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1dB增益压缩点的基本测试方法(基于频谱仪的手动测试方法)

2022-06-06 射频学堂 阅读:
Test Card 今天要给大家分享的是关于1dB增益压缩点的基本测试方法,众所周知,现代矢量网络分析仪往往具有功率扫描的功能,可以非常方便地测出1dB增益压缩点。不过今天介绍的是基于频谱仪的手动测试方法,这也是非常流行的测试方法。

 TMLednc

 
1给出了使用频谱仪测试P1dB的连接示意图,其整体思路是:信号源从输出小功率开始,以合适的步进逐步递增,同时记录每一次调整功率时频谱仪的测试结果,将频谱仪测得的功率减去信号源设置的功率作为DUT的测试增益,当测试增益降低1dB时,便可以确定P1dB.

TMLednc

1. P1dB测试连接示意图TMLednc

具体操作步骤如下:
Step 1. 按照图1方式进行测试组网,衰减器是否需要取决于DUT本身的输出功率,而且选择时也要考虑功率容量是否满足要求。如果DUT输入、输出VSWR不好,可以考虑在前后各引入一个衰减器。
Step 2. 信号源输出一个较小的功率,确保DUT工作在近似线性区域,此时要保证信号源的射频开关没有打开。
Step 3. 确保整个链路功率满足安全条件下,打开DUT和信号源输出开关,并记录此时信号源的设置功率和频谱仪测得的功率,即(Pin, Pout),并计算测试增益(Pout-Pin)
Step 4. 以一定的步进逐步增大信号源的输出功率,记录相应的功率值,并计算各个测试增益。P1dB的确定需要一个迭代过程,在迭代初期,功率步进可以设置大一些,这属于粗调。到了迭代后期,功率步进可以小一些,进入细调阶段。
不断调整信号源输出功率,直到测试增益与初始测试增益相差1dB,这表明DUT已经压缩,并且当前增益比线性增益低了1dB
Step 5. 虽然上一步已经达到1dB增益压缩状态,但是信号源设置功率和频谱仪测得功率还不是P1dB对应的输入和输出功率,因为链路上还有线缆等附件的影响。
去掉放大器,直接使用频谱仪测试放大器输入侧的功率即为P1dB,in,频谱仪测得的功率补偿DUT输出端的链路损耗即为P1dB,out
以上就是基于频谱仪测试P1dB的具体步骤。下面思考一个问题,测试之前是否需要按照图2方式进行功率标定?

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2. 激励信号功率校准示意图TMLednc

可以做功率标定,但不是必须的,不进行功率标定也能得到准确的测试结果。
功率标定主要用于确定信号源输出经线缆等附件后的功率,确保馈入DUT的功率是精确已知的。如果不进行功率标定,如何保证测试结果呢?
假设信号源的输出功率线性度是非常好的,即不管信号源输出多少功率,设定值与实际输出值之间的偏差是固定的,下面用Poffset表示。
1次测试时,信号源输出功率为Pin,1,则DUT输出功率为
Pout,1 = Pin,1 + Poffset - Lin + G1 - Lout
式中,Lin Lout分别表示DUT前后的损耗,G1表示在当前激励功率下的增益。
实操时将按照如下公式确定DUT增益。
GDUT,1 Pout,1 -Pin,1 Poffset - Lin + G1 - Lout
类似地,第n次测试时,信号源输出功率为Pin,n,则DUT输出功率为
Pout,n = Pin,n + Poffset Lin + Gn - Lout
式中,Gn表示在当前激励功率下的增益。
n次测试得到的增益为
GDUT,n = Pout,n - Pin,n = Poffset - Lin + G- Lout
将第1次和第n次的增益测试结果相减可得
GDUT,1 - GDUT,n = G1-Gn
上式表明DUT实际增益的变化,与实操时计算的测试增益变化是一致的,因此,即使不进行功率校准,依然可以准确确定DUT1dB增益压缩点。
值得一提的是,以上推导是基于信号源输出功率线性度非常好的前提假设。幸运的是,大部分商用信号源的功率线性度都是不错的。
以上就是要给大家分享的内容,重点是思路,希望对大家有所帮助~
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