放大器参数测量方法.pdf
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用矢量网络分析仪对放大器性能进行分析放大的测器试指标:线性可以分指标测为两类试和非线性指标测试。线性指S参数标的测的测量分析试基于,采用仪常规矢量网络完成。对于非线性,传统指标的测试方频谱加信号仪方测试案采用源法,但这种方案:1)无法有很多实现同、扫功。缺点2)率测试步扫频不能进行相位测量AM/PM)测,如幅量。度相位转化(端口匹配特性测量端口匹配特的S11与S2性主要2参数。如端口1的S1测试端1口参数等于反b1与入a1之比射信号射信号:S11参数也可称。S11为复为输入,工程数上通常反射因用回子波损(RL)和驻耗(VSWR)波比来表达端口。S11与这的匹配两个程度参数的关系如下:回波RL=损耗-20log(r),其r=|S11|中驻波比以上两个参数与S11的换算由仪器自动完成,用户只需要在[Format]菜单中选择[dBMag]->回波损耗,[SWR]->驻波比,就可以显示相应的测试曲线。矢量网络分析仪提供轨迹统计功能[TraceSTatistics],可自动显示轨迹的最大值、最小值和峰-峰值,并且可以通过设置[EvalRange],来调整统计频率范围。该功能对带限器件(如滤波器)的带内指标测试非常有用。在电路设计的过程中,精确输入阻抗信息对于设计人员更为重要。比如:在手机板设计中,设计人员要精确测试前端放大器的输入、输出阻抗,然后根据输入、输出阻抗信息设计对应的匹配网络,达到手机的最大功率发射和最佳的整机灵敏度。输入阻抗与S11的关系如下:,其中Z0=50Ω用户通过选择[Format]键中的[Smith]菜单显示阻抗测试轨迹,通过设置Marker可以方便的测得每一频点对应的输入电抗和电阻。另外矢量网络分析仪,能模拟在输入、输出端口加上虚拟的匹配网络之后整个网络的性能。该功能大大简化了设计人员的工作量,无需实际的电路调整,就能预测调整后的DUT性能。用户通过选择[Mode]菜单中的[VirtualTransform]来激活该功能。传输参数测量除了端口匹配特性的测量,放大器前向放大和反向隔离特性也可分别由测试S21和S12得到。前向的传输参数S21等于在端口2测得前向功率b2与端口1的激励功率a1的比值:而放大器的增益等于S21绝对幅度的对数值:增益Gain=反向的传输参数S12等于在端口1测得反向功率b1与端口2的激励功率a2的比值:而放大器的反向隔离度等于S12绝对幅度的对数值:隔离度IsolatiON=-20log(|S12|)用户只需分别设置S21和S12的显示格式为dB([format]->[dBMag]),放大器增益和隔离度即可同时显示在ZVB上。功率压缩特性测量功率压缩特性的测试主要用来衡量待测件(DUT)的线性度。对于放大器的测试,工程上通常采用输出功率1dB压缩点(P1dB)来表征该特性。P1dB的定义为:随着输入功率的增加,放大器的增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值,如图1所示。矢量网络分析仪不仅可以测量参数随频率变化的曲线还可以测量参数随输入功率变化的曲线。内置信号源可以提供非常大的功率扫描范围,其典型值为60dB,而且60dB的功率扫描范围完全由电子衰减器来实现而非采用传统的机械步进衰减器。机械式衰减器的幅度可重复度较差且使用寿命较短,所以特别适合测试有源器件的功率压缩特性。矢量网络分析仪提供多通道(Channel)的测试功能,不同的通道可以设置不同的扫描方式,所以可以在一个通道内设置频率扫描用于测试S参数,而在另一通道内设置成功率扫描用于测量功率压缩特性,这样调试人员就可以在调试放大器S参数的同时,观察放大器P1dB的变化。用户可通过[Chanselect]键,选择[AddChannel+Trace+DiagArea]菜单来增加一个测试通道,然后选择[Sweep]键中的[Sweeptype]菜单,选择[Power]就可以进行功率扫描测试。另外在轨迹统计功能[TraceStatistics]中提供了自动寻找增益压缩点的功能[CompressionPoint],方便用户快速读值。谐波测量随着激励功率的增加,放大器将进入非线性工作区,不仅会出现输出功率压缩现象,还会出现非线性频率分量。这些新的频率输出分量多为输入频率的整数倍,称为谐波分量。设计人员往往比较关心的是输入基波分量与谐波分量的幅度差值,因为幅度差越大,意味着在同样的直流输入功率情况下,更多的功率转换为所需的基波功率,而非谐波功率,也可视为提高