Crie seu próprio amplificador “inteligente” de baixo ruído

Compense componentes externos utilizando seus parâmetros S e o R&S®FSW-K544

Sua tarefa

Em muitos aplicativos, os componentes personalizados são conectados ao instrumento de medição (por exemplo, um analisador de sinais) para adaptá-lo perfeitamente a uma tarefa de medição específica. Exemplos típicos são cabos (muito longos para conectar um DUT distante), filtros (para bloquear componentes de sinal forte que limitam a sensibilidade da medição) e amplificadores de baixo ruído (LNA) que aumentam a sensibilidade do equipamento de medição. A maioria desses componentes reside em analisadores avançados de sinal e espectro ou podem ser encomendados e integrados como hardware opcional (por exemplo, um LNA, também chamado de pré-amplificador).

Componentes integrados, no entanto, são sempre uma compensação. Em um LNA, é preciso compensar largura de banda, ganho, ruído de fase e correspondência. É claro que uma compensação nunca é um ajuste perfeito para uma aplicação específica. Portanto, para medir a ruído de fase de um amplificador de ponta, pode ser necessário um LNA adicional para aumentar a sensibilidade do instrumento. Em contraste com um LNA incorporado, pode ser necessário um ganho muito alto e uma correspondência perfeita, mas apenas em um intervalo de frequência muito pequeno, por exemplo, de 1,5 GHz a 2 GHz, enquanto os componentes incorporados geralmente cobrem todo o intervalo de frequência do instrumento, por exemplo, de 2 Hz até 67 GHz ou mais.

Configuração de medição de ruído de fase com LNA específico de aplicação adicional
Configuração de medição de ruído de fase com LNA específico de aplicação adicional
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A solução da Rohde & Schwarz

A Rohde & Schwarz recomenda encontrar o componente externo que se adequa perfeitamente à sua aplicação e adicioná-lo à configuração de medição. Com um componente adicional na medição, você deve se certificar de que o resultado da medição caracterize o DUT, mas não o componente. Sendo assim, como você pode compensar a influência desse componente externo, ou seja, sua resposta de ganho e frequência?

O analisador de espectro e sinal R&S®FSW, bem como muitos outros instrumentos e pacotes de software Rohde & Schwarz (como, por exemplo, o software explorador de sinais vetoriais R&S®VSE), oferece correção de resposta de frequência definida pelo usuário (opção R&S®FSW-K544 no R&S®FSW). Essa opção aplica um filtro que compensa quaisquer respostas de frequência dadas, incluindo perda ou ganho constante.

Nesse exemplo com um LNA externo, meça os parâmetros S deste dispositivo utilizando um analisador de rede vetorial (VNA), verificando se o LNA funciona no seu intervalo linear e exporta os dados para um arquivo Touchstone. Importe o arquivo Touchstone (arquivo s2p, por exemplo) para a opção R&S®FSW-K544 e aplique a correção. Seus resultados de medição exibidos, por exemplo, no R&S®FSW aparecerão como se o LNA externo fosse um componente integrado no R&S®FSW.

É possível até mesmo uma conexão em série de componentes. A opção de software do R&S®FSW-K544 combinará os parâmetros de dispersão

de diversos componentes ou até mesmo a correspondência entrada/saída do instrumento com o DUT, se necessário. Para integrar seu LNA ou componente na configuração de medição e compensar completamente a resposta de frequência, faça o seguinte:

Etapa 1: meça o componente em um VNA e exporte um arquivo Touchstone que contenha os parâmetros S de duas portas.

Etapa 2: importe o arquivo Touchstone para o R&S®FSW-K544 e ative a correção de resposta de frequência definida pelo usuário.

Etapa 3: meça seu DUT com quaisquer aplicativos de medição do R&S®FSW, com seus componentes completamente compensados.

A correção de resposta de frequência definida pelo usuário permite que você torne todos os seus componentes “inteligentes” simplesmente disponibilizando seus parâmetros S.

Caracterização e compensação do LNA adicional
Caracterização e compensação do LNA adicional
Resultados da medição
Resultados da medição