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

基于AV3672系列矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀的放大器增益壓縮測量應用(S86選件)僅需一次設置，一次連接，一次校準就可以得到放大器在頻域的所有增益壓縮參數(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(xiàn)性參數(包括線(xiàn)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中幾乎都要用到放大器，放大器更是通信、雷達或衛星轉發(fā)系統中不可或缺的組成部分。如此普遍的應用使放大器測量為工程師們所熟知，在平時(shí)的測量中，我們關(guān)注較多的是其線(xiàn)性參數，諸如增益和回波損耗，輸入和輸出功率等，但是當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，互調增大等，如果不注意這一點(diǎn)會(huì )對系統的設計帶來(lái)麻煩甚至毀滅性的破壞，因此，諸如穩定性、增益壓縮、功率效率和失真測量越來(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量功能如何快速準確地進(jìn)行放大器增益壓縮等參數的測量。

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)校準技術(shù)(包括源和接收機功率校準，SOLT，TRL，非插入校準和Ecal等)開(kāi)發(fā)的放大器增益壓縮測量選件，所采用的二維掃描技術(shù)克服了傳統測量方法只能點(diǎn)頻測量的缺陷，極大地提高了測量效率，通過(guò)功率校準和誤差修正，使測量結果更加準確。僅需一次設置，經(jīng)過(guò)向導校準，連接被測件，就可以得到放大器在所有設置頻點(diǎn)的增益壓縮參數和線(xiàn)性參數。

表1、壓縮參數表

通過(guò)一次測量，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，極坐標等多種格式的顯示。通過(guò)壓縮參數與線(xiàn)性S參數的對比，可以看出放大器在線(xiàn)性區和飽和區的工作狀態(tài)發(fā)生了哪些改變。如果要獲得更多的參數，可以選擇增加軌跡，來(lái)獲得更多信息。

測量步驟

1、測量設置

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

頻率設置說(shuō)明：

掃描類(lèi)型選擇線(xiàn)性?huà)呙杓纯?，在數據獲取模式欄，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據，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量結果，不同掃描模式針對高級用戶(hù)進(jìn)行個(gè)性化測量。掃描設置根據放大器的工作范圍設置起始-終止頻率，增加掃描點(diǎn)數和減小中頻帶寬可以提高測量精度，但是會(huì )增加測量時(shí)間。

圖2、頻率設置

功率設置說(shuō)明：

輸入端口設置：線(xiàn)性輸入功率值確保放大器在該輸入功率下工作在線(xiàn)性區。其他設置可以保持默認即可。

輸出端口設置：保持默認即可。

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

圖3、功率設置

壓縮設置說(shuō)明：

五種壓縮方法可供選擇，通過(guò)參數配置滿(mǎn)足各種特殊情況的測試需求。對于普通功率放大器測量，選擇默認設置即可。

圖4、壓縮設置

2、校準

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

圖5、校準過(guò)程

3、測量結果顯示和保存

校準完成后連接被測件，新建軌跡即可獲得表1內的所有參數，包括線(xiàn)性參數和壓縮參數。測量完成后可以按[文件]→[另存為]將測試數據本地保存為圖片或者數據表，也可以通過(guò)連接網(wǎng)絡(luò )直接發(fā)送至其他設備。也可以保存為校準文件，在下次測量時(shí)直接裝載，不需要再次進(jìn)行設置和校準。如下圖表示一個(gè)放大器增益壓縮測量曲線(xiàn)，上圖為壓縮參數，下圖為線(xiàn)性參數。

圖6、增益壓縮測量軌跡

以上即為應用AV3672系列矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀進(jìn)行放大器增益壓縮測量的全部過(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)行復雜的數據處理求解壓縮點(diǎn)的歷史?，F在只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單設置，一次向導校準，即可得到放大器在整個(gè)工作頻率的所有壓縮參數和線(xiàn)性參數，僅需要幾十分鐘即可完成以前近一天的工作量，而且高級的數據獲取模式和優(yōu)化的壓縮方法，配以高精度的校準，大大提高了測量的準確度。