Medidas de componentes de RF

El desafío al optimizar y validar diseños de amplificadores

Las medidas de amplificadores de potencia abarcan desde la fase inicial de fabricación sobre oblea hasta la integración final en la aplicación del sistema de destino.

Fase de desarrollo: validación y optimización

Durante la fase de desarrollo de los amplificadores de potencia deben validarse y optimizarse diversos aspectos esenciales:

• Validación del rendimiento: el primer paso consiste en confirmar el rendimiento básico del amplificador y garantizar que funciona de forma fiable en el marco de las especificaciones técnicas previstas. Se analizan características avanzadas, como la linealidad y la distorsión de modulación, para evaluar la fidelidad de la señal. Este proceso incluye la verificación de la eficacia de métodos que mejoran el rendimiento, como la linealización mediante predistorsión digital (DPD), que permite reducir la distorsión en esquemas de modulación complejos.
• Eficiencia energética: la eficiencia energética es un punto elemental en los test de amplificadores, ya que representa un importante aspecto diferenciador frente a la competencia y es decisivo para el éxito comercial de un producto. Los amplificadores eficientes prolongan la vida de la batería en los dispositivos portátiles y reducen los gastos de operación en aplicaciones de infraestructura.
• Optimización del diseño: los test ayudan a evaluar y concretar consideraciones de diseño fundamentales, como la selección de la tecnología de semiconductores más apropiada para la aplicación prevista. Este proceso también incluye el estudio y la adaptación específica de topologías de circuitos, como el diseño Doherty, para obtener un rendimiento óptimo.
• Diseño de amplificadores Doherty: los amplificadores Doherty consisten en una arquitectura especializada con características avanzadas que mejoran la eficiencia, especialmente para amplificar señales con factor de cresta elevado. Para caracterizar y optimizar amplificadores Doherty se necesitan soluciones de test avanzadas que controlen con precisión la amplitud y fase de señales de entrada tanto en amplificadores portadores como de pico para optimizar su interacción, y que analicen su rendimiento conjunto. Contar con pruebas de diseño de amplificadores Doherty eficaces es esencial para conseguir una alta eficiencia y fiabilidad en sistemas de comunicación modernos.

Fase de producción: garantizar la calidad y el rendimiento

En la producción es esencial garantizar el rendimiento y la fiabilidad, así como cumplir las estrictas especificaciones técnicas en toda la cadena de valor añadido, para contar con la seguridad de que solamente las piezas buenas pasen al siguiente paso para su encapsulado y entrega al cliente.

• Pruebas sobre oblea:
  la cualificación temprana de un dispositivo es crucial para minimizar costes en caso de surgir anomalías. Las medidas comienzan a nivel de oblea, donde se verifica la estructura del componente propiamente dicho o estructuras de test dedicadas en la misma oblea para simplificar el proceso.
  Se realiza una monitorización del proceso y test básicos con métricas de CC y RF para identificar lotes de oblea correctos y aislar componentes defectuosos. Puesto que el comportamiento del componente puede cambiar después del encapsulado, en esta fase solamente se realizan test de RF fundamentales, como medidas de parámetros-S de ganancia y adaptación de impedancias. A menudo se opta por escenarios de prueba por pulsos para evitar un autocalentamiento excesivo de los componentes examinados. Teniendo en cuenta que una sola oblea contiene numerosos componentes, es esencial contar con estrategias de medida eficientes para mantener unos tiempos de prueba razonables.
• Validación de dispositivos completos:
  una vez que los componentes están encapsulados, es obligatorio realizar una validación exhaustiva para garantizar que solamente se entreguen al cliente productos de alta calidad. El proceso de validación está adaptado al tipo de amplificador y el caso de uso previsto, e incluye medidas de onda continua y de señales moduladas. Estas medidas confirman que el dispositivo cumple las especificaciones técnicas declaradas y funciona de forma fiable en aplicaciones reales.

Nuestras soluciones para medidas de amplificadores de potencia de RF

Rohde & Schwarz ofrece toda una gama de instrumentos de test y medida optimizados para responder a las exigencias de la validación de amplificadores de potencia de RF. Están disponibles soluciones dedicadas de test de onda continua y modulada para el desarrollo, con funciones avanzadas y máximo rendimiento de RF en cuanto a rango dinámico y calidad de modulación. Contar con instrumentos de rendimiento optimizado, además, es una garantía para satisfacer las necesidades de producción y caracterización.

Rohde & Schwarz ofrece toda una gama de instrumentos de test y medida optimizados para responder a las exigencias de la validación de amplificadores de potencia de RF. Están disponibles soluciones dedicadas de test de onda continua y modulada para el desarrollo, con funciones avanzadas y máximo rendimiento de RF en cuanto a rango dinámico y calidad de modulación. Contar con instrumentos de rendimiento optimizado, además, es una garantía para satisfacer las necesidades de producción y caracterización.

• Los analizadores de redes vectoriales (VNA) ofrecen un amplio rango de medida, con una única conexión que permite obtener medidas desde los parámetros-S hasta la compresión de ganancia sobre la frecuencia, así como validación de la linealidad. El uso de señales pulsadas en las medidas previene el sobrecalentamiento de los dispositivos, un aspecto especialmente importante cuando los amplificadores no están todavía equipados con la refrigeración adecuada.
• Los sistemas load-pull permiten analizar en detalle el comportamiento del amplificador y facilitan la optimización para distintas condiciones de operación. También hacen posible el ajuste preciso de terminación para frecuencias de armónicos, lo que garantiza que el amplificador funciona de forma eficiente y fiable en todo el rango previsto.
• Los test de modulación se centran en métricas clave para la transmisión de señales lineal, como la magnitud del vector de error (EVM) y la relación de potencia de canal adyacente (ACLR), que cuantifican la calidad de señal y el recrecimiento espectral no deseado. Las medidas de modulación incluyen a menudo métodos de linealización para validar las condiciones óptimas de funcionamiento. Las soluciones de generación y análisis vectorial de señales de Rohde & Schwarz, líderes del mercado, cuentan con funciones exclusivas y brindan el conjunto de prestaciones más extenso del sector.
• Una amplia gama de fuentes de alimentación resulta esencial, puesto que los dispositivos activos como los amplificadores de potencia de RF requieren un gran número de líneas de alimentación para el suministro eléctrico y polarización. Rohde & Schwarz ofrece diferentes fuentes de alimentación adaptadas a distintas tecnologías, que incluyen soluciones de alta potencia y alta tensión para amplificadores GaN de última generación, así como opciones económicas para necesidades básicas de polarización.
• Disponemos de soluciones dedicadas para un rendimiento elevado y costes optimizados en entornos de producción y caracterización. Los analizadores de redes vectoriales y comprobadores de componentes vectoriales de Rohde & Schwarz están diseñados expresamente para alcanzar el máximo rendimiento y reducir los costes al mínimo, y garantizan medidas eficientes y fiables de grandes cantidades de dispositivos.