Güç Amplifier Performansı Doğru Olarak Nasıl Test Edilir ve Ölçülebilir

Giriş Giriş Giriş

Güç yükselteçleri, ses ekipmanları, RF vericileri ve kablosuz iletişim ağlarını içeren geniş bir dizi sistemlerde kritik bileşenlerdir. Performansları doğrudan sinyale sahiplenme, sistem verimliliği ve genel güvenilirlik. Doğru test ve ölçüm, tasarım özelliklerini doğru bir şekilde yerine getirmek ve gerçek dünya koşullarındaki koşulları doğru bir şekilde yürütmektir.Bu kılavuz, güçlendirici performanslarını test etmek için doğru bir yaklaşım sunar, temel ölçümler, gerekli ekipman, detaylı prosedürler ve sonuçların yorumlanması.Bu yöntemleri takip ederek, mühendisler ve ölçümler, en iyi performanslarını ve uzun sürelerini doğru bir şekilde yerine getirebilir.

Anahtar Performans Metrikleri

Testten önce, yükseltici performansı tanımlayan temel ölçümleri anlamak önemlidir. Her bir metrik, belirli bir operasyon yönüne bilgi verir ve birleştirilmiş değerlendirme, yükselticinin kapasitesinin tam bir resmini sunar.

Kazanmak

[FONT:0)Gain[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜSİDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ

Verimlilik Verimliliği

[FONT=0)Efficiency[[Dönetici] ve [[Döneticileri DC giriş gücü, kullanılabilir sinyal gücü haline nasıl etkili hale getirir.[FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT

Linearity

[FONT=0)Linearity[[Dönetici], yükseltgenme (Dönersiz) veya yüksek çözünürlükte ses kalitesine müdahale edebilecek olan (Dönetici) yükselticileri (Dönergeler) olarak tanımlayarak, (P1) dB sıkıştırma noktası )[P1 dB)[P1 )

[FONT=0)Stability) yükseltilebilirlik, yükselteç veya önyargı durumundaki yüksek çözünürlükler için değildir.Stability analysis often include asiFLT:2).K-fayk [DDolt=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=

Temel Test Ekipmanı ve Kurulum

Doğru ölçümler uygun bir araçlama ve iyi hazırlanmış bir test ortamına bağlıdır. Aşağıdaki ekipman genellikle gereklidir:

• [FONT:0)Signal jeneratör - ayarlanabilir frekans ve amplifikasyon ile temiz, kalibre edilmiş giriş sinyalleri sağlar.
• [FONT:0)Oscilloskop[[Dönem: 1))[Dönder:))) - Zaman-bölge dalga gözlemi için, özellikle de klipler kontrol etmek, yüzükleme ve geçici yanıt için kullanışlı.
• [FONT:0]Spectrum analizörü[[Dönetici: 0,0)[Dönetici: harmonikler, intermodülasyon ve gürültü dahil frekans-bölge ölçümleri için gereklidir.
• [FONT=0)Vector ağ analizörü[Dönetici:0)) (VNA) - S-parametre ölçümleri için, kazanç, geri dönüş kaybı ve eşleme.
• [FONT=0)Power metre[DÜT:1) - Doğru RMS için, CN ve modlu sinyallerin doğru ölçüleri.
• [FONT:0)Multimeter[DÜT:1] - DC gerilimleri ve mevcutları verimlilik hesaplamaları için ölçmek.
• [FONT=0)Power tedarik[DÜT:1] - Gerekli DC gerilimi ve düşük ripple ile mevcut tedarik edilebilir.
• [FONT=0]Dummy yük[[Dönetici: 1)) – A non-inductive, yüksek güç dirençli (e.g., 50 ULL for RF) bu, yükselticinin tasarlanmış yük dürtüsünü eşleştirir.
• [FONT:0)Attenuators ve yönsel çifterler[Dön 1: 1 ) – Yüksek güçten test ekipmanlarını korumak ve örnek sinyallere ulaşmak.

Kombinasyona bağlanmaktan önce, tüm aletleri üreticinin talimatlarına göre ele geçirin. Frekans ve güç dahil edilen düzeylere göre gösterilen kablolar ve konektörler kullanın.Rektöre uygun şekilde önyargılı (eğer uygulanabilir) ve bu ısı bataklığı uzun bir test sırasında ısıyı önlemek için yeterlidir.

Step-by-Step Test Prosedürleri

1. Ölçme

Kombinasyon jeneratörü (veya amaçlanmış bir grup içinde bir frekans) ve P1dB (e.g., - 20 dBm çıktı amplifikatörü için jeneratörü monte edin. Uygun bir kablo üzerinden yükseltin ve gerekirse, aşırı sürücüyü aşırı yüklemeyi önlemek için ön test cihazı.

