Быстрые и точные измерения пассивной интермодуляции (ПИМ)

Уникальная измерительная установка на основе автоматической регулировки уровня (АРУ), в которой используются векторный анализатор цепей R&S®ZVAи широкополосные усилители R&S®BBA150, обеспечивает получение очень точных и воспроизводимых результатов за минимальное время.

Быстрые и точные измерения пассивной интермодуляции (ПИМ)

Измерительная задача

В таких устройствах, как кабели, разъемы и (дуплексные) фильтры при очень высоких уровнях мощности может возникать пассивная интермодуляция (ПИМ). Например, в современных системах беспроводной связи ПИМ стала главной проблемой в трансиверах базовых станций, в которых частота сигналов ПИМ может совпадать с частотой тракта приемника дуплексного фильтра, что снижает чувствительность приемника. В связи с этим испытания на ПИМ для дуплексных фильтров в процессе производства имеют существенное значение. Для измерения ПИМ требуется подача двух тональных сигналов на испытуемое устройство (ИУ) с идеальной разверткой по частоте и мощности. Традиционные мультиприборные схемы измерения на базе генераторов сигналов и анализаторов спектра имеют ограниченные функциональные возможности и требуют определенных навыков в программировании для управления приборами и их настройки. Для решений на базе анализатора цепей с единственным источником также требуется внешний генератор сигналов, и эти решения имеют очень ограниченные измерительные конфигурации.

Еще одна проблема — необходимость обеспечения стабильных сигналов при высоком уровне мощности. Влияние температурной стабилизации на усилители мощности приводит к вариациям выходной мощности, которые должны быть устранены для обеспечения подачи калиброванной и стабильной мощности на испытуемое устройство. Чтобы предотвратить повреждение испытательного оборудования и испытуемого устройства, необходимо как при подключении, так и при отключении ИУ выключить и снова включить усилители. Вместе с тем после включения усилителей должно пройти определенное время для восстановления рабочего состояния. Так как сложно предсказать, сколько времени должно пройти для достижения стабильного режима работы, и с учетом того, что быстродействие имеет определяющее значение в производственной среде, ожидание возвращения усилителей мощности в рабочее состояние необходимо минимизировать.

Меню настройки измерения интермодуляции ZVA
Меню настройки измерения интермодуляции R&S®ZVA
Открытый Lightbox

Контрольно-измерительное решение

С помощью четырехпортового векторного анализатора цепей R&S®ZVAс двумя внутренними источниками можно генерировать два тональных сигнала смещения частоты, которые могут быстро перестраиваться с помощью одного прибора. Программная опция преобразования частот R&S®ZVA-K4содержит меню измерения интермодуляции для эффективной настройки схемы измерения с разверткой по частоте и мощности.

Два тональных сигнала подаются на широкополосные усилители R&S®BBA150с целью генерирования требуемых высоких уровней мощности. Обеспечивая частоты до 6 ГГци выходную мощность от 15 Втдо 200 Вт, эти усилители идеально подходят для измерений пассивной интермодуляции.

Меню настройки автоматической регулировки уровня (АРУ) ZVA
Меню настройки автоматической регулировки уровня (АРУ) R&S®ZVA
Открытый Lightbox

Основу для подачи стабильных и точных испытательных сигналов на испытуемое устройство составляет функция автоматической регулировки усиления (АРУ) устройства R&S®ZVA. Функция АРУ точно и независимо управляет выходной мощностью источников двух тональных сигналов на портах 1 и 3, используя уровни мощности, измеряемые на соответствующих портах опорных приемников. В результате происходит очень быстрая настройка выходной мощности в опорной плоскости (испытуемого устройства) в пределах кратковременной стабилизации АРУ. Функция АРУ позволяет устранить проблемы с временем стабилизации температуры и мощности, а также изменением уровня выходной мощности усилителя. Измерения могут быть инициированы сразу же после подключения испытуемого устройства, и время тестирования сокращается с нескольких минут до, как правило, доли секунды на цикл развертки. Производительность может быть значительно увеличена. В большинстве случаев значений по умолчанию функции АРУ достаточно, так как обеспечивается минимальный диапазон погрешности стабилизации шириной 0,1 дБ. При необходимости параметры АРУ могут задаваться по отдельности с целью поддержки определенных требований к испытаниям.

Когда выполняется первоначальная калибровка мощности, мощность, генерируемая встроенными источниками, коррелируется с уровнями мощности, которые измеряются на соответствующих опорных трансиверах, с подачей необходимой мощности в опорной плоскости. Для измерений ПИМ на дуплексных фильтрах для трансиверов базовых станций, например, это уникальное решение может быть настроено на подачу необходимого уровня мощности до +47 дБмВт на испытуемое устройство. Использование испытательных параметров и компонентов, описанных в данном руководстве по применению, обеспечивает работу в непревзойденно широком динамическом диапазоне до –168 дБнпри 43,5 дБмВт(ПЧ 1 Гц) на частоте ок. 2 ГГц. Прямой доступ к приемнику позволяет добавить еще 10 дБ .

Схема измерения с анализатором ZVA и двумя усилителями BBA150 с уменьшенным временем проведения испытаний и повышенной точностью
Схема измерения с анализатором R&S®ZVA и двумя усилителями R&S®BBA150 с уменьшенным временем проведения испытаний и повышенной точностью
Открытый Lightbox

Заключение

Производительность испытаний на ПИМ существенно зависит от времени (температурной) стабилизации усилителей мощности, которое, в свою очередь, влияет на точность измерения уровня, стабильность и длительность испытаний. Четырехпортовый анализатор R&S®ZVA с двумя внутренними источниками и автоматической регулировкой усиления (АРУ) в сочетании с широкополосными усилителями R&S®BBA150представляет собой уникальное решение для исключительно быстрых, сверхточных и воспроизводимых измерений пассивной интермодуляции.

Связанные решения