Caractérisation d'un amplificateur en utilisant le "load pull"

Votre tâche

Vous concevez un amplificateur de puissance, qui n'est pas intrinsèquement un appareil 50 Ω. Toutefois, l'environnement ciblé est typiquement un monde 50 Ω, donc un réseau de correspondance appropriée est nécessaire. La performance de l'amplificateur dépend fortement de l'impédance de la charge. Vous caractérisez l'amplificateur en utilisant différentes impédances de source et de charge, puis l'optimisez pour le gain, la puissance de sortie (Pout) et la puissance ajoutée (PAE). Cela permet de concevoir un réseau de correspondance adaptée. Les amplificateurs fonctionnent généralement à proximité de la compression pour plus d'efficacité. Les paramètres S de petits signaux classiques ne décriraient pas de manière adaptée le dispositif sous test (DUT). En lieu et place, vous avez plutôt besoin d'une excitation de grands signaux et d'impédances de charge sans correspondance 50 Ω, afin de caractériser le comportement non linéaire du dispositif sous test. Les quantités d'ondes vectorielles (a1, b1, a2, b2) décrivent le comportement du dispositif sous test et permettent la création ainsi que la validation d'un modèle d'amplificateur.

Solution T&M

Le "load pull" repose sur la variation flexible de l'impédance agissant sur l'amplificateur. Le principal paramètre à modifier au cours de la mesure n'est ni la fréquence, ni le niveau ou la tension de polarisation, mais l'impédance présentée à l'entrée et à la sortie du dispositif sous test aux fréquences fondamentale et harmonique. Le "load pull" permet la caractérisation du dispositif sous test en fonction de la variation des impédances de charge.

Les configurations de mesure "load pull" d'aujourd'hui intègrent communément un analyseur de réseaux vectoriels tel que le R&S®ZNA, plus des tuners d'impédances de source et de charge. Un accès direct au récepteur sur l'analyseur de réseaux vectoriels permet la mesure des vecteurs des ondes a et b, vers et depuis le dispositif sous test, à l'aide de coupleurs externes à faibles pertes. L'analyseur de réseaux vectoriels permet la calibration sur le plan de référence du dispositif sous test, garantissant une précision et une stabilité maximales pour les mesures de quantité d'ondes a et b.

Application

Toutes les valeurs des paramètres d'intérêt tels que les coefficients de réflexion Γ sur l'entrée et la sortie de l'amplificateur, la puissance d'entrée, la puissance de sortie, le gain, l'efficacité et la puissance ajoutée, peuvent être déterminées à partir des quantités d'ondes mesurées (amplitude et phase). La configuration permet également un aperçu des tuners pour mesurer et contrôler précisément les impédances respectives, telles que présentées au dispositif sous test.

La configuration peut facilement évoluer vers un système "load pull" actif ou hybride ou vers une combinaison de "load pull" actif et passif. Cela élargit la gamme de réglage disponible sur le plan de référence du dispositif sous test, en injectant un signal à cohérence de phase supplémentaire. Elle permet la caractérisation d'appareils à très faible impédance sur une large gamme d'impédances. Cette technique également utilisée si un "load pull" harmonique est nécessaire pour la caractérisation avancée d'un appareil et pour l'extraction de modèles complexes de dispositif sous test.

Les types de signaux pris en charge intègrent souvent des ondes entretenues (CW) et des ondes entretenues pulsées. Les signaux pulsés sont essentiels pour les mesures sur matrice brute et sur plaquette, afin d'éviter les variations de température au cours du test en raison de l'auto-échauffement de l'appareil.

Rohde & Schwarz collabore avec des partenaires leaders de l'industrie, Focus Microwaves et Maury Microwave, pour proposer des solutions de "load pull" clé en main.

Voir aussi : www.rohde-schwarz.com/product/zna