Compensación (deembedding) de dispositivos bajo prueba de RF/microondas

Su excelente rendimiento de banda base en tiempo real, combinado con la capacidad de importar fácilmente los parámetros de dispersión de una red de interconexión de dos puertos activa/pasiva a través de archivos s2p, hacen que el generador de señales vectoriales R&S®SMW200A resulte ideal para realizar pruebas de RF y microondas de alta precisión que requieran la compensación del dispositivo bajo prueba (DUT).

Su misión

Como la mayoría de instrumentos de prueba de RF, los generadores vectoriales de señales (VSG) de RF/microondas se calibran en la interfaz coaxial de RF/microondas, que se define como el plano de referencia (RP). Esto significa que todos los parámetros de rendimiento del VSG (por ejemplo, el nivel de incertidumbre, planicidad de la respuesta en frecuencia, etc.) están especificados para esta interfaz.

Sin embargo, a menudo, el dispositivo bajo prueba (DUT) no está conectado directamente a esta interfaz del VSG coaxial, sino a través de una red de interconexión de dos puertos activa/pasiva formada por cables, atenuadores, amplificadores, interruptores, elementos de sujeción e incluso antenas.

Especialmente en el caso de señales de microondas de banda ancha, se puede observar una degradación considerable de la planicidad de la respuesta en frecuencia (magnitud/fase) en el plano del dispositivo bajo prueba (DP) cuando este está conectado a la red de interconexión.

Efecto de la red de interconexión en la respuesta en frecuencia.
Efecto de la red de interconexión en la respuesta en frecuencia.

Este tipo de efecto no es algo nuevo, pero está cobrando mayor importancia debido al incremento del ancho de banda de modulación BWmody de la frecuencia de RF/microondas fRFque admiten muchas aplicaciones y productos inalámbricos.

Por lo tanto, para obtener una caracterización precisa del dispositivo bajo prueba, es esencial considerar (y eliminar) esta característica de interconexión no deseada de la señal de prueba del plano del dicho dispositivo. Este proceso, que lleva el plano de referencia desde el puerto de salida del VSG hasta el puerto de entrada del dispositivo bajo prueba, se conoce como desinclusión.

Degradación creciente de la respuesta en frecuencia, f (fRF, BWmod).
Degradación creciente de la respuesta en frecuencia, f (fRF, BWmod).

Solución de test y medida

El generador de señales vectoriales R&S®SMW200A ofrece una planicidad de la respuesta en frecuencia de la RF especificada excepcional (dentro de un ancho de banda de modulación de hasta 2 GHz)de <1 dB(med. <0,4 dB)en el plano de referencia.

Planicidad de la respuesta en frecuencia del R&S®SMW200A (med.).
Planicidad de la respuesta en frecuencia del R&S®SMW200A (med.).
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Este rendimiento de planicidad de gama alta convierte al R&S®SMW en la fuente de señal preferida para todo tipo de aplicaciones de pruebas de banda ancha de RF/microondas, como, por ejemplo, agregación de portadoras de LTE, Wi-Fi/WLAN, pre-5G, 5G y señales radar, entre otras. La función de corrección de la respuesta en frecuencia definida por el usuario (UDFRC) R&S®SMW-K544 transfiere esta planicidad de la respuesta en frecuencia intrínseca del R&S®SMW al plano del dispositivo bajo prueba mediante el cambio del plano de referencia de la señal de prueba al puerto de entrada del dispositivo. Este proceso de compensación del dispositivo se realiza directamente en el R&S®SMW en tiempo real mediante la importación de archivos s2p Touchstone®que describen el rendimiento de transmisión y reflexión de la red de interconexión de dos puertos por medio de sus parámetros de dispersión Sxy.

La enorme flexibilidad de la UDFRC permite la importación de hasta 10 archivos s2p simultáneos que caracterizan los distintos componentes de la red de interconexión (cables, interruptores, atenuadores, amplificadores, antenas, etc.).

R&S®SMW-K544 - Desinclusión del dispositivo bajo prueba.
R&S®SMW-K544 - Desinclusión del dispositivo bajo prueba.
R&S®SMW-K544 - Importación de archivos s2p.
R&S®SMW-K544 - Importación de archivos s2p.
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El usuario puede activar/desactivar sobre la marcha todos los archivos s2p importados. El R&S®SMW concatena automáticamente todas las matrices de parámetros S en caso de que se trate de una red de interconexión en cascada (situaciones con varios archivos s2p). Resulta esencial tener en cuenta que la corrección de la respuesta en frecuencia es aplicable a:

  • Todo el rango de frecuencias cubiertas por los archivos s2p importados, y no solo una frecuencia de RF dedicada en concreto.
  • Cualquier señal de banda base, no solo una forma de onda dedicada
    Este alto grado de flexibilidad simplifica considerablemente el proceso de compensación requerido.

Además de la corrección de la respuesta en frecuencia dentro del ancho de banda de modulación, se encuentra disponible una corrección del nivel de RF absoluto en función de los archivos s2p activados.

R&S®SMW-K544 - Corrección del nivel RF absoluto.
R&S®SMW-K544 - Corrección del nivel RF absoluto.
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Pasos de la compensación de la opción R&S®SMW-K544:

  • Caracterizar la interconexión por medio de un
    • analizador vectorial de redes (VNA): fase/magnitud
    • sensor de potencia (p. ej. serie R&S®NRP): la magnitud depende de los requisitos de la aplicación de prueba
  • Importar los parámetros de dispersión Sxyresultantes al R&S®SMW como archivos s2p
  • Activar la UDFRC.

El gráfico siguiente ofrece una impresión de las funcionalidades de la UDFRC.

Funcionalidades de la R&S®SMW-K544.
Funcionalidades de la R&S®SMW-K544.
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La traza azul (S) describe la excepcional planicidad de la respuesta en frecuencia en un ancho de banda de modulación de 2 GHzen el RP. La situación en la salida de interconexión (rizado ≈1,5 dB,pérdida de inserción = 2,89 dB),en el DP, se destaca por medio de la traza de color azul oscuro (S+I). Con esta respuesta en frecuencia asignada en un archivo s2p y activada en la UDFRC del R&S®SMW (con corrección del nivel absoluto aplicada), acabamos con la respuesta en frecuencia verde (Val. S+I) en la entrada del dispositivo.

Características clave

El generador de señales vectoriales R&S®SMW200A equipado con la opción R&S®SMW-K544:

  • Señales de RF y microondas (banda ancha) con modulación vectorial con una excelente planicidad de la respuesta en frecuencia
  • Importación de los archivos s2p que caracterizan una red de interconexión de dos puertos
  • Desinclusión del dispositivo bajo prueba en tiempo real con corrección del nivel RF absoluto opcional

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