Интермодуляционные измерения на ВЧ-усилителях

Измерительная задача

Для типичного ВЧ- или СВЧ-усилителя, одновременно обрабатывающего несколько несущих, важно знать эксплуатационные ограничения, возникающие из-за нелинейных эффектов, во избежание снижения производительности на системном уровне. Сложившаяся концепция оценки нелинейности устройства заключается в измерении интермодуляционных составляющих 3-го порядка, по которым рассчитывается точка пересечения 3-го порядка. Интермодуляция традиционно измеряется с помощью двух ВЧ-генераторов, каждый из которых выдает определенный тональный сигнал. Тональные сигналы имеют одинаковую мощность, но немного отличаются по частоте. Они объединяются в одном тракте и подаются на испытуемое устройство. Анализатор спектра, подключаемый к выходу испытуемого устройства, измеряет интересующие тональные ВЧ-сигналы, а также интермодуляционные составляющие n-го порядка, формируемые в испытуемом устройстве. Для компенсации потерь в кабеле и сумматоре необходима трудоемкая калибровка. Должны быть установлены несколько ВЧ-соединений, что повышает риск возникновения ошибок. Кроме того, для измерений с разверткой по частоте и мощности, выполняемых для определения характеристик испытуемого устройства, требуется синхронизированный режим работы испытательного оборудования с управляющим компьютером и программным обеспечением, что повышает сложность и стоимость таких измерений.

Контрольно-измерительное решение

Четырехпортовый векторный анализатор цепей R&S^®ZNB с приемниками высокой степени линейности и колоссальной выходной мощностью идеально подходит для интермодуляционных измерений. Оборудованный вторым встроенным источником и USB-датчиком мощности R&S^®NRP-Zxx анализатор R&S^®ZNB обеспечивает полноценное решение для эффективного и точного измерения интермодуляционных составляющих и расчета точек пересечения, для чего требуется только внешний ВЧ-сумматор. Использование анализатора со вторым встроенным генератором также уменьшает время измерения примерно в 10 раз по сравнению с дистанционно управляемым внешним генератором сигналов, что позволяет выполнять анализ испытуемого устройства в реальном масштабе времени. Уникальный векторный анализатор цепей R&S^®ZNB поддерживает измерения с разверткой по частоте и мощности и анализирует выходной спектр для двух тональных непрерывных сигналов (CW) фиксированной частоты, обеспечивая существенную гибкость при анализе интермодуляционных составляющих. В R&S^®ZNB предусмотрен встроенный мастер интермодуляции. Этот интуитивно понятный инструмент проводит пользователя через четыре простых этапа эффективной настройки прибора с целью измерения интермодуляционных составляющих нечетного порядка (3-го, 5-го, 7-го и 9-го) и расчета соответствующих точек пересечения.

• Этап 1: определение параметров ВЧ-источника и параметров измерения для приемника. Скорость измерения повышается благодаря работе с интермодуляционными составляющими только тех порядков, которые необходимы для определенного измерения.
• Этап 2: ввод частотных диапазонов и уровней мощности для тональных сигналов источника.
• Этап 3: выбор измеряемых количественных показателей, то есть интермодуляционных составляющих, точек пересечения и уровней мощности до и после испытуемого устройства.
• Этап 4: есть два варианта — продолжение работы с некалиброванными измерениями или выполнение простой трехэтапной калибровки мощности с целью получения скорректированных уровней мощности на входе испытуемого устройства и на измерительном приемнике.

После выбора необходимого варианта на этапе 4 анализатор R&S^®ZNB закрывает мастер интермодуляции и отображает результаты по выбранным параметрам в виде маркированных кривых. Использование интерфейса сенсорного экрана анализатора ускоряет и упрощает анализ отображаемых результатов. Пользователи могут добавлять маркеры и менять опорные кривые, например, с целью измерения точек пересечения относительно входа и выхода испытуемого устройства.

Заключение

Универсальный векторный анализатор цепей R&S^®ZNB со вторым встроенным генератором (четырехпортовая модель) и встроенным мастером интермодуляции — быстрое, эффективное и точное решение для анализа интермодуляционных характеристик устройств.