Giriş gücünü ölçmek (P_{)) yükselticinin giriş referans uçağı bir güç sayacı kullanıyor veya jeneratörün kalibre edilmesinden sonra hesaplanan çıktıyı ölçmek (P).}

2. Verimlilik

Verimlilik ölçüm için, hem RF çıktı gücüne hem de DC girişi gücüne ihtiyacınız var. İlk olarak, DC gücünü ölçmek için çok fazla bir yer kullanın (V_{) ve şu anki yükseltici (I).}

İstenen frekans ve güç seviyesinde sürekli bir dalga (P1dB'nin maksimum verimlilik için) RF çıktı gücü, kazanım testi ile ilgili olarak hesaplanabilir.[D)[Dönetici = P[DüzDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ)[DÜye Olmayanlar[DÜye Olmayanlar İçindekiler[Üye Olmayanlar İçindekiler)[Üye Olmayanlar İçindekiler[Üye Olmayanlar İçindekiler)

Verimliliğin çıktı gücü, önyargı koşulları ve frekansı ile değiştiğini unutmayın. Kombinasyon gücünü dinamik aralıklarında karakterize etmek için performansa karşı.

3. Linearity ve Distortion

One-dBComp Point

Planlanan frekansta çalışan yükselteçle, giriş gücünü küçük adımlarda artırın, başlangıçta, sabit bir şekilde elde edilir, bu nedenle çıktı gücü sabit bir şekilde yükselir (1 dB giriş → 1 dB çıktı). çıktı güçlerinden 1 dB'ye kadar çıktı gücü, P1dB olarak çıktı gücü artırın.Bu test bir sinyal jeneratörü ve bir güç sayacı kullanarak yapılabilir veya güç süpürücük modunda analiz eder.

Üçüncü Order Intermodulation (IM3 / IP3)

Multitone veya modlanmış sinyal testi için, iki sinyal jeneratörü yükselterek amplifikatör girişine bağlanır.İki tonları yakından uzaylı frekanslara (örneğin, 1 kHz, ses veya 1 MHz için ayrı RFD[DDDD) ve 2f[FLT: 5-f[Dönetici)[Döneticileri kontrol etmek için temel seviyeler için hesaplayabilir.[Dönetici:0[Dönemli güçle hesaplanabilir.

Harmonic Distortion

Kombinasyonda tek bir tonlu bir frekansta bir frekansta bir sinyal uygulayın.In the spektrum analizr, the power at the basic and at the second and third harmonik power. Convert to% THD using standard formulas forc together, 3f_)., vb.) İkinci harmonik demsiyon, temel ve ikinci harmonik güç arasındaki farkdır.

4. ölçüm Band genişliği

Frekans jeneratörünü düşük bir giriş seviyesine ayarlar (küçük imzalı). Sweep the frequency across the developer's intended range, ya manuel olarak veya bir ağ analizörü kullanarak. Her frekans adımda çıktı gücü kaydetmek. 3 dB genişlik, çıktı gücünün (kazandığı) üzerindeki frekansın en yüksek noktaya kıyasla 3 dB'den fazla düşmesi gerekir. Ayrıca, 1 dB veya 0,5'e kadar veya 0,5'e kadar dB veya 0,5'e kadar sabit olması gerekir.

5. Gürültü Şekil Ölçümü

Gürültü rakam, Y-faktörüntü kullanılarak bir gürültü kaynağı (örneğin, bir ENR diyot) ve bir spektrum analiz cihazı kullanılarak gürültü kaynağının amplifikasyonuna bağlanıp, belirtilen gürültü kaynağı ile elde edilmesi için kullanılan ses gücünü ölçebilir. Gürültü kaynağının Y-faşağı ve kaynağın aşırı gürültü oranını (ENR) kaynaktan hesaplanabilir.

6. Stability Test

Stability genellikle bir vektör ağı analizör kullanarak frekans ve çeşitli önyargı koşullarında S-parametreleri ölçmek için doğrulanır. K-faklar 1'den daha az ve {{'yi koşulsuz stabilite için 1'den daha az performans gösterir. ek olarak, yükselteçmiş bir hata veya adım girişini uygulayın ve oscillations, ringing veya gürültü patlamaları için çıktıyı inceler. Ayrıca farklı yüklerle test etmelidir (örneğin VSWR çevreler) amplifikatöre uygun bir ayar kullanarak bir ayarlayın.

