Испытания ВЧ-компонентов

Задачи, связанные с оптимизацией конструкции и валидацией усилителей

Испытания усилителей мощности проводятся на различных этапах от изготовления пластины до окончательной интеграции в конкретную систему.

Этап проектирования: валидация и оптимизация

На этапе проектирования усилителей мощности требуются валидация и оптимизация различных ключевых аспектов:

• Валидация рабочих характеристик: на первом этапе необходимо проверить базовые рабочие характеристики усилителя, чтобы гарантировать его надежную работу согласно спецификации. Для анализа точности измерения сигналов проверяются такие расширенные характеристики, как линейность и модуляционные искажения. Данная процедура включает в себя проверку эффективности механизмов улучшения рабочих характеристик (например, линеаризация с помощью цифровых предыскажений), которые помогают сводить к минимуму искажения в сложных схемах модуляции.
• Энергоэффективность: при испытаниях усилителей энергоэффективность находится в центре внимания, т. к. она является главным фактором конкурентоспособности и имеет решающее значение для успеха продукта на рынке. Эффективные усилители способствуют увеличению времени работы аккумулятора в портативных устройствах и снижению эксплуатационных затрат в элементах инфраструктуры.
• Оптимизация конструкции: здесь проводятся анализ и совершенствование технологических решений, заложенных в основу проекта, включая подбор оптимальной технологии полупроводников для конкретной области применения. Данная процедура также включает в себя исследование и точную настройку топологий схемы (например, Догерти) в целях достижения оптимальных рабочих характеристик.
• Конструкция усилителей мощности Догерти: благодаря своей особой архитектуре усилители Догерти обладают широкими способностями к повышению эффективности, особенно при усилении сигналов с высокими пик-факторами. Для определения характеристик и оптимизации усилителей Догерти требуются расширенные испытательные решения, позволяющие точно регулировать амплитуду и фазу входных сигналов для усилителей несущей частоты и усилителей с ВЧ-коррекцией, чтобы оптимизировать взаимодействие и анализировать совместную работу этих усилителей. Эффективные испытания конструкции усилителей Догерти необходимы для достижения высокой эффективности и надежности современных систем связи.

Этап производства: обеспечение качества и пропускной способности

На производстве очень важно проверять эффективность, надежность и исполнение строгих требований на протяжении всей цепочки создания ценности, чтобы гарантировать переход только качественной продукции на следующий этап помещения в корпус и отправки заказчикам.

• Испытания на пластине:
  оценка параметров устройства на ранней стадии имеет решающее значение для снижения расходов в случае каких-либо проблем. Испытания начинаются на уровне пластины, при этом проверяется структура оригинального устройства либо в целях упрощения процесса проверяются специальные контрольные структуры на той же пластине.
  Мониторинг процесса и базовые испытания проводятся на основе параметров постоянного тока и ВЧ в целях определения успешных циклов работы пластины и выявления неисправных устройств. После помещения в корпус характеристики устройства могут измениться, поэтому на данной стадии имеют смысл только базовые ВЧ-испытания, т. е. измерения коэффициентов рассеяния для анализа согласования и коэффициента усиления. Во многих случаях предпочтительны импульсные тестовые сценарии во избежание существенного перегрева испытуемых устройств. При наличии множества устройств на одной пластине требуются эффективные стратегии испытаний, в противном случае длительность испытаний будет неприемлемой.
• Валидация целого устройства:
  после помещения устройства в корпус требуется обязательная подробная валидация, чтобы гарантировать отправку только высококачественной продукции конечным потребителям. Процедура валидации зависит от типа усилителя и его сценария использования. Она включает в себя испытания с немодулированными и модулированными сигналами. Эти испытания подтверждают, что устройство соответствует спецификации и надежно работает в реальных условиях.

Наши решения для испытаний ВЧ-усилителей мощности

Компания Rohde & Schwarz предлагает широкий ассортимент контрольно-измерительных приборов специально для решения задач, связанных с испытаниями ВЧ-усилителей мощности. Наши специализированные решения для испытаний с немодулированными и модулированными сигналами обеспечивают расширенные возможности проектирования и максимальные ВЧ-характеристики с широким динамическим диапазоном и высоким качеством модуляции. С другой стороны, приборы для повышения пропускной способности помогают решать задачи на производстве и при определении характеристик.

Компания Rohde & Schwarz предлагает широкий ассортимент контрольно-измерительных приборов специально для решения задач, связанных с испытаниями ВЧ-усилителей мощности. Наши специализированные решения для испытаний с немодулированными и модулированными сигналами обеспечивают расширенные возможности проектирования и максимальные ВЧ-характеристики с широким динамическим диапазоном и высоким качеством модуляции. С другой стороны, приборы для повышения пропускной способности помогают решать задачи на производстве и при определении характеристик.

• Векторные анализаторы цепей позволяют посредством одного соединения выполнять широкий ряд испытаний от измерений коэффициентов рассеяния до измерений нелинейности амплитудной характеристики и валидации линейности. Применение импульсных сигналов во время испытаний помогает предотвращать перегрев устройств, что особенно важно, т. к. на данной стадии усилители еще не оснащены достаточным охлаждением.
• Системы согласования нагрузки позволяют подробно исследовать характеристики усилителей и проводить оптимизацию для работы в различных условиях эксплуатации. С их помощью также можно точно настраивать импеданс на частотах гармоник, чтобы гарантировать эффективную и надежную работу усилителя в предусмотренном диапазоне.
• Испытания модуляции направлены на измерение таких ключевых параметров линейной передачи сигналов, как модуль вектора ошибок и коэффициент утечки мощности в соседний канал, т. к. эти параметры количественно определяют качество сигнала и нежелательное разрастание спектра. Испытания модуляции зачастую включают в себя механизмы линеаризации в целях валидации оптимальных условий эксплуатации. Передовые векторные генераторы и анализаторы сигналов от Rohde & Schwarz обладают уникальным набором функций и непревзойденными возможностями проведения испытаний.
• Важное значение имеет широкий выбор источников питания, т. к. в активных устройствах, в число которых входят ВЧ-усилители мощности, для электропитания и электрического смещения требуются различные линии питания. Rohde & Schwarz предлагает разнообразные источники питания, соответствующие особенностям различных технологий, в том числе варианты с высокой мощностью и высоким напряжением для следующего поколения усилителей на основе нитрида галлия, а также экономичные варианты для стандартных потребностей в электрическом смещении.
• Специализированные решения с оптимизацией пропускной способности и затрат предлагаются для задач производства и определения характеристик. Для эффективных и надежных испытаний крупных партий устройств компания Rohde & Schwarz предлагает векторные анализаторы цепей и векторные тестеры компонентов, обеспечивающие достижение максимальной пропускной способности и сведение затрат к минимуму.