平衡矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試的技巧分析
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R&S ZVx-K6選件是一種概念全新的技術(shù)，并且獲得了多項專利。該公司已經(jīng)在多種有源器件上進(jìn)行了實驗驗證，發(fā)現(xiàn)該方法得出的增益壓縮點結(jié)果和“虛擬”方法相比，確實有一定差距。圖1就是一個典型的例子，這個實驗采用R&S ZVA40網(wǎng)絡(luò)分析儀，在兩種模式下分別測試一個2GHz的
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201612/334214.htm微波單片集成MMIC(monolithic-microwave-integrated-circuit)放大器。可以看出，在小信號(線性)的情況下，兩種方法的測量結(jié)果一樣，但是在放大器處于壓縮狀態(tài)(大信號)的情況下，兩種方法的測量結(jié)果有明顯差異。采用真差分激勵測得的增益，比采用虛擬方法的結(jié)果提前4dB出現(xiàn)壓縮，并且最大增益的測量結(jié)果也要低0.5dB。
這種新技術(shù)的改進(jìn)(優(yōu)點)有如下三方面：
1.目前差分放大器在手機(jī)、智能電話、數(shù)據(jù)卡和其他移動設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。但是這些器件目前大多采用虛擬方法來測試(由于以前還沒有真差分測試技術(shù))。也就意味著目前測得的器件特性并不正確。
2.如果器件實際出現(xiàn)壓縮的功率，比廠商標(biāo)注的要低(因為廠商目前都用虛擬方法測試)，也就意味著現(xiàn)在的很多放大器都處于壓縮(過載)狀態(tài)下工作，其實際互調(diào)產(chǎn)物要比設(shè)計值高很多。
3.采用虛擬方法設(shè)計生產(chǎn)手機(jī)的廠商，目前必須“功率回退”技術(shù)，才能達(dá)到理想的線性功率性能。
然而采用“功率回退”技術(shù)意味著需要更多(或輸出功率更高)的有源器件，才能達(dá)到指定的輸出功率，可能需要重新設(shè)計整個發(fā)射機(jī)部分。
當(dāng)然，如果能更精確的測試出平衡器件的特性，器件、系統(tǒng)廠商就可以在產(chǎn)品出廠之前(而不是在使用中出現(xiàn)問題之后)，設(shè)計出理想的性能和工作條件。
用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分析儀測量差分(平衡)器件時，儀器只能產(chǎn)生單端激勵，通過數(shù)學(xué)計算，把測得的單端S參數(shù)轉(zhuǎn)化為差分S參數(shù)。儀器并沒有用差分信號去激勵被測件，而是把它當(dāng)成一個單端器件來測量的。然后使用測得的單端S參數(shù)，計算出混合模S參數(shù)。由于沒有使用真實的差分信號去激勵被測件，這種虛擬方法的精度難以保證。這種方法的精度在小信號(線性)狀態(tài)下尚可，但是在大信號(非線性)狀態(tài)下，難以保證。
當(dāng)有源器件處于大信號激勵下，其非線性特性逐步顯露(通常用1dB或3dB壓縮點來衡量)，這時采用傳統(tǒng)虛擬方法測量有源器件，就很難得到理想的結(jié)果。例如用虛擬法測得某個放大器的1dB壓縮點比實際值偏高，如果用這個參數(shù)去指導(dǎo)設(shè)計，則設(shè)計出的放大器就可能會于過載狀態(tài)，從而產(chǎn)生很多非線性產(chǎn)物。然而，以前網(wǎng)絡(luò)分析儀只能提供虛擬方法，因為網(wǎng)絡(luò)分析儀控制其輸出的兩路信號源的幅度和相位的技術(shù)極其復(fù)雜。
羅德與施瓦茨公司開發(fā)的這項新技術(shù)，首次實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出真正差分信號，用來激勵射頻微波平衡器件，其最高頻率高達(dá)40GHz。該方法基于專利控制的技術(shù)，控制兩路內(nèi)部源的幅度和相位，以及專利的差分矢量校準(zhǔn)技術(shù)。R&S ZVA(2、3、4端口網(wǎng)絡(luò)分析儀)或該公司的ZVT(多端口網(wǎng)絡(luò)分析儀)內(nèi)部的兩路源可以產(chǎn)生幅度相同，相位差為0度或180度的信號，其相位差的不確定度小于1度。用這組差分信號激勵被測件，可以直接測出差模或共模響應(yīng)，經(jīng)過矢量修正，直接得出混合模S參數(shù)。
傳統(tǒng)的虛擬方法工作原理如下：在每一個頻點，網(wǎng)絡(luò)分析儀的1端口輸出一個單端激勵，在2、3、4端口測量傳輸分量，在1端口測量反射分量，然后分別再用2、3、4端口輸出單端激勵信號，重復(fù)上述測試?？梢缘贸?6個單端S參數(shù)(S11到S44)，再用這16個參數(shù)計算出混合模S參數(shù)Sxxyy。但是對于非線性器件，儀器的1端口和2端口不能輸出激勵信號，因此不能再現(xiàn)被測件在實際工作狀態(tài)下的性能。
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