Test Sonuçları ve Özellikleri

Tüm ölçümler tamamlandığında, yükselticinin veri tablosuna veya tasarım özelliklerine karşı sonuçları karşılaştırın. “iyi” bir performans için Anahtar kriteri:

• [FONT:0)Gain[DÜT:1] gruptaki belirli değerin ±1 dB'si içinde.
• [FONT=0]Efficiency[[Dönetici:0) Hedefi (örneğin, sınıf-AB yükselteçleri için P1dB'de% 40) toplantıya davet edilir.
• [FONT:0)P1dB[DDDDDDDD4][/FONT=0) beklenen aralıkta, genellikle tasarım hedefinin ±0.5 dB'si içinde.
• [FONT=0)OIP3[DÜT 1:0) P1dB'ye yeterince yüksek bir şekilde bağlı olarak (genellikle OIP3 = P1dB + 10 dB 15 dB iyi tasarlanmış yükselteçler için).
• [FONT=0)Harmonik distme[[[Dönetici 1] aşağıdaki düzenleyici veya uygulama sınırları (örneğin, ikinci harmonik için 30 dBc).
• [FONT:0]Noise figür[Dönemli değere yakın, özellikle LNA aşamaları için kritik.
• [FONT:0)Band genişlik[[Dönetici:0) en azından gerekli işletim aralığıyla, düzgün kazanç yanıtıyla buluşmak.
• [FONT:0) Tüm normal ve aşırı yük koşulları altında kullanılabilirlik).

Ölçülen değerler önemli ölçüde tasarlanırsa, kalibrasyon hataları için test kurulumunu kontrol edin, kablo kayıpları, yanlış eşleştirmeler veya önyargı sorunları.Rektörün ayarlanması veya onarımı olup olmadığını düşünün. Dokümanlar tüm ölçümler, ekran görüntüleri ve gelecekteki referanslar.

Ortak Test Pitfalls ve Them'dan Nasıl Kaçırılır

• [FONT:0)Improper uygun eşleştirme[Döner: 1)) - Tasarımdan farklı olan bir yük kullanarak (örneğin, 50 {{ yerine 75 {{) elde eder, güç ve verimlilik hataları sağlar.
• [0] Yeterli ısı battı [[Dönetici: 1 ) – Güç yükselteçleri önemli ısıyı bozar; aşırı ısıyı elde edebilir, damlaları kazanır ve kalıcı hasarlar meydana gelebilir. uzun testler sırasında ısı yönetimi planı ve monitör sıcaklığı kullanın.
• [FONT=0]Oscillations ve istikrarsızlık[Dönetici: 1) Parasitic oscillations yanlış yüksek güç okumaları veya distort ölçümlerini verebilir.Profil tones için bir spektrum analizörü ile çıktı kontrol edin.
• [[Dönetici ve bağlantı kayıpları[Dönetici:0)[Döneticileri) - Yüksek frekanslı kablolar doğrudan kaybı ölçmüş, yükselteçmişlileri daha az kazanç elde etmek için ortaya koyar.
• [FONT:0)Signal jeneratör harmonikler[Dönetici: 1) Kaynak kendi harmoniklere sahipse, onları amplifikatöre doğru düzgün bir şekilde dönüştürebilirsiniz.
• [FONT:0)Ground loops ve gürültü[Dönler: 1) Bu, gürültü rakam gibi düşük seviyeli ölçümler yozlaşmış olabilir. Tek noktalı zemin kullanın, izole güç malzemeleri ve mümkün olan dengeli bağlantılar.
• [FONT:0) Kombinasyona gidene göre, yükselticinin güvenli aralığının ötesinde giriş seviyelerinde test etmek, maskelerin gerçek küçük imzalı performansına neden olabilir. Her zaman düşük giriş sinyali ile başlayın ve yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş

Sonuç ve En İyi Uygulamalar

Güç yükseltici performansı doğru bir planlama, doğru ekipman ve sistematik infaz kombinasyonudur. Anahtar ölçümlerini anlamak için - yineleme, verimlilik, lineerlik, bantlama, gürültü rakam ve kararlılık - tasarım zayıflıklarını tespit edebilir ve yükselteçlerin amaçlanan özellikleri yerine getirmesini sağlar.Her zaman kalibreli aletler testlerden önce, çevresel koşullar (sıcak, nem), ve çift kontrol bağlantıları.Bir üretim veya bakım döngüsünün bir parçası olarak düzenli testler performans bozulmaya yardımcı olur.

Daha fazla okuma için, uygulama notlarını, [[FONTD:0)Keysight'ın Güç Ampiksiyon Test Kılavuzu) olarak kabul edilen yüksek performanslı yükselteç ve operasyon temelini oluşturan güvenilir ölçümler için dikkate alınacaktır.