تنظیم کنید تا پارامترهای اصلی تقویت کننده را هدف قرار دهید:

دامنه فرکانس: فرکانس های شروع و توقف را برای پوشش باند فرکانس عامل تقویت کننده . تعریف کنید

سطح قدرت: قدرت خروجی VNA را در محدوده عملیاتی خطی تقویت کننده تنظیم کنید (برای جلوگیری از اشباع) . برای محدوده توان ورودی خطی خود به برگه داده تقویت کننده مراجعه کنید {{1}

پهنای باند فرکانس میانی (در صورت BW): پهنای باند فرکانس میانی را برای تعادل سرعت اندازه گیری و سر و صدا انتخاب کنید . یک پهنای باند باریک منجر به سر و صدای پایین تر اما سرعت اسکن کندتر می شود. پهنای باند وسیع تری تست را سرعت می بخشد اما ممکن است سر و صدای. را معرفی کند

پارامترهای S برای اندازه گیری: پارامترهای مورد علاقه (S₁₁ ، S₂₁ ، S₁₂ ، S₂₂) . را انتخاب کنید

5: داده های اندازه گیری و ضبط را انجام دهید

اسکن را شروع کنید: اسکن فرکانس VNA {{0} را شروع کنید

نتایج را تجسم کنید: VNA پارامترهای S را به شکل دامنه (DB) و فاز (درجه) با فرکانس . نشان می دهد.

داده ها را ذخیره و تجزیه و تحلیل کنید: داده ها را صادر کنید (E . G. ، در قالب CSV یا Touchstone) برای پردازش بعدی (مانند تجزیه و تحلیل پایداری و به دست آوردن محاسبه صاف) .

 

IV . ملاحظات اصلی

قابلیت کنترل برق: هرگز از حداکثر امتیاز توان ورودی/خروجی تقویت کننده تجاوز نکنید ، زیرا این ممکن است به دستگاه یا VNA {{0} آسیب برساند

ثبات: برای آمپلی فایرهای با افزایش بالا ، اطمینان حاصل کنید که تنظیم آزمایش (از جمله کابل ها و بارها) بازخورد مثبتی را معرفی نمی کند ، که می تواند باعث نوسان و بی اعتبار کردن اندازه گیری {1 1}}}

پوشش فرکانس کالیبراسیون: VNA را در کل دامنه فرکانس مورد علاقه ، نه فقط بخشی از آن ، برای اطمینان از صحت اندازه گیری در تمام نقاط فرکانس {{0}

 

با دنبال کردن مراحل فوق ، پارامترهای S تقویت کننده RF را می توان به طور دقیق مشخص کرد ، و منابع کلیدی عملکرد را برای برنامه هایی مانند ارتباطات بی سیم ، رادار و سیستم های ماهواره ای . ارائه می دهد.