Création de votre propre amplificateur faible bruit “intelligent”

Compensation des composants externes en utilisant leur paramètre S et le R&S®FSW-K544

Votre tâche

Dans de nombreuses applications, des composants personnalisés sont branchés à l'instrument de mesure (par exemple un analyseur de signaux) afin de l'adapter parfaitement à une tâche de mesure spécifique. Des câbles (des fois très longs pour brancher un dispositif à tester distant), des filtres (pour bloquer les composantes puissantes du signal qui limitent la sensibilité de mesure) et des amplificateurs faible bruit (LNA) qui améliorent la sensibilité de l'équipement de mesure, sont des exemples typiques. La plupart de ces composants se trouvent dans des analyseurs de signaux ou de spectre évolués, ils peuvent aussi être commandés et intégrés en tant que matériel optionnel (par exemple un amplificateur faible bruit, également appelé préamplificateur).

Les composants intégrés, cependant, sont toujours un compromis. Pour un amplificateur faible bruit, vous devez choisir la bande passante, le gain, le facteur de bruit et la compatibilité. De toute évidence, un compromis n'est jamais parfait pour une application spécifique. Par conséquent, pour mesurer le facteur de bruit d'un amplificateur de pointe, vous pouvez avoir besoin d'un amplificateur faible bruit supplémentaire afin d'augmenter la sensibilité de l'instrument. Contrairement à un amplificateur faible bruit intégré, un gain très élevé et une compatibilité parfaite peuvent être nécessaires, mais uniquement dans une gamme de fréquence très étroite, par exemple de 1,5 GHz à 2 GHz, là où les composants intégrés couvrent généralement la gamme entière de fréquence de l'instrument, par exemple de 2 Hz jusqu'à 67 GHz ou plus.

Configuration de la mesure du facteur de bruit avec un amplificateur faible bruit supplémentaire spécifique à l'application
Configuration de la mesure du facteur de bruit avec un amplificateur faible bruit supplémentaire spécifique à l'application
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Solution Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz recommande de choisir le composant externe qui s'adapte parfaitement à votre application et de l'ajouter à la configuration de la mesure. Avec un composant supplémentaire dans la mesure, vous devez vous assurer que le résultat de la mesure caractérise le dispositif sous test, mais pas le composant. Alors comment pouvez-vous compenser l'influence de ce composant externe, par exemple son gain et sa réponse en fréquence ?

L'analyseur de signaux et de spectre R&S®FSW, ainsi que plusieurs autres instruments et logiciels Rohde & Schwarz (par exemple le logiciel d'analyse de signaux vectoriels R&S®VSE) proposent un correctif en fréquence définie par l'utilisateur (option R&S®FSW-K544 pour le R&S®FSW). Cette option applique un filtre qui compense n'importe quelle réponse en fréquence donnée, y compris le gain ou la perte constante.

Dans cet exemple avec un amplificateur faible bruit externe, mesurer les paramètres S de cet appareil en utilisant un analyseur de réseaux vectoriels, en s'assurant que l'amplificateur faible bruit fonctionne dans sa gamme linéaire, puis exporter les données dans un fichier Touchstone. Importer le fichier Touchstone (par exemple au format s2p) dans l'option R&S®FSW-K544 et appliquer le correctif. Vos résultats de mesure affichés par exemple sur le R&S®FSW apparaîtront comme si l'amplificateur faible bruit externe était un composant intégré au R&S®FSW.

Même un montage en cascade de composants est possible. L'option logicielle R&S®FSW-K544 combinera les matrices des paramètres S

de plusieurs composants ou même la correspondance d'entrée / sortie de l'instrument et du dispositif sous test, si nécessaire. Pour intégrer votre amplificateur faible bruit ou votre composant au sein de la configuration de mesure et compenser en totalité sa réponse en fréquence, réalisez ce qui suit :

Étape 1 : Mesurez le composant sur un analyseur de réseaux vectoriels, puis exportez un fichier Touchstone contenant les paramètres S des deux ports.

Étape 2 : Importez le fichier Touchstone dans le R&S®FSW-K544, puis activez le correctif de la réponse en fréquence défini par l'utilisateur.

Étape 3 : Mesurez votre dispositif sous test avec n'importe quelle application de mesure du R&S®FSW, avec vos composants entièrement compensés.

Le correctif de la réponse en fréquence défini par l'utilisateur vous permet de rendre tous vos composants “intelligents” en fournissant simplement leurs paramètres S.

Caractérisation et compensation de l'amplificateur faible bruit supplémentaire
Caractérisation et compensation de l'amplificateur faible bruit supplémentaire
Résultats de mesure
Résultats de mesure