Bagaimana untuk menguji S-Parameter untuk penguat RF?

 

Menguji S-parameter penguat RF adalah proses teras untuk mencirikan prestasinya, kerana ia dapat sepenuhnya mencerminkan penunjuk utama seperti uji ukur ample, yang diperlukan .

 

I . teras s-parameter yang akan diuji untuk penguat RF

Untuk penguat RF dua port, parameter S yang perlu difokuskan termasuk:

S₁₁ (pekali refleksi input): Menunjukkan tahap pemadanan antara penguat dan impedans sumber (biasanya 50Ω);

S₂₁ (pekali penghantaran ke hadapan): Mewakili keuntungan penguat, i . e ., nisbah kuasa output ke kuasa input;

S₁₂ (pekali penghantaran terbalik): Mencerminkan pengasingan, iaitu jumlah isyarat yang bocor dari hujung output ke hujung input;

S₂₂ (pekali refleksi output): Menunjukkan tahap yang sepadan antara penguat dan impedans beban (biasanya 50Ω) .

 

II . Peralatan dan aksesori ujian yang diperlukan

Untuk mengukur secara tepat S-parameter, peralatan berikut diperlukan:

Penganalisis Rangkaian Vektor (VNA): Instrumen teras, yang digunakan untuk menghasilkan isyarat RF frekuensi, mengukur amplitud dan fasa isyarat yang dicerminkan/ditransmisikan, dan mengira S-parameter .

Kit Penentukuran: Biasanya kit solt (pendek, terbuka, beban, melalui), digunakan untuk menentukur VNA dan menghapuskan kesilapan yang disebabkan oleh kabel, penyambung, dan lekapan ujian .

Kabel dan penyambung RF: Kabel sepaksi berkualiti rendah yang berkualiti tinggi yang impedansnya mesti sepadan dengan sistem (standard adalah 50Ω) untuk mengurangkan kehilangan isyarat dan refleksi .

Bias Tee (Pilihan): Komponen pasif yang digunakan untuk menggabungkan kecenderungan DC (untuk menggerakkan penguat) dengan isyarat RF, memastikan bahawa DC tidak memasukkan port RF VNA .

Attenuator (pilihan): Jika kuasa output penguat adalah tinggi, attenuator tetap boleh dipasang di port output untuk melindungi penerima VNA dari beban .

Beban (Pilihan): Beban penamatan 50Ω, digunakan untuk ujian kestabilan atau mengesahkan pemadanan output .

 

III . prosedur ujian langkah demi langkah

1: Sediakan persekitaran penguat dan ujian

Jelaskan spesifikasi penguat: julat kekerapan operasi, had kuasa input/output, keperluan bias DC (voltan/arus), dan julat linear (untuk mengelakkan memasukkan tepu semasa ujian) .

Kuasa Penguat: Gunakan bekalan kuasa DC yang stabil untuk memberikan voltan bias yang diperlukan/arus .

2: Kalibrasi Penganalisis Rangkaian Vektor (VNA)

Penentukuran adalah penting untuk menghapuskan kesilapan sistematik dalam sistem ujian .

Sambungkan kit penentukuran ke VNA: Gunakan kabel RF yang rendah untuk menyambungkan piawaian penentukuran (pendek, terbuka, beban, melalui) ke port ujian VNA (port 1 dan port 2) .

Sediakan program penentukuran VNA: Pilih jenis penentukuran (e . g ., solt) dan julat kekerapan (memadankan julat operasi penguat) .

Sahkan hasil penentukuran: Selepas penentukuran, periksa sama ada pengukuran VNA dari piawaian adalah dekat dengan nilai ideal .

3: Sambungkan penguat RF ke sistem ujian

Selepas penentukuran, sambungkan penguat ke VNA melalui port ujian yang dikalibrasi:

Sambungan input: Sambungkan port VNA 1 ke hujung input penguat melalui tee bias dan kabel RF yang rendah . Bias tee menyuntik kuasa DC ke hujung input penguat sambil menghantar isyarat RF dari VNA .

Sambungan Output: Sambungkan hujung output penguat ke port VNA 2 melalui kabel RF yang lain . Jika kuasa output penguat melebihi kuasa input maksimum VNA, masukkan attenuator tetap antara ujung output penguat dan port 2 untuk melindungi VNA .

Selamatkan sambungan: Pastikan semua penyambung diketatkan dengan betul (penyambung ketepatan harus diperketatkan dengan sepana yang berdedikasi) untuk mengelakkan hubungan yang lemah atau refleksi .

4: Konfigurasikan VNA untuk pengukuran

Sediakan VNA untuk menyasarkan parameter utama penguat:

Julat Kekerapan: Tentukan frekuensi permulaan dan hentikan untuk menutup jalur kekerapan operasi penguat .

Tahap Kuasa: Tetapkan kuasa output VNA dalam julat operasi linear penguat (untuk mengelakkan ketepuan) . Rujuk kepada lembaran data penguat untuk julat kuasa input linear .

Bandwidth Frekuensi Perantaraan (Jika BW): Pilih jalur lebar frekuensi pertengahan untuk mengimbangi kelajuan pengukuran dan bunyi . jalur lebar yang lebih sempit menghasilkan bunyi yang lebih rendah tetapi kelajuan pengimbasan yang lebih perlahan; jalur lebar yang lebih luas mempercepatkan ujian tetapi boleh memperkenalkan bunyi .

S-Parameter yang akan diukur: Pilih parameter minat (s₁₁, s₂₁, s₁₂, s₂₂) .

5: Lakukan data pengukuran dan rekod

Mulakan imbasan: Mulakan imbasan frekuensi VNA .

Visualisasikan hasilnya: VNA akan memaparkan S-parameter dalam bentuk amplitud (db) dan fasa (darjah) yang berbeza-beza dengan kekerapan .

Simpan dan analisis data: Eksport data (e . g ., dalam format CSV atau sentuh) untuk pemprosesan berikutnya (seperti analisis kestabilan dan mendapatkan pengiraan kebosanan) .

 

IV . Pertimbangan utama

Keupayaan pengendalian kuasa: Jangan sekali -kali melebihi penarafan kuasa input/output maksimum penguat, kerana ini boleh merosakkan peranti atau VNA .

Kestabilan: Untuk penguat tinggi, pastikan persediaan ujian (termasuk kabel dan beban) tidak memperkenalkan maklum balas positif, yang boleh menyebabkan ayunan dan membatalkan pengukuran .

Perlindungan kekerapan penentukuran: Kalibrasi VNA ke atas keseluruhan kekerapan kepentingan, bukan hanya sebahagian daripadanya, untuk memastikan ketepatan pengukuran di semua titik kekerapan .

 

Dengan mengikuti langkah-langkah di atas, parameter S-parameter penguat RF dapat dicirikan dengan tepat, memberikan rujukan prestasi utama untuk aplikasi seperti komunikasi tanpa wayar, radar, dan sistem satelit .