AV3672系列矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀應(yīng)用之一 放大器增益壓縮測(cè)量

基于AV3672系列矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的放大器增益壓縮測(cè)量應(yīng)用(S86選件)僅需一次設(shè)置，一次連接，一次校準(zhǔn)就可以得到放大器在頻域的所有增益壓縮參數(shù)(包括壓縮點(diǎn)的輸入功率，壓縮點(diǎn)的輸出功率，壓縮點(diǎn)的增益等)和線性參數(shù)(包括線性增益，輸入匹配，輸出匹配等)。

簡(jiǎn)介

在所有射頻和微波系統(tǒng)中幾乎都要用到放大器，放大器更是通信、雷達(dá)或衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)中不可或缺的組成部分。如此普遍的應(yīng)用使放大器測(cè)量為工程師們所熟知，在平時(shí)的測(cè)量中，我們關(guān)注較多的是其線性參數(shù)，諸如增益和回波損耗，輸入和輸出功率等，但是當(dāng)放大器的輸入功率超過(guò)一定值之后，它的工作狀態(tài)也在發(fā)生變化，比如增益下降，諧波增大，互調(diào)增大等，如果不注意這一點(diǎn)會(huì)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)麻煩甚至毀滅性的破壞，因此，諸如穩(wěn)定性、增益壓縮、功率效率和失真測(cè)量越來(lái)越引起工程師們的重視，本文主要介紹中電儀器研制的AV3672系列矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中放大器增益壓縮測(cè)量功能如何快速準(zhǔn)確地進(jìn)行放大器增益壓縮等參數(shù)的測(cè)量。

基于AV3672系列矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的大功率輸出(部分頻段典型值+17dBm)和豐富的先進(jìn)校準(zhǔn)技術(shù)(包括源和接收機(jī)功率校準(zhǔn)，SOLT，TRL，非插入校準(zhǔn)和Ecal等)開(kāi)發(fā)的放大器增益壓縮測(cè)量選件，所采用的二維掃描技術(shù)克服了傳統(tǒng)測(cè)量方法只能點(diǎn)頻測(cè)量的缺陷，極大地提高了測(cè)量效率，通過(guò)功率校準(zhǔn)和誤差修正，使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。僅需一次設(shè)置，經(jīng)過(guò)向?qū)?zhǔn)，連接被測(cè)件，就可以得到放大器在所有設(shè)置頻點(diǎn)的增益壓縮參數(shù)和線性參數(shù)。

表1、壓縮參數(shù)表

通過(guò)一次測(cè)量，即可得到全部頻點(diǎn)的壓縮點(diǎn)，并且可以將壓縮點(diǎn)的輸入功率，輸出功率，增益等信息一次顯示出來(lái)。每條軌跡都支持幅度，相位，史密斯圓圖，極坐標(biāo)等多種格式的顯示。通過(guò)壓縮參數(shù)與線性S參數(shù)的對(duì)比，可以看出放大器在線性區(qū)和飽和區(qū)的工作狀態(tài)發(fā)生了哪些改變。如果要獲得更多的參數(shù)，可以選擇增加軌跡，來(lái)獲得更多信息。

測(cè)量步驟

1、測(cè)量設(shè)置

按[測(cè)量]→[測(cè)量類(lèi)]，在窗口中選擇增益壓縮，點(diǎn)擊確定進(jìn)入增益壓縮測(cè)量模式。點(diǎn)擊增益壓縮設(shè)置，彈出設(shè)置窗口，按順序進(jìn)行頻率-功率-壓縮設(shè)置。

頻率設(shè)置說(shuō)明：

掃描類(lèi)型選擇線性掃描即可，在數(shù)據(jù)獲取模式欄，如果想要快速掃描，可以選擇智能掃描，如果要得到完備的掃描數(shù)據(jù)，可以選擇在頻率點(diǎn)上掃功率或者在功率點(diǎn)上掃頻率模式，模式的選擇不影響測(cè)量結(jié)果，不同掃描模式針對(duì)高級(jí)用戶進(jìn)行個(gè)性化測(cè)量。掃描設(shè)置根據(jù)放大器的工作范圍設(shè)置起始-終止頻率，增加掃描點(diǎn)數(shù)和減小中頻帶寬可以提高測(cè)量精度，但是會(huì)增加測(cè)量時(shí)間。

圖2、頻率設(shè)置

功率設(shè)置說(shuō)明：

輸入端口設(shè)置：線性輸入功率值確保放大器在該輸入功率下工作在線性區(qū)。其他設(shè)置可以保持默認(rèn)即可。

輸出端口設(shè)置：保持默認(rèn)即可。

功率掃描設(shè)置：在起始功率-終止功率范圍覆蓋放大器的工作線性區(qū)和壓縮點(diǎn)?？梢酝ㄟ^(guò)增加功率點(diǎn)數(shù)來(lái)減小功率掃描步進(jìn)，但是會(huì)增加測(cè)量時(shí)間。

圖3、功率設(shè)置

壓縮設(shè)置說(shuō)明：

五種壓縮方法可供選擇，通過(guò)參數(shù)配置滿足各種特殊情況的測(cè)試需求。對(duì)于普通功率放大器測(cè)量，選擇默認(rèn)設(shè)置即可。

圖4、壓縮設(shè)置

2、校準(zhǔn)

AV3672系列矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀采用可視化向?qū)?zhǔn)，按照示意圖和文字說(shuō)明進(jìn)行向?qū)?zhǔn)即可。中電儀器已推出USB電子校準(zhǔn)件和USB功率探頭，可以大大縮短校準(zhǔn)時(shí)間和減少連接次數(shù)。

圖5、校準(zhǔn)過(guò)程

3、測(cè)量結(jié)果顯示和保存

校準(zhǔn)完成后連接被測(cè)件，新建軌跡即可獲得表1內(nèi)的所有參數(shù)，包括線性參數(shù)和壓縮參數(shù)。測(cè)量完成后可以按[文件]→[另存為]將測(cè)試數(shù)據(jù)本地保存為圖片或者數(shù)據(jù)表，也可以通過(guò)連接網(wǎng)絡(luò)直接發(fā)送至其他設(shè)備。也可以保存為校準(zhǔn)文件，在下次測(cè)量時(shí)直接裝載，不需要再次進(jìn)行設(shè)置和校準(zhǔn)。如下圖表示一個(gè)放大器增益壓縮測(cè)量曲線，上圖為壓縮參數(shù)，下圖為線性參數(shù)。

圖6、增益壓縮測(cè)量軌跡

以上即為應(yīng)用AV3672系列矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行放大器增益壓縮測(cè)量的全部過(guò)程。該功能徹底改變了以前需要通過(guò)手動(dòng)改變輸入功率記錄增益值，然后再進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理求解壓縮點(diǎn)的歷史?，F(xiàn)在只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)置，一次向?qū)?zhǔn)，即可得到放大器在整個(gè)工作頻率的所有壓縮參數(shù)和線性參數(shù)，僅需要幾十分鐘即可完成以前近一天的工作量，而且高級(jí)的數(shù)據(jù)獲取模式和優(yōu)化的壓縮方法，配以高精度的校準(zhǔn)，大大提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。