測量器件功率和增益的方法

RF晶體管和RF集成電路上的功率測量的復雜性日益增大。在高功率設備性能測量中，最重要的是測量飽和功率，由于很難用CW技術(shù)來(lái)評估參數，它通常在脈沖狀態(tài)下測試。本文介紹的方法消除了用于測量的經(jīng)典方法中的某些重大缺點(diǎn)。該方法無(wú)需外部個(gè)人電腦，只使用了RohdeSchwarz公司的一些SMIQ信號發(fā)生器，并利用了如同高動(dòng)態(tài)范圍峰值計量器一樣工作的FSP信號分析儀的一些鮮為人知的性能。

通過(guò)使用線(xiàn)跡算術(shù)運算(trace math)和標記，可以在一直到設備飽和功率級的任何一個(gè)壓縮級直接讀取增益和功率。對一個(gè)來(lái)自Freescale半導體為UMTS頻段(模式MW4IC2230MB)而設計的高增益LDMOS電源RF集成電路進(jìn)行測量顯示了該方法的優(yōu)點(diǎn)。

飽和功率是一個(gè)重要的設備或放大器特性，因為數字預矯正系統常常被用來(lái)線(xiàn)性化多載波蜂窩基站功率放大器。飽和功率通?？闯墒乔爸醚a償功率放大器可能的最大輸出功率。即使LDMOS設備比雙級晶體管更強健，要測量高CW功率級仍然困難。實(shí)際上，自熱式設備幾乎不可能產(chǎn)生準確和可復驗的測量。這樣的結果是，通常采用脈沖信號完成飽和功率的測量。典型地，使用具有脈沖輸入的信號產(chǎn)生器和具有兩個(gè)感應器的峰值功率計量器。于是，設備的輸入功率會(huì )得到增加，部分輸出功率與輸入功率之比可在PC的幫助下得出。

然而，該方法的準確度有限。雙通道峰值RF功率計量器要求兩個(gè)感應器在給定的動(dòng)態(tài)范圍內運作以獲得更佳的準確度。假如測試工作臺設計適當，該條件很容易實(shí)現?？墒侨绻粶y器件(DUT)有高增益，比如象多級RF集成電路，就會(huì )出現另一個(gè)錯誤源：感應器不能在校準(當被測器件被穿透基準取代)和測量期間，在同一動(dòng)態(tài)范圍內運作。因而，在測量結果和工作臺被校準的功率級別之間，存在相互依賴(lài)性。

測試工作臺

測試臺(圖1)使用一個(gè)與SMIQ RF信號發(fā)生器“脈沖”輸入相連接的脈沖發(fā)生器。為了在功率掃描模式中使用SMIQ，功率掃描必須與信號分析器中的時(shí)基掃描同步。幸好，當與二極管檢測器和類(lèi)似XY模式濾波鏡的顯示器相關(guān)聯(lián)時(shí)，這一類(lèi)信號發(fā)生器具有可以被用作純量網(wǎng)絡(luò )分析儀(SNA)的特性。在SMIQ的后部面板上，有幾個(gè)帶有功率掃描斜線(xiàn)以驅動(dòng)濾波鏡的X軸的BNC連接器，以及校準顯示器X軸的標記。既然這樣，“標記”的輸出被當作信號分析器的觸發(fā)信號來(lái)使用。

SMIQ的“標記”輸出與一根BNC電纜相連，連接到FSP的“外部觸發(fā)器”輸出?！皹擞?”設置為“掃描開(kāi)始”值，SMIQ的RF輸出與一個(gè)可變衰減器相連。這樣，DUT輸入上的功率等級可以在不改變信號產(chǎn)生器中掃描過(guò)程的“開(kāi)始”和“停止”值的情況下被調整。