Medições rápidas e precisas de intermodulação passiva (PIM)

A configuração de teste exclusiva baseada em controle automático de nível (ALC) que utiliza o analisador de rede vetorial R&S®ZVA e os amplificadores de banda larga R&S®BBA150 proporciona resultados precisos e reproduzíveis com um tempo de teste mínimo.

Medições rápidas e precisas de intermodulação passiva (PIM)

Sua tarefa

Em níveis de potência muito elevados, a intermodulação passiva (PIM) pode ocorrer em dispositivos como, por exemplo, cabos, conectores e filtros (duplex). Por exemplo, em sistemas de comunicações sem fio modernos, o PIM é uma grande preocupação em transceptores de estação rádio base, onde a frequência dos sinais de PIM podem coincidir com a frequência do trajeto do receptor do filtro duplex, reduzindo a sensibilidade do receptor. Portanto, é fundamental testar o PIM dos filtros duplex durante a produção. As medições de PIM requerem que dois tons sejam aplicados ao dispositivo que está sendo testado (DUT), varridos preferencialmente em frequência e potência. As configurações de teste multi-instrumento convencionais baseadas em geradores de sinal e analisadores de espectro fornecem funcionalidade limitada e requerem esforço de programação para controlar e alinhar os instrumentos. As soluções baseadas em um analisador de rede de origem única também requerem um gerador externo de sinal e oferecem configurações de medição muito limitadas.

Outro desafio é a necessidade de fornecer sinais estáveis em elevados níveis de potência. Os efeitos de estabilização térmica dos amplificadores de potência causam variações na potência de saída, as quais devem ser resolvidas para garantir que a potência estável e calibrada seja aplicada ao DUT. Para evitar danos ao equipamento de teste e ao DUT, os amplificadores devem ser desligados e ligados novamente ao conectar ou desconectar o DUT. No entanto, após ligar os amplificadores, um determinado período de tempo deve se passar para recuperar um estado operacional estabilizado. Sabendo que é difícil prever quanto tempo é necessário para obter um funcionamento estável, e levando em consideração que a velocidade é crucial em um ambiente de produção, não é desejável aguardar até que os amplificadores de potência tenham atingido a condição de funcionamento estável.

Menu de configuração da medição de intermodulação do ZVA
Menu de configuração da medição de intermodulação do R&S®ZVA
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Solução de teste e medição

Usar o analisador de rede vetorial de quatro portas R&S®ZVA com suas duas fontes internas possibilita gerar dois tons de compensação de frequência que podem ser varridos rapidamente com um único instrumento. A opção de software de conversão de frequência R&S®ZVA-K4 contém um menu de medição de intermodulação para configurar de forma eficiente a configuração de teste para as medições com varredura de potência ou frequência.

Os dois tons são aplicados aos amplificadores de banda larga R&S®BBA150 para gerar os altos níveis de potência necessários. Oferecendo frequências de até 6 GHz e potência de saída de 15 W a 200 W, esses amplificadores são ideais para realizar medições de PIM.

Menu de configuração do controle automático de nível (ALC) do ZVA
Menu de configuração do controle automático de nível (ALC) do R&S®ZVA
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A base para fornecer sinais de teste precisos e estáveis ao DUT é a função de controle automático de nível (ALC) do R&S®ZVA. O ALC controla de forma precisa e independente as potências de saída de origem dos dois tons nas portas 1 e 3 usando os níveis de potência medidos nos receptores de referência das portas associadas. Isso resulta em um ajuste extremamente rápido da potência de saída no plano de referência (no DUT) dentro do curto período de tempo de estabilização do ALC. O ALC possibilita resolver os problemas dos períodos de estabilização térmica e de potência, bem como a variação da potência de saída do amplificador. As medições podem ser iniciadas diretamente após conectar o DUT, e o tempo do teste é reduzido de minutos para normalmente menos de um segundo por varredura. O rendimento da produção pode ser aumentado significativamente. Em muitos casos, os valores padrão da função ALC são suficientes, fornecendo um intervalo mínimo de 0,1 dB de tolerância de estabilização. Se necessário, os parâmetros do ALC podem ser definidos individualmente para oferecer suporte a requisitos de teste específicos.

Durante a calibração de potência inicial, as potências geradas pelas fontes internas são correlacionadas com os níveis de potência medidos nos receptores de referência associados e com a potência desejada entregue no plano de referência. Para as medições de PIM em filtros duplex para transceptores de estação de base, por exemplo, esta solução única pode ser configurada para fornecer o nível de potência necessário de até +47 dBm ao DUT. Usando os parâmetros de teste e os componentes descritos nesta brochura de aplicação, uma faixa dinâmica ampla inigualável de até –168 dBc a 43,5 dBm (1 Hz IF) em cerca de 2 GHz fica disponível. Ela pode ser aumentada em mais 10 dB usando o acesso direto do receptor.

Configuração de teste com o ZVA e dois amplificadores BBA150 para um menor tempo de teste e maior precisão
Configuração de teste com o R&S®ZVA e dois amplificadores R&S®BBA150 para um menor tempo de teste e maior precisão
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Resumo

O desempenho do teste de PIM depende essencialmente do tempo de estabilização (térmica) dos amplificadores de potência, que por sua vez exercem impacto sobre a precisão de nível, a estabilidade e o tempo de teste. O R&S®ZVA de quatro portas com suas duas fontes internas e controle automático de nível (ALC), em conjunto com os amplificadores de banda larga R&S®BBA150, fornece uma solução única para medições de PIM extremamente rápidas, altamente precisas e reproduzíveis.

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